Đáp án ngân hàng câu hỏi môn KĨ THUẬT NHIỆT 2

Cõu 2: Thế nào là tỏa nhiệt đối lưu, phõn tớch cỏc yếu tố ảnh hưởng tới tỏa nhiệt đối lưu?Trỡnh bày: - Tỏa nhiệt đối lưu là một dạng cơ bản của truyền nhiệt được thực hiện bằng chuyển độ

tw1

tw2 r1

r

Dẫn nhiệt qua vách trụ một lớp

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 d1 2r1,

đường kính ngoài d2  2 r2, dài l Hệ số

dẫn nhiệt  không đổi Nhiệt độ mặt trong

là tw1, mặt ngoài là tw2 không đổi với giả

thiết tw1  tw2 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

kính nên:

2

2 0

t







 và

2

2t 0

z







Do đó phương trình

vi phân dẫn nhiệt có

dạng:

2

2

1

0

r r

r





Tích phân, ta nhận

được:

1

t C

r r





 t C  1ln r C  2

-Khi r r 1 thì t t  w1 và khi r r  2 thì

2

w

t t  , ta có:

1

1 2

ln

t t C

r r





và

1 2

ln ln

w w w

r

r r

Thay C1 và C2 ta nhận được:

1

2 1

ln

ln

w w w

r r

t t t t

r r

Hay:

1

2 1

ln

ln

w w w

d d

t t t t

d d

  

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

dt

dr





Thay

dt

dr vừa tìm ở trên và chú ý diện tích

mặt trụ đẳng nhiệt F  2  rl ta nhận được:

1 2

2 1

1 ln 2

Q

r







hay

1 2

2 1

1 ln 2

w w

t t Q

d

l d







Thông thường với vách trụ người ta thường

sử dụng khái niệm mật độ dòng nhiệt dài ( ) ql

là dòng nhiệt truyền qua vách trụ có chiều dài 1

m Ta có:

2 1

1 ln 2

w w l

q

r

l

r





 

hay

1 2 2 1

1 ln 2

w w l

t t q

d d







Đại lượng

l

R

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

l

l

t t q

R





Khi

2 1

2

d

d  ảnh hưởng độ cong bề mặt vách trụ

có thể bỏ qua, có thể xem vách trụ như vách

phẳng có độ dầy

2 1

2

  

để tính nhiệt cho đơn giản

Cõu 2: Thế nào là tỏa nhiệt đối lưu, phõn tớch cỏc yếu tố ảnh hưởng tới tỏa nhiệt đối lưu?

Trỡnh bày:

- Tỏa nhiệt đối lưu là một dạng cơ bản của truyền nhiệt được thực hiện bằng chuyển động của chất lỏng hoặc chất khớ tiếp xỳc với bề mặt ngăn cỏch

- Những nhõn tố ảnh hưởng tới trao đổi nhiệt đối lưu:

+)Nguyờn nhõn gõy ra chuyờ̉n đụ̣ng:

Chuyờ̉n đụ̣ng tự nhiờn: Chuyển động của chất chảy do sự chờnh lệch nhiệt độ trong lũng bản

thõn nú dẫn tới mật độ giữa cỏc vựng là khỏc nhau và làm xuất hiện lực nõng gõy ra chuyển động của chất chảy

Chuyờ̉n đụ̣ng cưỡng bức: Chuyển động của chất chảy do tỏc dụng của ngoại lực tạo ra chờnh

ỏp giữa cỏc vựng

Nhọ̃n xét: Chuyờ̉n đụ̣ng cưỡng bức có khả năng TĐNĐL tụ́t hơn chuyờ̉n đụ̣ng tự nhiờn.

