Đáp án ngân hàng câu hỏi môn KĨ THUẬT NHIỆT 2

Câu1: Khảo sát quá trình dẫn nhiệt ổn
định qua vách trụ một lớp?
Trình bày:
-Cho vách trụ (ống) bằng vật liệu đồng nhất
và đẳng hướng có đường kính trong
đường kính ngoài
dẫn nhiệt
là

tw1

λ

d 2 = 2r2

, dài

l

d1 = 2r1

,

, mặt ngoài là

tw1 > tw 2

Q = −λ

không đổi với giả

thiết
. Xác định qui luật thay đổi
nhiệt độ trong vách và dòng nhiệt truyền qua
vách.
giả thiết các đường kính của vách nhỏ
hơn rất nhiều lần chiều dài của vách.
Vì nhiệt độ chỉ thay đổi theo hướng bán
∂ 2t
=0
t
∂ϕ 2
kính nên:
và

∂ 2t
=0
∂z 2

vừa tìm ở trên và chú ý diện tích

mặt trụ đẳng nhiệt

Q=

F = 2π rl

tw1 − tw 2
1
r
ln 2

2πλl r1

ta nhận được:
t −t
Q = w1 w2
1
d
ln 2
2πλl d1

hay
Thông thường với vách trụ người ta thường

( ql )

tw2
r1
r

∂ 2 t 1 ∂t
+
=0
∂r 2 r ∂ r

r2

Tích phân, ta nhận
được:
∂t C1
=

∂r
r
→

dr

thì

t = tw1

sử dụng khái niệm mật độ dòng nhiệt dài
là dòng nhiệt truyền qua vách trụ có chiều dài 1
m. Ta có:
r

Dẫn nhiệt qua vách trụ một lớp

và khi

r = r2

ql =

Q tw1 − tw2
=
1 r2
l
ln
2πλ r1

ql =

tw1 − tw2
1 d2
ln
2πλ d1

hay
1
r
1
d
Rl =
ln 2 =
ln 2
2πλ r1 2πλ d1

Đại lượng
là
nhiệt trở dẫn nhiệt của vách trụ. Khi đó ta có thể
biểu diễn biểu thức trên dưới dạng:

t = C1 ln r +C2

-Khi

Thay

dt
dr

dt
F
dr

tw1

Do đó phương trình vi
phân dẫn nhiệt có dạng:

r = r1

d
d
t = tw1 − (tw1 − tw2 ) 1
d
ln 2
d1
ln

Dòng nhiệt truyền qua vách trụ được xác
định theo định luật Fourier:

. Hệ số

không đổi. Nhiệt độ mặt trong

tw 2

Hay:

r
ln
r
t = tw1 − (tw1 − tw2 ) 1
r
ln 2
r1

thì

ql =

tw1 − tw 2
Rl


C1 =
t = tw 2

, ta có:

tw1 − tw 2
r
ln 1
r2

C2 = tw1 − ( tw1 − tw 2 )

Thay

C1

và

C2

ln r1
r
ln 1
r2

d2
<2
d1

và

Khi
ảnh hưởng độ cong bề mặt vách trụ
có thể bỏ qua, có thể xem vách trụ như vách

δ=
phẳng có độ dầy
đơn giản.

d 2 − d1
2

để tính nhiệt cho

ta nhận được:

