1
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
CHƯƠNG 1
DẪN NHIỆT
2
I. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DẪN NHIỆT
1. Trường nhiệt độ t = f(x,y,z,τ)
2. Mặt đẳng nhiệt:
t
t-t
t+t
3. Gradient nhiệt độ
]m/C[
n
t
n
t
lim)t(Grad
0
0n







4. Dòng nhiệt: (Q [W])



[W/m.K]
1. Hệ số dẫn nhiệt của chất khí
 = 0,005 – 0,5 [W/m.K]
2. Hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng
 = 0,08 – 0,7 [W/m.K]
3. Hệ số dẫn nhiệt của chất rắn
 = 20 – 400 W/m.độ
 = f (p,T)  = f (T)
- Thực nghiệm cho thấy hầu hết các chất lỏng giọt có:
  khi T  (trừ nước & gliceryl)
  khi p 
Kim loại:
  khi T 
Phi kim loai
Thông thường   khi T .
gạch khô :  = 0,35 nước :  = 0,6 gạch ẩm :  = 1
5
Hệ số dẫn nhiệt của kim lọai nguyên chất
6
Hệ số dẫn nhiệt của hơp kim
7
Hệ số dẫn nhiệt của một số lọai khí
1. Hôi nöôùc; 2. Khí CO2; 3. Khoâng khí; 4. Acgon; 5. Oxy. 6. Nitô
8
Hệ số dẫn nhiệt của một số lọai khí và hơi nước
9
Hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng
• 1-Dầu vazolin; 2-Benzon; 3-Axeton; 4-Dầu ;

c
va
ø
glyxerin
th
ì

> 0 ), do
vậy khi nhiệt độ tăng, hệ số dẫn nhiệt giảm (trừ nước và glyxerin).
Hệ số dẫn nhiệt của một số chất lỏng nằm trong khoảng từ 0.07 -
0.7 W/mK.
• Hệ số dẫn nhiệt của một số chất lỏng:
• 1-Dầu vazolin; 2-Benzon; 3-Axeton; 4-Dầu thầu dầu;
• 5-Rượu etilic; 6-Rượu metilic; 7-Glixerin; 8-Nước
11
III. Phương trình vi phân dẫn nhiệt
dxx
Q

x
Q
z
Q
dzz
Q

y
Q
dyy
Q
































x
Q
dzz
dyy
dxx



 dydzd
x
t
Q
x



 dydxd
z
t
Q
z
Độ biến thiên nội năng
cdt)dxdydz(GcdtU




13
Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có
UQQQQQQQ

t
y
t
x
t
dt.dv.c.
v
2
2
2
2
2
2







.c
q
t.
.c
t
v
2
















c
q
z
tt
r
1
r
t
r
1t
a
t
v
2
2
2
2
22





c
qt
sinr
1t
sin
sinr
1)rt(
r
1
a
t
v
2
2
2222
2
14
•Điều kiện đơn trị
Điều kiện đơn trị gồm có:
Điều kiện hình học
Điều kiện vật lý
Điều kiện thời gian: DNKOĐ
•Điều kiện biên
Điều kiện biên loại 1:
Điều kiện biên loại 2:
Điều kiện này cho biết nhiệt độ bề mặt, là hàm của nhiệt độ và thời gian, nhưng chưa biết gradt. TNKOĐ

t
2
2



0
z
t
2
2



0
.c
q
v













t
.a
2
2



0
x
t
2
2



Do đó:
Do a ≠ 0, do vậy:
17
DẪN NHIỆT QUA VÁCH PHẲNG 1 LỚP
T1
T2
d
18
Điều kiện biên:









[W/m
2
]




R
Nhiệt trở dẫn nhiệt của vách một lớp




/R
Sơ đồ mạng nhiệt:
19
Thực nghiệm cho thấy rằng hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ:
)
bt
1
(
0




Trên cơ sở định luật Fourier ta có:
   

b1
2w
t
1w
t
2w1w
0tb










Như vậy:
 
2w1w
tb
ttq 



[W/m
2
]
Độ biến thiên nhiệt độ trong vách
x


2

3
q
t
4
t
1
t
2
t
3
0
Chế độ nhiệt ổn định: dòng nhiệt qua các bề mặt đẳng nhiệt bất
kỳ của vách bằng nhau, nghĩa là:
0
x
q



Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách 3
lớp được xác định như sau:


3
3
2
2








R
tttt
q
)1n(w1w
n
1i
i
i
)1n(w1w
[W/m
2
]
1
R

3
R

2
R

22
Dn nhit qua vỏch tr