Giải thích cho trường hợp làm lạnh Trong trường lực hấp dẫn, suốt ống khói theo đúng hiệu quả lực nâng, và lực tác động vào dòng khói nóng hướng lên trong ống khói theo tỷ le... Độ lớn c
Trang 1Ta khảo sát trường hợp dòng lưu động qua một ống trụ đơn Lưu chất ở gần vách sẽ tách ra và bao quanh vách trụ
Trang 2Phần lưu chất phức tạp lưu động qua vật thể hình trụ ảnh
tăng chiều dày lớp biên chảy tầng
là sự xáo trộn mãnh liệt trong vùng tách
vùng chảy tầng sang vùng chảy rối Sau đó
¸ ¹
¨ ©
¸ ¹
¨ ©
Trang 3Có thể tham khảo công thức trong bảng sau Thông số vật lý lấy theo nhiệt độ màng
¸ ¹
¨ ©
§
¸ ¹
¨ ©
§
Trang 4¸ ¹
¨ ©
§
¸¸ ¹
¨¨ ©
§
Trang 5¸ ¹
¨ ©
§
¸ ¹
¨ ©
§
Trang 6Giải thích cho trường hợp làm lạnh Trong trường lực hấp dẫn,
suốt ống khói theo đúng hiệu quả lực nâng, và lực tác động vào dòng khói nóng hướng lên trong ống khói theo tỷ le
Trang 7Lưu y
¸ ¹
¨ ©
§ w
¸ ¹
¨ ©
§ w
lạnh) và lớp lưu chất ở xa hơn càng lớn thì lực nâng càng lớn và do đó dòng đối lưu tự nhiên càng mạnh, và mật dòng nhiệt trao đổi càng tăng lên
Trang 8Độ lớn của dòng nhiệt đối lưu giữa bề mặt và dòng lưu
Tiêu chuẩn không thứ nguyên Grashof Ta đã đề cập trong chương trước chế độ chảy của đối
Trang 9ĐỐI LƯU TỰ NHIÊN QUA BỀ MẶT TRONG KHÔNG GIAN HỞ
Các quan hệ trong đối lưu tự nhiên Mặt dù ta hiểu về cơ chế của đối lư
chuyển động của lưu chất dẫn đến khó mà thu được quan hệ số học đơn giản khi xác định truyền nhiệt bằng việc chỉ giải ph
và năng lượng Có một vài phương pháp giải tích sử dụng cho đối lưu tự nhiên, nhưng nhìn chung chỉ thu được cho trường hợp các hình dáng hình học đơn giản
theo hình dáng hình học bất kỳ, chúng ta thể hiển thành dạng đơn giãn hơn với hai lý do: thứ nhất, độ chính xác của dạng đơn giãn thường nằm trong dãy không ổn định, và thứ hai, chúng ta muốn lưu ý tầm quan trọng của vật lý thay vì thành lập các công thức tính tay
chảy, được mô tả theo khoảng giá trị của hệ số Rayleigh Giá trị của n thường là ¼ khi chảy tầng và 1/3 khi chảy rối Giá trị của hằng số C thông thường nhỏ hơn 1
Trang 10Thông số vật lý lấy theo nhiệt độ trung bình của lớp biên
Trang 11cũng rất quan trọng Nhiệt truyền qua không gian kín rất phức tạp do thực tế là bởi lưu chất trong không gian này, tổng quát thì không đứng yên Trong không gian kín hướng thẳng đứng, lớp lưu chất ở sát bề mặt nóng di chuyển đi lên, ở bề mặt lạnh di chuyển hướng xuống tạo thành vòng chuyển động tuần hoàn và làm tăng nhiệt lượng truyền qua không gian kín
dòng lưu chất nặng và di chuyển lên phía trên, khi đó nó sẽ tiếp xúc với bề mặt lạnh hơn và được làm lạnh xuống Cho đến khi điều này xảy ra thì ta cũng chỉ có đơn thuần là dẫn nhiệt và
nhiên, khi đó quan sát ta sẽ thấy những cột hình lục giác gọi là cột Bénard Khi
Trang 12Hệ số dẫn nhiệt hiệu quả Với giá trị Nusselt đã xác định thì hệ số trao đổi nhiệt
O
Trang 13
cưỡng bức, là hàm phụ thuộc mạnh vào vận tốc Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức thông thường lớn hơn rất nhiều so với
rằng đối lưu tự nhiên luôn xảy ra đồng thời với đối lưu cưỡng bức Sai số khi ta lờ đi đối lưu tự nhiên không đáng kể ở vận tốc cao nhưng có thể rất lớn ở vận tốc nhỏ khi kết hợp với đối lưu cưỡng bức Do đó, chúng ta mong muốn có một tiêu chuẩn để đánh giá sự ảnh hưởng của đối lưu tự nhiên trong dòng cưỡng bức
Trang 14Đối lưu tự nhiên có thể làm tăng hoặc giảm truyền nhiệt
Trong dòng phụ trợ, động năng lực nâng cùng hướng với ngoại lực lưu động Do đó đối lưu tự
và nâng cao nhiệt lượng truyền Ví dụ như trường hợp dòng lưu động đi lên qua bề mặt nóng (a)
Trong trường hợp đảo dòng, lực nâng ngược chiều với ngoại lực Do đó đối lưu tự nhiên ngăn cản
nhiệt lượng truyền Ví trụ như trường hợp dòng lưu đông đi lên qua bề mặt lạnh (b)
Trường hợp dòng ngang, lực nâng vuông góc với ngoại lực Chuyển động ngang nâng cao sự xáo trộn dòng lưu chất và do đó nâng cao nhiệt lượng truyền Một ví dụ là trường hợp dòng chuyển động ngang qua vách trụ hoặc khối cầu nóng hoặc lạnh (c)
n natural
Khoảng bằng 3 trong các thực nghiệm trường hợp vách đứng, bằng 4 trong trường hợp nằm ngang
Trang 15Một câu hỏi thường nảy sinh khi làm lạnh thiết bị tỏa nhiệt như các
thiết bị điện bằng quạt (hay bơm), là có tận dụng được đối lưu tự nhiên hay cưỡng bức trong việc làm lạnh thiết bị hay không Câu trả
vào nhiệt độ làm việc cực đại cho phép của thiết bị Ta quay trở lại công thức xác định nhiệt lượng trao đổi đo
dụng bơm hay quạt và do đó không có các vấn đề với các thiết bị này, như ồn, rung động, công suất điện hay các trục trặc đều tránh khỏi Đối lưu tự nhiên thích hợp cho việc giải nhiệt các
nhiệt độ làm việc dưới mức cho phép Đối với thiết bị có năng suất cực lớn, thậm chí đối lưu cưỡng bức cũng không đu