Câu 2: Thế nào là tỏa nhiệt đối lưu, phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới tỏa nhiệt đối lưu?
Trình bày:
- Tỏa nhiệt đối lưu là một dạng cơ bản của truyền nhiệt được thực hiện bằng chuyển động
của chất lỏng hoặc chất khí tiếp xúc với bề mặt ngăn cách.
- Những nhân tố ảnh hưởng tới trao đổi nhiệt đối lưu:
+)Nguyên nhân gây ra chuyển động:
Chuyển động tự nhiên: Chuyển động của chất chảy do sự chênh lệch nhiệt độ trong lòng bản
thân nó dẫn tới mật độ giữa các vùng là khác nhau và làm xuất hiện lực nâng gây ra chuyển
động của chất chảy.
Chuyển động cưỡng bức: Chuyển động của chất chảy do tác dụng của ngoại lực tạo ra chênh
áp giữa các vùng.
Nhận xét: Chuyển động cưỡng bức có khả năng TĐNĐL tốt hơn chuyển động tự nhiên.
Chuyển động cưỡng bức bao giờ cũng kèm theo chuyển động tự nhiên, vì trong chất chảy luôn
tồn tại sự không đồng đều về nhiệt độ giữa các vùng.Nếu tốc độ chuyển động cưỡng bức càng
nhỏ và độ chênh nhiệt độ giữa các vùng chất chảy càng lớn thì vai trò chuyển động tự nhiên
càng lớn và ngược lại.
+)Chế độ chảy:
Chảy tầng là chế độ chuyển động của dòng chảy mà ở đó các vectơ vận tốc có hướng chảy ổn
định. Trao đổi nhiệt lúc này chủ yếu bằng phương thức dẫn nhiệt giữa các lớp chất chảy. Cường
độ trao đổi nhiệt nhỏ. Chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng chất chảy lớn.
Chảy rối là chế độ chuyển động của dòng chảy mà ở đó các phân tử chuyển động hỗn loạn,
độ lớn, hướng và tốc độ của các phân tử luôn luôn thay đổi. Trao đổi nhiệt lúc này chủ yếu bằng
đối lưu. Cường độ trao đổi nhiệt lớn. Nhiệt độ giữa các vùng chất chảy tương đối đồng đều.
Tỏa nhiệt đối lưu với chế độ chảy rối có khả năng trao đổi nhiệt tốt hơn chế độ chảy tầng.
+)Tính chất vật lí của chất chảy:Mỗi loại chất chảy trị số của những đại lượng vật lí khác
nhau nên chúng có ảnh hưởng các nhau tới khả năng TĐNĐL.
+) Kích thước, hình dáng và vị trí của các bề mặt trao đổi nhiệt: Khi chất chảy trên bề mặt

vật rắn có kích thước, hình dáng khác nhau thì chiều dày lớp biên thủy lực và chế độ chảy của
chất chảy trong lớp biên khác nhau, dẫn đến cường độ trao đổi nhiệt khác nhau.


Câu 3: Các tiêu chuẩn đồng dạng trong toả nhiệt đối lu đã đợc nghiên cứu và ý nghĩa của
chúng? Tỏa nhiệt đối lu xác định bởi công thức: Nu = C(Gr.Pr)nm dùng cho loại tỏa nhiệt
đối lu nào? phân tích các thành phần trong công thức?
Tiờu chuõn ụng dang l mt t hp khụng th c trng cho vai trũ cua ụi lu t nhiờn ti
quỏ trỡnh TNL
nguyờn nhng i lng vt lớ c trng cho

hin tng.
Pr =
Cỏc tiờu chun trong ta nhit i lu:
a
Tiờu
chun
Prandtl:
l

a
Nu =
l h s dn nhit , m2/s;
l nht

2
ng hc, m /s.
- Tiờu chun Nusselt:
c trng cho anh hng cua tớnh chõt vt lớ

l
cua chõt chay ti quỏ trỡnh TNL.
2
+) l h s ta nhit, W/(m .K) ; l kớch
-Ta nhit i lu co cụng thc l:

thc xỏc nh, (m); l h s dn nhit, W/ Nu = C(Gr.Pr)m,n dựng cho loi ta nhit i
lu t nhiờn trong khụng gian vụ hn.
(m.K).++)Tiờu chuõn Nusselt cha hờ sụ

Nu l tiờu chun cha xỏc nh;
toa nhiờt ụi lu vỡ vy no c trng cho
Re, Gr, Pr l cỏc tiờu chun c xỏc nh
cng ụ trao i nhiờt ụi lu.
theo nhit xỏc nh, kớch thc xỏc nh v
l
Re =
cỏc iu kin n tr a bit;