Chuyờ̉n đụ̣ng cưỡng bức bao giờ cũng kốm theo chuyờ̉n đụ̣ng tự nhiờn, vỡ trong chṍt chảy luụn tụ̀n tại sự khụng đụ̀ng đờ̀u vờ̀ nhiợ̀t đụ̣ giữa cỏc vựng.Nờ́u tụ́c đụ̣ chuyờ̉n đụ̣ng cưỡng bức càng nhỏ và đụ̣ chờnh nhiợ̀t đụ̣ giữa cỏc vựng chṍt chảy càng lớn thỡ vai trũ chuyờ̉n đụ̣ng tự nhiờn càng lớn và ngược lại

+)Chờ́ đụ̣ chảy:

Chảy tầng là chế độ chuyển động của dũng chảy mà ở đú cỏc vectơ vận tốc cú hướng chảy ổn định Trao đổi nhiệt lỳc này chủ yếu bằng phương thức dẫn nhiệt giữa cỏc lớp chất chảy Cường

độ trao đổi nhiệt nhỏ Chờnh lệch nhiệt độ giữa cỏc vựng chất chảy lớn

Chảy rối là chế độ chuyển động của dũng chảy mà ở đú cỏc phõn tử chuyển động hỗn loạn,

độ lớn, hướng và tốc độ của cỏc phõn tử luụn luụn thay đổi Trao đổi nhiệt lỳc này chủ yếu bằng đối lưu Cường độ trao đổi nhiệt lớn Nhiệt độ giữa cỏc vựng chất chảy tương đối đồng đều Tỏa nhiệt đối lưu với chế độ chảy rối cú khả năng trao đổi nhiệt tốt hơn chế độ chảy tầng

+)Tớnh chất vọ̃t lớ của chất chảy:Mỗi loại chất chảy trị số của những đại lượng vật lớ khỏc

nhau nờn chỳng cú ảnh hưởng cỏc nhau tới khả năng TĐNĐL

+) Kớch thước, hỡnh dỏng và vị trớ của cỏc bề mặt trao đổi nhiệt: Khi chất chảy trờn bề mặt

vật rắn cú kớch thước, hỡnh dỏng khỏc nhau thỡ chiều dày lớp biờn thủy lực và chế độ chảy của chất chảy trong lớp biờn khỏc nhau, dẫn đến cường độ trao đổi nhiệt khỏc 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)n

m dùng cho loại tỏa nhiệt đối lu nào? phân tích các thành phần trong công thức?

Tiêu chuẩn đồng dạng là một tổ hợp không thứ

nguyên những đại lượng vật lí đặc trưng cho

hiện tượng

Các tiêu chuẩn trong tỏa nhiệt đối lưu:

- Tiêu chuẩn Nusselt:

l

Nu 





+) là hệ số tỏa nhiệt, W/(m2.K) ; l là kích

thước xác định, (m);  là hệ số dẫn nhiệt,

W/(m.K)….++)Tiêu chuẩn Nusselt chứa hệ số

tỏa nhiệt đối lưu vì vậy nó đặc trưng cho

cường độ trao đổi nhiệt đối lưu.

- Tiêu chuẩn Reynolds:

l





- là tốc độ dòng chảy, m/s; l là kích thước

xác định (m);  là độ nhớt động học, m2/s

Tiêu chuẩn Reynolds chứa thông số tốc độ

dòng  vì vậy nó đặc trưng cho chế độ chảy

+)Đặc trưng cho ảnh hưởng của chế độ chảy

tới quá trình TNĐL.

- Tiêu chuẩn Grashoff:

3 2

gl

Gr  t



 

glà gia tốc trọng trường, m/s2; l là kích

thước xác định, m;  là độ nhớt động học,

m2/s; t là độ chênh nhiệt độ giữa bề mặt trao

đổi và môi trường chất chảy, K;  là hệ số

dãn nở thể tích được xác định bằng thực

nghiệm, 1/K.Với khí lí tưởng có thể lấy

1

T

 

Đặc trưng cho vai trò của đối lưu tự nhiên tới quá trình TNĐL

- Tiêu chuẩn Prandtl:Pr

a





a là hệ số dẫn nhiệt độ, m2/s;  là độ nhớt động học, m2/s

Đặc trưng cho ảnh hưởng của tính chất vật lí của chất chảy tới quá trình TNĐL.