Gii PT ng dng xỏc nh Nu v tỡm
c h s ta nhit .
- Tiờu chun Reynolds:

l
- l tc dũng chy, m/s; l kớch thc



xỏc nh (m); l nht ng hc, m2/s.
Tiờu chun Reynolds cha thụng s tc

dũng
vỡ vy nú c trng cho ch chy.
+)c trng cho anh hng cua chờ ụ chay
ti quỏ trỡnh TNL.
gl 3
Gr = 2 t

- Tiờu chun Grashoff:


g

l

l gia tc trng trng, m/s2;

l kớch



thc xỏc nh, m;
l nht ng hc,
t
m2/s;
l chờnh nhit gia b mt trao

i v mụi trng cht chy, K;

l h s
dan n th tớch c xỏc nh bng thc
=

nghim, 1/K.Vi khớ lớ tng cú th ly

1
T

.

Câu 4: Các tiêu chuẩn đồng dạng trong toả nhiệt đối lu đã đợc nghiên cứu và ý nghĩa của
chúng? Phân tích các thành phần trong công thức sau: Nuf = 0,15Ref33Prf0,43Grf0,1(Prf/Pw)0,25 .
Cỏc tiờu chun ng dng trong ta nhit i lu:
l
Nu =

- Tiờu chun Nusselt:



+)

2

l h s ta nhit, W/(m .K) ;

l

l kớch thc xỏc nh, (m);

(m.K).++)Tiờu chuõn Nusselt cha hờ sụ toa nhiờt ụi lu
ụ trao i nhiờt ụi lu.

Re =



l h s dn nhit, W/

vỡ vy no c trng cho cng

l


- Tiờu chun Reynolds:
-





l tc dũng chy, m/s;

l

l kớch thc xỏc nh (m);

l nht ng hc, m2/s.

Tiờu chun Reynolds cha thụng s tc dũng
vỡ vy nú c trng cho ch chy.
+)c trng cho anh hng cua chờ ụ chay ti quỏ trỡnh TNL.


Gr =

gl 3
t
2

- Tiờu chun Grashoff:

g

2

l gia tc trng trng, m/s ;

l

l kớch thc xỏc nh, m;



2

t

l nht ng hc, m /s;

l chờnh nhit gia b mt trao i v mụi trng cht chy, K;
l h s dan n th
=

tớch c xỏc nh bng thc nghim, 1/K.Vi khớ lớ tng cú th ly
c trng cho vai trũ cua ụi lu t nhiờn ti quỏ trỡnh TNL

Pr =
- Tiờu chun Prandtl:
a

1
T

.


a

2



l h s dn nhit , m /s; l nht ng hc, m2/s.
c trng cho anh hng cua tớnh chõt vt lớ cua chõt chay ti quỏ trỡnh TNL.

: Nuf = 0,15Ref33Prf0,43Grf0,1(Prf/Pw)0,25 dựng cho loi .ta nhit i lu khi cht chy chuyn ng
cng bc trong ng
Re, Gr, Pr l cỏc tiờu chun c xỏc nh theo nhit xỏc nh, kớch thc xỏc nh v cỏc
iu kin n tr a bit;
Gii PT ng dng xỏc nh Nu v tỡm c h s ta nhit .

Câu 5: Bức xạ nhiệt. Đặc điểm của bức xạ nhiệt? Phân biệt sự khác nhau giữa bức xạ nhiệt của
vật rắn và chất khí? Phân biệt 2 khái niệm hệ số hấp thụ và độ đen?
- nh ngha: Bc x nhit l l hin tng truyn nhit t vt ny sang vt khỏc khụng tip
xỳc vi nhau m khụng cn cú mụi cht trung gian.Bc x nhit l dng truyn ng trc tip
c im ca bc x nhit
+ Bn thõn vt bao gi cng cú mt nhit no y, vt luụn cú bc x nhit v mc bc
x ca vt ph thuc ln vo giỏ tr nhit ca vt.
+ Quỏ trỡnh trao i nhit bng bc x luụn luụn kốm theo hai ln bin i dng nng lng:
bin ni nng thnh súng in t vt phỏt x v quỏ trỡnh bin i ngc li vt hp th.
+ Trong k thut nhit ngi ta ch kho sỏt nhng tia m nhit thng gp trong k thut
cú hiu ng nhit cao, gi l tia nhit (tia hng ngoi v ỏnh sỏng trng) cú bc súng nm
trong khong

= 0,4 ữ 400

àm.


+ Bc x nhit cú tớnh cht ht v tớnh cht súng v tc bc x nhit bng tc ỏnh sỏng.
+ Bc x nhit xy ra gia hai vt din ra ngay c chõn khụng.
- Phõn bit s khỏc nhau gia bc x nhit ca vt rn v cht khớ:
Nhng khớ phõn t cú mt hoc hai nguyờn t nh khớ heli, oxi, nit v.v.. thc t hp th v
bc x nng lng khụng ỏng k, nhng khớ phõn t cú t ba nguyờn t tr lờn nh hi nc
(H2O), cacbonic (CO2) v.v.. cú kh nng hp th v bc x nng lng.

- Khỏc vi vt rn l vt xỏm cú kh nng hp th v bc x i vi ton b cỏc súng cú
bc súng t 0 n , cht khớ ch hp th v bc x nng lng trong nhng di bc súng
nht nh. Nh vy, bc x v hp th nng lng ca cht khớ cú tớnh cht chn lc.
- Khỏc vi vt rn v cht lng bc x v hp th nng lng ch xy ra trờn b mt ca
vt, cht khớ bc x v hp th nng lng xy ra trong ton b khi khớ. Nh vy, bc x ca
cht khớ cú tớnh th tớch.
- Phõn bit 2 khỏi nim h s hp th v en:
+ H s hp th A l t s gia dũng nng lng b hp th Qa v dũng nng lng bc
x Q ti vt.
+ en l t s gia nng sut bc x ca vt thc l E vi nng sut bc x ton phn
ng vi tt c cỏc bc song t 0 n

Câu 6: Thế nào là vật đen tuyệt đối, vật trắng tuyệt đối, vật trong tuyệt đối, vật đục và vật xám?
Các đại lợng đặc trng cho bức xạ nhiệt?
Dũng nng lng bc x
phn hp th

Q

QA

ti vt, mt phn phn x

gi l h s phn x;

QR

QR

QD

v phn xuyờn qua
.
QA QR QD
+
+
=1
Q = QA + QR + QD
Q
Q
Q
Do ú:
hay
QA
=A
Q
t:
gi l h s hp th;
QR
=R
Q

Q

QA

QD

S phõn tỏn nng lng bc x

, mt


QD
=D
Q

gi l h s xuyờn qua.
Nhng h s ny c trng cho tớnh cht ca vt cht c xỏc nh bng thc nghim.
khụng cú cỏc vt cú tớnh tuyt i, cỏc vt rn
A = 1 ( R + D = 0)
Khi
vt en tuyt i.
D =0
(
A
+
D
=
0)
v cỏc cht lng xem gn ỳng cú
v
R =1
Khi
vt trng tuyt i.
c gi l vt c. Cỏc cht khớ cú s nguyờn
D = 1 ( A + R = 0)
t trong phõn t nh hn hoc bng hai cú th
Khi
vt trong tuyt i.

D =1
.
Nhng vt cú h s bc hp th, h s phn x xem l vt trong tuyt i cú
v h s xuyờn qua khụng ph thuc vo chiu
di bc súng gi l vt xỏm. Trong k thut
Câu 7: Thế nào là hai hiện tợng tơng tự và thế nào là hai hiện tợng đồng dạng? Khi giải phơng
trình đồng dạng cần phải lu ý những gì?
Hai hin tng hoc hai quỏ trỡnh c biu din bng phng trỡnh vi phõn cú ni dung v
hỡnh thc ging nhau c gi l hin tng ng dng
Hai hin tng hoc hai quỏ trỡnh c biu din bng phng trỡnh vi phõn cú hỡnh thc ging
nhau nhng ni dung khỏc nhau c gi l hin tng tng t
Khi gii phng trỡnh cn lu ý cỏc im sau ;
Phng trỡnh ng dng l phng trỡnh biu din quan h gia cỏc tiờu chun ng dng
c trng cho hin tng trao i nhit i lu.
Phng trỡnh tiờu chun cú dng tng quỏt:
Nu = f ( Re, Pr , Gr ,...)