-Tỏa nhiệt đối lưu co công thức là:

Nu = C(Gr.Pr)m,n dùng cho loại tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian vô hạn

Nu là tiêu chuẩn chưa xác định;

Re, Gr, Pr là các tiêu chuẩn được xác định

theo nhiệt độ xác định, kích thước xác định và các điều kiện đơn trị đã biết;

Giải PT đồng dạng để xác định Nu và tìm

được hệ số tỏa nhiệt 

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 chuẩn đồng dạng trong tỏa nhiệt đối lưu:

- Tiờu chuẩn Nusselt:

l

Nu 





+) là hệ số tỏa nhiệt, W/(m2.K) ; l là kớch thước xỏc định, (m);  là hệ số dẫn nhiệt,

W/(m.K)….++)Tiờu chuõ̉n Nusselt chứa hợ̀ sụ́ tỏa nhiợ̀t đụ́i lưu vỡ vậy nó đặc trưng cho cường đụ̣ trao đổi nhiợ̀t đụ́i lưu.

- Tiờu chuẩn Reynolds:

l





- là tốc độ dũng chảy, m/s; l là kớch thước xỏc định (m);  là độ nhớt động học, m2/s

Tiờu chuẩn Reynolds chứa thụng số tốc độ dũng  vỡ vậy nú đặc trưng cho chế độ chảy

+)Đặc trưng cho ảnh hưởng của chờ́ đụ̣ chảy tới quỏ trỡnh TNĐL.

- Tiờu chuẩn Grashoff:

3 2

gl

Gr  t



 

g là gia tốc trọng trường, m/s2; l là kớch thước xỏc định, m;  là độ nhớt động học, m2/s; t

là độ chờnh nhiệt độ giữa bề mặt trao đổi và mụi trường chất chảy, K;  là hệ số dón nở thể

tớch được xỏc định bằng thực nghiệm, 1/K.Với khớ lớ tưởng cú thể lấy

1

T

 

Đặc trưng cho vai trũ của đụ́i lưu tự nhiờn tới quỏ trỡnh TNĐL

- Tiờu chuẩn Prandtl:Pr

a





a là hệ số dẫn nhiệt độ, m2/s;  là độ nhớt động học, m2/s

Đặc trưng cho ảnh hưởng của tớnh chṍt vật lớ của chṍt chảy tới quỏ trỡnh TNĐL.

: Nuf = 0,15Ref33Prf0,43Grf0,1(Prf/Pw)0,25 dựng cho loại tỏa nhiệt đối lưu khi chất chảy chuyển động cưỡng bức trong ống

Re, Gr, Pr là cỏc tiờu chuẩn được xỏc định theo nhiệt độ xỏc định, kớch thước xỏc định và cỏc

điều kiện đơn trị đó biết;

Giải PT đồng dạng để xỏc định Nu và tỡm được hệ số tỏa nhiệt 

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?

- Định nghĩa: Bức xạ nhiệt là là hiện tượng truyền nhiệt từ vật này sang vật khỏc khụng tiếp

xỳc với nhau mà khụng cần cú mụi chất trung gian.Bức xạ nhiệt là dạng truyền động trực tiếp Đặc điểm của bức xạ nhiệt

+ Bản thõn vật bao giờ cũng cú một nhiệt độ nào đấy, vật luụn cú bức xạ nhiệt và mức độ bức

xạ của vật phụ thuộc lớn vào giỏ trị nhiệt độ của vật

+ Quỏ trỡnh trao đổi nhiệt bằng bức xạ luụn luụn kốm theo hai lần biến đổi dạng năng lượng: biến nội năng thành súng điện từ ở vật phỏt xạ và quỏ trỡnh biển đổi ngược lại ở vật hấp thụ + Trong kĩ thuật nhiệt người ta chỉ khảo sỏt những tia mà ở nhiệt độ thường gặp trong kĩ thuật

cú hiệu ứng nhiệt cao, gọi là tia nhiệt (tia hồng ngoại và ỏnh sỏng trắng) cú bước súng nằm trong khoảng  0,4 400 m

+ Bức xạ nhiệt cú tớnh chất hạt và tớnh chất súng và tốc độ bức xạ nhiệt bằng tốc độ ỏnh sỏng + Bức xạ nhiệt xảy ra giữa hai vật diễn ra ngay cả ở chõn khụng