l

- Kớch thc xỏc nh l kớch thc hỡnh hc ca b mt ta nhit cú nh hng ln nht
nht n quỏ trỡnh ta nhit. Khi nghiờn cu ngi ta a xỏc nh rừ i lng ny, do ú khi s
dng cỏc phng trỡnh tiờu chun, nht thit phi ly kớch thc ny tớnh toỏn cho cỏc tiờu
chun ng dng.
t

- Nhit xỏc nh l nhit do ngi nghiờn cu chn tra tớnh cht nhit vt lớ ca
cht lng. Nhit xỏc nh cú th l:

tm =
+ nhit trung bỡnh:

tf

t f + tw
2

tw

+ nhit cht chy
hoc nhit vỏch
Câu 8: Thế nào là truyền nhiệt, biện pháp tăng cờng truyền nhiệt?
Quỏ trỡnh truyờn nhit l quỏ trỡnh lan truyn nng lng nhit. Quỏ trỡnh truyờn nhit phc
tp l quỏ trỡnh truyn nhit c thc hin ng thi bi hai hay nhiu cỏc phng thc truyn
nhit c bn.
Gii phỏp tng h s truyờn nhit:
Do mu ca 2 biu thc trờn u ln 1 nờn:
Kho sỏt HSTN qua vỏch phng:


K=

1
1 δ
1
+ +
α1 λ1 α 2

và
Khi tăng hệ số TNĐL của hai môi chất nónglạnh, để hiệu quả ta cần tăng hệ số TNĐL của
môi chất có hệ số TNĐL bé.

• Tăng diện tích bề mặt TĐN hiệu quả:
Xét biểu thức truyền nhiệt với vách có cánh
(khi đã bỏ qua nhiệt trở của dẫn nhiệt):

t −t

f1
f2
- Tăng cường quá trình TNĐL bằng cách:
Q=
+ Thiết lập chế độ chảy cưỡng bức, tạo dòng
1
1
+
chảy rối trên bề mặt tỏa nhiệt;
α
F
α2 F2
+ Sử dụng môi chất chảy có khả năng TĐN
1 1
tốt;
+ Chế tạo, bố trí các bề mặt TĐN hợp lý; hạn
chế lớp cặn bám trên bề mặt TĐN trong quá
trình KTSD.
- Tăng cường quá trình DN bằng cách:
+ Sử dụng vật liệu vách có tính dẫn nhiệt tốt;
+ Sử dụng vật liệu vách có tính dẻo cao để chế
tạo vách có độ dày nhỏ.
 Giải pháp tăng diện tích bề mặt TĐN:
Ứng dụng kỹ thuật làm cách cho bề mặt TĐN;

 Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng tới
Nếu gọi αbé là giá trị bé nhất trong hai α1 và
quá trình TN:
α2 và diện tích đi cùng là Ftb thì ta có thể viết
• Tăng hệ số TNĐL hiệu quả:
Xét biểu thức:
được:

K=

1
1 δ
1
+ +
α1 λ1 α 2

Q ≈ αbÐ Ftb (t f1 − t f2 )

- Khi αbé không thể tăng được nữa thì dòng
nhiệt sẽ tăng khi ta tăng diện tích bề mặt TĐN
Ftb.
⇒ Tăng diện tích về cho bề mặt có môi chất
có hệ số TNĐL bé là hiệu quả hơn.