- Phõn biệt sự khỏc nhau giữa bức xạ nhiệt của vật rắn và chất khớ:

Những khớ phõn tử cú một hoặc hai nguyờn tử như khớ heli, oxi, nitơ v.v thực tế hấp thụ và bức xạ năng lượng khụng đỏng kể, những khớ phõn tử cú từ ba nguyờn tử trở lờn như hơi nước (H2O), cacbonic (CO2) v.v cú khả năng hấp thụ và bức xạ năng lượng

- Khỏc với vật rắn là vật xỏm cú khả năng hấp thụ và bức xạ đối với toàn bộ cỏc súng cú bước súng từ 0 đến , chất khớ chỉ hấp thụ và bức xạ năng lượng trong những dải bước súng nhất định Như vậy, bức xạ và hấp thụ năng lượng của chất khớ cú tớnh chất chọn lọc

- Khỏc với vật rắn và chất lỏng bức xạ và hấp thụ năng lượng chỉ xảy ra ở trờn bề mặt của vật, ở chất khớ bức xạ và hấp thụ năng lượng xảy ra trong toàn bộ khối khớ Như vậy, bức xạ của chất khớ cú tớnh thể tớch

- Phõn biệt 2 khỏi niệm hệ số hấp thụ và độ đen:

+ Hệ số hấp thụ A là tỷ số giữa dũng năng lượng bị hấp thụ Qa và dũng năng lượng bức

xạ Q tới vật

+ Độ đen là tỷ số giữa năng suất bức xạ của vật thực là E với năng suất bức xạ toàn phần ứng với tất cả cỏc bước song từ 0 đến ∞

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?

Q QR

QD QA

Sơ đồ phõn tỏn năng lượng bức xạ

phần hấp thụ Q A và phần xuyờn qua Q D

Do đú:Q Q A Q R Q Dhay

1

Q  Q  Q 

Đặt:

A

Q

A

Q  gọi là hệ số hấp thụ;

R

Q

R

Q  gọi là hệ số phản xạ;

D

Q

D

Q  gọi là hệ số xuyờn qua

Những hệ số này đặc trưng cho tớnh chất của vật chất được xỏc định bằng thực nghiệm

Khi A  (1 R D 0)  vật đen tuyệt đối

Khi R  (1 A D 0)  vật trắng tuyệt đối

Khi D  (1 A R 0)  vật trong tuyệt đối

Những vật cú hệ số bức hấp thụ, hệ số phản xạ

và hệ số xuyờn qua khụng phụ thuộc vào chiều

dài bước súng gọi là vật xỏm Trong kĩ thuật

khụng cú cỏc vật cú tớnh tuyệt đối, cỏc vật rắn

và cỏc chất lỏng xem gần đỳng cú D 0 và được gọi là vật đục Cỏc chất khớ cú số nguyờn

tử trong phõn tử nhỏ hơn hoặc bằng hai cú thể xem là vật trong tuyệt đối cú D 1

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 hiện tượng hoặc hai quỏ trỡnh được biểu diễn bằng phương trỡnh vi phõn cú nội dung và hỡnh thức giống nhau được gọi là hiện tượng đồng dạng

Hai hiện tượng hoặc hai quỏ trỡnh được biểu diễn bằng phương trỡnh vi phõn cú hỡnh thức giống nhau nhưng nội dung khỏc nhau được gọi là hiện tượng tương tự

Khi giải phương trỡnh cần lưu ý cỏc điểm sau ;

Phương trỡnh đồng dạng là phương trỡnh biểu diễn quan hệ giữa cỏc tiờu chuẩn đồng dạng đặc trưng cho hiện tượng trao đổi nhiệt đối lưu

Phương trỡnh tiờu chuẩn cú dạng tổng quỏt:

Nuf Re Pr Gr

- Kớch thước xỏc định l là kớch thước hỡnh học của bề mặt tỏa nhiệt cú ảnh hưởng lớn nhất nhất đến quỏ trỡnh tỏa nhiệt Khi nghiờn cứu người ta đó xỏc định rừ đại lượng này, do đú khi sử dụng cỏc phương trỡnh tiờu chuẩn, nhất thiết phải lấy kớch thước này để tớnh toỏn cho cỏc tiờu chuẩn đồng dạng

- Nhiệt độ xỏc định t là nhiệt độ do người nghiờn cứu chọn để tra tớnh chất nhiệt vật lớ của chất lỏng Nhiệt độ xỏc định cú thể là:

f w m

t t

t   + nhiệt độ chất chảy tf hoặc nhiệt độ vỏch tw

Câu 8: Thế nào là truyền nhiệt, biện pháp tăng cờng truyền nhiệt?

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

Giải pháp tăng hệ số truyền nhiệt:

 Khảo sát HSTN qua vách phẳng:

1

K





- Tăng cường quá trình TNĐL bằng cách:

+ Thiết lập chế độ chảy cưỡng bức, tạo dòng

chảy rối trên bề mặt tỏa nhiệt;

+ Sử dụng môi chất chảy có khả năng TĐN

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

quá trình TN:

 Tăng hệ số TNĐL hiệu quả:

Xét biểu thức:

1

K





Do mẫu của 2 biểu thức trên đều lớn 1 nên:

Khi tăng hệ số TNĐL của hai môi chất nóng-lạnh, 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):

Nếu gọi bé là giá trị bé nhất trong hai 1 và

2 và diện tích đi cùng là Ftb thì ta có thể viết được:

- Khi  bé không thể tăng được nữa thì dòng nhiệt sẽ tăng khi ta tăng diện tích bề mặt TĐN

F tb

Þ Tăng diện tích về cho bề mặt có môi chất có hệ số TNĐL bé là hiệu quả hơn.

và

Q







1 2

Q bÐ F t  t



 

N

ê

u

g

i

a

m



v

a

̀

t

ă

n

g



Þ

ql Rl

ql Rl

d3

Quan hệ giữa tổn thất nhiệt và nhiệt trở với đường kính ngoài lớp cách nhiệt

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

nhiệt: Giảm các hệ số tỏa nhiệt đối lưu 1 và 2

Một biện pháp cơ bản tăng nhiệt trở dẫn nhiệt là bọc

cách nhiệt

Khi bọc cách nhiệt cho ống hình trụ có đường

kính trong ( ) d1 , đường kính ngoài ( ) d2 , hệ số dẫn

nhiệt ( ) một lớp cách nhiệt có đường kính ngoài

cùng ( ) d3 , hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt

( CN), hệ số tỏa nhiệt bên trong ( ) 1 , và hệ số tỏa

nhiệt bên ngoài ( ) 2 , nhiệt trở của ống bọc cách

nhiệt ứng với 1 m chiều dài ống là:

3 2

l

R

Khi tăng đường kính ngoài của lớp cách nhiệt

3

( )d , nhiệt trở cách nhiệt

3 2

1 ln 2

CN

CN

d R

d





 

tăng nhưng

2

2 3

1

R

d







giảm Đạo hàm Rl

theo d3

và cho bằng không:

2

0 2

l

CN

R





Ta tìm được đường kính giới hạn: 2

2 CN

th





Đường kính (d th) tương ứng nhiệt trở cực tiểu và

dòng nhiệt cực đại

Từ biểu thức trên ta nhận thấy:

- Đường kính ngoài cách nhiệt ( )d3

trong miền 2d  d3  dth

làm tăng dòng nhiệt vì tăng diện tích tỏa nhiệt của bề mặt cách nhiệt

- Đường kính ngoài bọc cách nhiệt bằng đường kính giới hạn (d3 d th), 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 thiểu (dt gh d3 d hq), 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

thiểu, ( d3  dhq)

tổn thất nhiệt tiếp tục giảm và nhỏ hơn tổn thất nhiệt khi chưa bọc lớp cách nhiệt

Như vậy, để bọc cách nhiệt cho ống

có hiệu quả cần thỏa mãn điều kiện:

ở đây: q lCN là mật độ

dòng nhiệt dài khi ống được bọc lớp cách nhiệt, W/m; ql là mật độ dòng

nhiệt dài khi ống không được bọc lớp cách nhiệt

Như vậy, muốn hạn chế tổn thất nhiệt khi bọc lớp vật liệu cách nhiệt cho vách trụ có đường kính ngoài

2

(d ) thì vật liệu cách nhiệt có hệ số

N

ê

u

g

i

a

m



v

a

̀

t

ă

n

g



Þ

dẫn nhiệt CN phải thoả món điều kiện:

2

CN

d



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?