δ
→0
λ

N

ê
́
u

g
i
a
̉
m

δ

v
a
̀
t
ă
n
g

λ

δ
→0
λ


C©u 9: ThÕ nµo lµ truyÒn nhiÖt, gi¶i ph¸p h¹n chÕ truyÒn nhiÖt b»ng c¸ch nhiÖt víi v¸ch trô?
Quá trình truyền nhiệt là quá trình lan truyền năng lượng nhiệt. Quá trình truyền nhiệt phức
⇒

tạp là quá trình truyền nhiệt được thực hiện đồng thời bởi hai hay nhiều các phương thức truyền
nhiệt cơ bản.
Để hạn chế truyền nhiệt phải tăng nhiệt trở dẫn Từ biểu thức trên ta nhận thấy:

α1

α2

nhiệt: Giảm các hệ số tỏa nhiệt đối lưu
và
.
Một biện pháp cơ bản tăng nhiệt trở dẫn nhiệt là bọc
cách nhiệt.
Khi bọc cách nhiệt cho ống hình trụ có đường

( d1 )

(d2 )

kính trong
, đường kính ngoài
, hệ số dẫn
(λ )
nhiệt
một lớp cách nhiệt có đường kính ngoài
cùng

(d3 )

(λCN )

, hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt

, hệ số tỏa nhiệt bên trong

(α1 )

(α 2 )

, và hệ số tỏa

nhiệt bên ngoài
, nhiệt trở của ống bọc cách
nhiệt ứng với 1 m chiều dài ống là:

Rl =

1
1
1  d  1  d3  1
=
+ ln  2 ÷+
ln  ÷+
Kl αl dl 2λ  d1  2λCN  d 2  α 2 d3

Khi tăng đường kính ngoài của lớp
(d3 )

cách nhiệt
, nhiệt trở cách nhiệt


 d3 
1
R
=
ln
 CN
 ÷
2 λCN  d 2  

tăng nhưng

1
Rα 2 =
α 2 d3

d3

- Đường kính ngoài cách nhiệt

( d3 )

d 2 < d3 < d th

trong miền
làm tăng
dòng nhiệt vì tăng diện tích tỏa nhiệt
của bề mặt cách nhiệt.
- Đường kính ngoài bọc cách nhiệt
( d 3 = d th )

bằng đường kính giới hạn
, tổn
thất nhiệt đạt giá trị cực đại.
- Đường kính ngoài của cách nhiệt
lớn hơn đường kính giới hạn nhưng
nhỏ hơn đường kính cách nhiệt tối
( dtgh < d 3 < d hq )
thiểu
, tổn thất nhiệt
giảm xuống. Tuy nhiên, tổn thất nhiệt
vẫn lớn hơn tổ thất nhiệt khi không bọc
lớp cách nhiệt.
- Đường kính ngoài của lớp cách
nhiệt lớn hơn đường kính cách nhiệt tối

( d 3 > d hq )
thiểu,
tổn thất nhiệt tiếp
ql
tục giảm
và nhỏ hơn tổn thất nhiệt khi
Rl
Rl
chưa bọc lớp cách
nhiệt.
Nhưqlvậy, để bọc cách nhiệt cho ống
có hiệu quả cần thỏa mãn điều kiện:

qlCN < ql

qlCN

d3 là mật độ
ở đây:
dth
dhq
dòng nhiệt dài khi ống được bọc lớp
Quan hệ giữa tổn thất nhiệt và nhiệt trở với đường kính ngoài lớp cách nhiệt
d2

giảm. Đạo hàm

và cho bằng không:

Rl

theo

ql

cách nhiệt, W/m;
là mật độ dòng
nhiệt dài khi ống không được bọc lớp
cách nhiệt.
Như vậy, muốn hạn chế tổn thất


Rl
1

1
=

=0
d 3 2CN d 3 2 d 32

nhit khi bc lp vt liu cỏch nhit
cho vỏch tr cú ng kớnh ngoi

(d2 )
d th =

Ta tỡm c ng kớnh gii hn:

2CN
2

( d th )

thỡ vt liu cỏch nhit cú h s

dn nhit

CN

phi tho man iu kin:

CN

2d2

2

ng kớnh
tng ng nhit tr cc tiu v
dũng nhit cc i.
Câu10: Dẫn nhiệt là gì, bản chất của dẫn nhiệt. Hãy trình bày các khái niệm về trờng nhiệt độ,
mặt đẳng nhiệt và gradient nhiệt độ?
Dn nhit l quỏ trỡnh trao i nhit xy ra khi gia cỏc vt hoc cỏc phn ca vt cú nhit
khỏc nhau tip xỳc trc tip vi nhau
Bn cht ca dn nhit: Dn nhit l dng truyn nhit bng chuyn ng nhit ca nhng
phn t vi mụ nh phõn t, nguyờn t, in t t do, ion v.v... Dn nhit xy ra trong cht rn,
trong cht lng v c trong cht khớ. Trong kim loi dn nhit c thc hin bng khuych tỏn
ca cỏc in t t do. Trong cht lng v vt rn dn nhit c thc hin bng truyn trc tip
chuyn ng nhit ca nhng phõn t, nguyờn t bn cựng nhau thnh nhng súng n hi.
Trong cht khớ dn nhit do nhng phõn t khớ cú tc chuyn ng nhit khỏc nhau va chm
trc tip truyn ng nng cho nhau.
Tớnh cht:
a. Trng nhit ụ
- Nhit l mt i lng vụ hng.
nh ngha: Trng nhit l tp hp tt
Vỡ vy, trng nhit l mt trng vụ
c cỏc giỏ tr nhit trong khụng gian nghiờn

hng.
cu ti mt thi im no ú.
- Trng nhit c trng cho trng
t = f ( x, y , z, )
thỏi truyn nhit ca vt hoc cỏc vt.
b. Mt ng nhit v gradient nhit ụ
Phõn loi:

1. Cn c vo s ph thuc ca nhit theo
thi gian:
- Trng nhit n nh l trng nhit
khụng bin i theo thi gian.
- Trng nhit khụng n nh l
trng nhit bin i theo thi gian.
2. Cn c vo s bin thiờn nhit trong
khụng gian:
- Trng nhit 3 chiu:
+ Trng nhit n nh 3 chiu:

t = f ( x, y , z )

+ Trng nhit khụng n nh 3


t t

Mặt đẳng nhiệtx

chiều:

t = f ( xn, ty, z,τ )
n

- Trường nhiệt độ 2 chiều:
+ Trường nhiệt độ ổn định 2 chiều:

t = f ( x, y )

+xTrường nhiệt độ không ổn định 2

chiều:

t = f ( x , y ,τ )

- Trường nhiệt độ 1 chiều:+ Trường nhiệt

t = f ( x)

độ ổn định 1 chiều:
+ Trường nhiệt độ không ổn định 1
chiều:

t = f ( x,τ )

Mặt đẳng nhiệt là tập hợp của tất cả các
điểm có cùng một giá trị nhiệt độ tại một thời
điểm.
Các mặt đẳng nhiệt của một vật không
cắt nhau, hoặc kép kín trong vật hoặc kết
thúc trên biên của vật. Mặt đẳng nhiệt có thể
là mặt phẳng, có thể là mặt cong. Trong vật
thể, nhiệt độ chỉ thay đổi từ mặt đẳng nhiệt
này đến mặt đẳng nhiệt khác.
Gradient nhiệt độ là đại lượng vectơ có
phương trùng với phương pháp tuyến của các
mặt đẳng nhiệt, có chiều là chiều tăng nhiệt
độ và có độ lớn bằng đạo hàm riêng của
nhiệt độ theo phương pháp tuyến.

gradt =

∂t r
no
∂n


Câu 11:x©y dùng ph¬ng tr×nh vi ph©n dÉn
nhiÖt. C¸c trêng hîp riªng cña nã?
• Giả thiết cho mô hình toán học:
- Vật chất đồng nhất, đẳng hướng;
- Các đại lượng vật lí không đổi;
- Năng suất tự phát nhiệt qv = const
Mô hình vật lí:
Thiết lập và giải phương trình cân bằng
năng lượng
dU=dQ+dQy
Ptvp dẫn nhiệt tổng quát

∂t
qv
2
= a∇ t +
∂τ
Cρ

Các trường hợp riêng của phương trình vi
phân dẫn nhiệt tổng quát
+Trường hợp không có nguồn trong(qv=0):

∂t
= a∇2 t
∂τ

+Trường hợp dẫn nhiệt 1 chiều khi
không có nguồn trong

∂t
∂2 t
=a 2
∂τ
∂x

+Trường hợp dẫn nhiệt ổn định một chiều
khi không có nguồn trong
d 2t

dx2

=0

Câu 12:khảo sát quá trình dẫn nhiệt ổn
định qua vách phẳng một lớp ?
Cho vách phẳng dầy

δ

bằng vật liệu đồng nhất

và đẳng hướng có hệ số dẫn nhiệt
đổi. Nhiệt độ bề mặt thứ nhất là

tw 2

độ bề mặt thứ hai
không thay đổi với giả

tw1 > tw 2

λ

không

tw1

và nhiệt

t

tw1

thiết
.
Mật độ dòng nhiệt
không đổi dọc theo
chiều dày vách phẳng

tw2

( q = const )

x

0

.
Dẫn nhiệt qua vách phẳng 1 lớp
Với những điều kiện
đơn trị như vậy, ta có:
∂ 2t
∂t
∂ 2t

∂τ

qv = 0

=0;

∂y 2

=0;

∂z 2

=0;

Phương trình vi phân dẫn nhiệt qua vách
phẳng có dạng:

d 2t
dx 2

=0

dt
= C1
dx
Lấy tích phân, ta có:

⇒

t = C1 x + C2

là:

- Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách phẳng
dt λ
q = −λ
= ( tw1 − tw 2 )
dx δ
Rλ =

Đặt

δ
λ

và được gọi là nhiệt trở dẫn

Cõu1: Kho sỏt quỏ trỡnh dn nhit n nh qua vỏch tr mt lp?
Cõu 2: Th no l ta nhit i lu, phõn tớch cỏc yu t nh hng ti ta nhit i lu?
Câu 3: Các tiêu chuẩn đồng dạng trong toả nhiệt đối lu đã đợc nghiên cứu và ý nghĩa của chúng?
Tỏa nhiệt đối lu xác định bởi công thức: Nu = C(Gr.Pr)nm dùng cho loại tỏa nhiệt đối lu nào?
phân tích các thành phần trong công thức?
Câu 4: Các tiêu chuẩn đồng dạng trong toả nhiệt đối lu đã đợc nghiên cứu và ý nghĩa của chúng?
Phân tích các thành phần trong công thức sau: Nuf = 0,15Ref33Prf0,43Grf0,1(Prf/Pw)0,25 .
Câu 5: Bức xạ nhiệt. Đặc điểm của bức xạ nhiệt? Phân biệt sự khác nhau giữa bức xạ nhiệt của
vật rắn và chất khí? Phân biệt 2 khái niệm hệ số hấp thụ và độ đen?
Câu 6: Thế nào là vật đen tuyệt đối, vật trắng tuyệt đối, vật trong tuyệt đối, vật đục và vật xám?
Các đại lợng đặc trng cho bức xạ nhiệt?
Câu 7: Thế nào là hai hiện tợng tơng tự và thế nào là hai hiện tợng đồng dạng? Khi giải phơng
trình đồng dạng cần phải lu ý những gì?
Câu 8: Thế nào là truyền nhiệt, biện pháp tăng cờng truyền nhiệt?
Câu 9: Thế nào là truyền nhiệt, giải pháp hạn chế truyền nhiệt bằng cách nhiệt với vách trụ?
Câu10: Dẫn nhiệt là gì, bản chất của dẫn nhiệt. Hãy trình bày các khái niệm về trờng nhiệt độ,
mặt đẳng nhiệt và gradient nhiệt độ?
Cõu 11:xây dựng phơng trình vi phân dẫn nhiệt. Các trờng hợp riêng của nó?
Cõu 12:kho sỏt quỏ trỡnh dn nhit n nh qua vỏch phng mt lp ?