Dẫn nhiệt là quỏ trỡnh trao đổi nhiệt xảy ra khi giữa cỏc vật hoặc cỏc phần của vật cú nhiệt độ

khỏc nhau tiếp xỳc trực tiếp với nhau

Bản chất của dẫn nhiệt: Dẫn nhiệt là dạng truyền nhiệt bằng chuyển động nhiệt của những

phần tử vi mụ như phõn tử, nguyờn tử, điện tử tự do, ion v.v Dẫn nhiệt xảy ra trong chất rắn, trong chất lỏng và cả trong chất khớ Trong kim loại dẫn nhiệt được thực hiện bằng khuyếch tỏn của cỏc điện tử tự do Trong chất lỏng và vật rắn dẫn nhiệt được thực hiện bằng truyền trực tiếp chuyển động nhiệt của những phõn tử, nguyờn tử bền cựng nhau thành những súng đàn hồi Trong chất khớ dẫn nhiệt do những phõn tử khớ cú tốc độ chuyển động nhiệt khỏc nhau va chạm trực tiếp để truyền động năng cho nhau

a Trường nhiệt đụ̣

 Định nghĩa: Trường nhiệt độ là tập hợp tất

cả cỏc giỏ trị nhiệt độ trong khụng gian nghiờn

cứu tại một thời điểm  nào đú

( , , , )

tf x y z

 Phõn loại:

1 Căn cứ vào sự phụ thuộc của nhiệt độ theo

thời gian:

- Trường nhiệt độ ổn định là trường nhiệt

độ khụng biến đổi theo thời gian

- Trường nhiệt độ khụng ổn định là

trường nhiệt độ biến đổi theo thời gian

2 Căn cứ vào sự biến thiờn nhiệt độ trong

khụng gian:

- Trường nhiệt độ 3 chiều:

+ Trường nhiệt độ ổn định 3 chiều:

( , , )

+ Trường nhiệt độ khụng ổn định 3

chiều:t f x y z   ( , , , )

- Trường nhiệt độ 2 chiều:

+ Trường nhiệt độ ổn định 2 chiều:

( , )

+ Trường nhiệt độ khụng ổn định 2 chiều: t  f x y ( , , ) 

- Trường nhiệt độ 1 chiều:+ Trường nhiệt

 Tớnh chất:

- Nhiệt độ là một đại lượng vụ hướng

Vỡ vậy, trường nhiệt độ là một trường vụ hướng

- Trường nhiệt độ đặc trưng cho trạng thỏi truyền nhiệt của vật hoặc cỏc vật

b Mặt đẳng nhiệt và gradient nhiệt đụ̣

Mặt đẳng nhiệt là tập hợp của tất cả cỏc

điểm cú cựng một giỏ trị nhiệt độ tại một thời điểm

Cỏc mặt đẳng nhiệt của một vật khụng cắt nhau, hoặc kộp kớn trong vật hoặc kết thỳc trờn biờn của vật Mặt đẳng nhiệt cú thể

là mặt phẳng, cú thể là mặt cong Trong vật thể, nhiệt độ chỉ thay đổi từ mặt đẳng nhiệt này đến mặt đẳng nhiệt khỏc

Gradient nhiệt độ là đại lượng vectơ cú

phương trựng với phương phỏp tuyến của cỏc mặt đẳng nhiệt, cú chiều là chiều tăng nhiệt

độ và cú độ lớn bằng đạo hàm riờng của nhiệt độ theo phương phỏp tuyến

o

t gradt n

n







