Giáo trình Nhiệt kỹ thuật

Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 1 
ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM 
TRƯỜNG CĐ GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH 
----------------------- 
BÀI GIẢNG 
NHIỆT KỸ THUẬT 
 BIÊN SOẠN: 
 NGÔ THỊ KIM UYỂN 
 TRẦN THỊ TRÀ MI 
 LÊ ANH TUYẾN 
LƯU HÀNH NỘI BỘ- NĂM 2010 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 2 
GIỚI THIỆU VỀ MÔN HỌC 
a. Vị trí, tính chất môn học 
Môn học này được bố trí giảng dạy ở học kỳ 1 của khóa học và có thể bố trí dạy song song 
với các môn học sau: Ngoại ngữ, Vẽ kỹ thuật, Dung sai lắp ghép và đo lường KT, Vật liệu học 
... 
b. Mục tiêu của môn học: 
 Kiến thức chuyên môn 
- Nắm vững các kiến thức cơ bản về tính toán các thông số trạng thái, hiệu suất, nhiệt 
lượng và công của hệ nhiệt động, đặc biệt là quá trình trao đổi nhiệt và sinh công trong chu 
trình lý tưởng của động cơ đốt trong. 
- Hiểu được các khái niệm cơ bản dòng chảy của chất khí và hơi cũng như các thông số 
trạng thái, đồ thị của không khí ẩm 
- Hiểu các công thức tính toán và ứng dụng vào giải một số bài tập đơn giản. 
 Kỹ năng nghề 
- Kỹ năng lắng nghe; kỹ năng làm việc nhóm; kỹ năng lập kế hoạch và tổ chức công việc; 
- Kỹ năng tìm kiếm, tổng hợp, phân tích và đánh giá thông tin; 
- Kỹ năng sử dụng công nghệ thông tin. 
 Thái độ lao động 
- Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong thực hiện công việc. 
- Thái độ biết lắng nghe, ham học hỏi, hứng thú với công nghệ. 
- Thái độ cầu tiến, biết tuân thủ nội quy, quy chế của trường, lớp 
 Các kỹ năng cần thiết khác 
 Bình tĩnh, tự tin biết kết hợp và làm việc theo nhóm. 
 Nội dung môn học. 
Chương 1: Trạng thái chất khí 
Chương 2: Quá trình nhiệt động của môi chất 
Chương 3: Các quá trình cơ bản của khí lý tưởng 
Chương 4: Chu trình nhiệt động 
Chương 5: Chu trình cấp nhiệt đẳng tích 
Chương 6: Chu trình cấp nhiệt đẳng áp 
Chương 7: Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 3 
Chương 8: Dòng chảy – Không khí ẩm 
Chương 9: Truyền nhiệt 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 4 
LỜI NÓI ĐẦU 
Giáo trình Kỹ thuật nhiệt gồm 2 phần: Nhiệt động kỹ thuật và truyền 
nhiệt. 
Nhiệt động kỹ thuật giới thiệu về chất môi giới và các thông số trạng 
thái của chất môi giới. Chất môi giới có vai trò quan trọng trong các quá 
trình biến hóa năng lượng. Nhiệt động kỹ thuật nghiên cứu quy luật biến đổi giữa các dạng 
năng lượng, mà chủ yếu là giữa nhiệt và công, làm cơ sở để nghiên cứu các chu 
trình động cơ nhiệt. Nhiệt động kỹ thuật giới thiệu các quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý 
tưởng, các chu trình sinh công như chu trình động cơ đốt trong và phân tích các giải pháp nâng 
cao hiệu suất của các động cơ nhiệt . 
Trong phần truyền nhiệt giáo trình giới thiệu các phương pháp truyền 
nhiệt trong thực tế như dẫn nhiệt, tỏa nhiệt đối lưu, bức xạ nhiệt. Giới thiệu 
các bài toán truyền nhiệt điển hình trong thực tế. Phân tích các phương pháp 
tăng cường truyền nhiệt trong các thiết bị trao đổi nhiệt. 
Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là sinh viên Cao đẳng ngành Công nghệ Ô tô và 
cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh TCCN, CĐN 
Nhóm tác giả xin chân thành cám ơn tập thể cán bộ giảng dạy tại Khoa Kỹ Thuật Ô tô 
Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải TpHCM đã đóng góp ý kiến và kinh nghiệm để hoàn 
thiện giáo trình này. 
Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc không tránh khỏi khiếm khuyết. Nhóm tác giả rất mong 
nhận được ý kiến đóng góp của người sử dụng để lần tái bản sau giáo trình được hoàn chỉnh 
hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về Khoa Kỹ Thuật Ô tô Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận 
Tải TpHCM – Số 8 – Nguyễn Ảnh Thủ - P. Trung Mỹ Tây – Q12 – TpHCM. 
Nhóm tác giả
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 5 
 BÀI 1: TRẠNG THÁI CHẤT KHÍ 
❖ MỤC TIÊU: Sau bài học này, sinh viên có khả năng 
– Hiểu được một số khái niệm cơ bản về hệ thống nhiệt động học 
– Hiểu được các thông số trạng thái cơ bản của chất khí 
– Hiểu và vận dụng các công thức tính toán vào việc giải quyết một số bài tập cụ thể 
❖ NỘI DUNG BÀI HỌC: 
1.1 KHÁI NIỆM CHẤT KHÍ 
1.1.1 Hệ thống nhiệt động 
− Hệ thống nhiệt động: là tập hợp các vật thể có liên quan với nhau về cơ năng và nhiệt năng 
mà ta đang nghiên cứu bằng phương pháp nhiệt động học. 
− Môi trường xung quanh: là tập hợp các vật thể không thuộc hệ thống nhiệt động học. 
− Biên giới: là bề mặt ngăn cách giữa hệ thống nhiệt động học và môi trường xung quanh. 
Hình 1.1: Hệ thống nhiệt động học 
Ví dụ: Ta nghiên cứu các quy luật, tính chất biến đổi năng lượng của khối khí trong xi lanh 
động cơ đốt trong (hình 1.1) thì khối khí là hệ thống nhiệt động học, xilanh + piston + không 
khí bên ngoài là môi trường xung quanh, mặt trong của xilanh và mặt trên của piston là biên 
giới. 
Để đơn giản ta gọi hệ thống nhiệt động học là hệ (H). 
Các vật thể trong hệ có khả năng trao đổi nhiệt với nhau và với môi trường xung quanh 
(MTXQ): 
+ Các vật cung cấp nhiệt lượng cho hệ gọi là nguồn nóng. 
+ Các vật nhận nhiệt lượng từ hệ gọi là nguồn lạnh. 
+ Nhiệt độ của nguồn nóng và nguồn lạnh theo quy ước là kh ... iểm khác nhau trên cùng một tiết diện vuông 
góc với dòng chảy là như nhau 
– Dòng chảy liên tục: là lưu lượng của chất môi giới qua các tiết diện vuông góc với dòng 
chảy là như nhau 
8.1.1 Quá trình tiết lưu 
a) Quá trình tiết lưu: 
Xét một ống có chứa dòng chảy chất môi giới là khí (hoặc hơi), nếu tiết diện ống bị thu 
hẹp đột ngột thì một phần năng lượng của dòng chảy sẽ bị tiêu hao để thắng trở lực ma sát. 
Hiện tượng này gọi là sự tiết lưu 
Quá trình tiết lưu thường đi kèm với sự giảm hiệu suất của dòng chảy chất môi giới và 
điều này là có hại. Tuy nhiên, đôi khi người ta cũng cần tạo ra các quá trình tiết lưu để điều 
chỉnh công suất của các thiết bị sử dụng hơi nước, đo lưu lượng, giảm áp trong các hệ thống 
làm lạnh 
Tốc độ dòng chảy chất môi giới sẽ tăng lên trong lỗ. Sau khi đi qua hết lỗ, tốc độ khí lại 
giảm xuống, và áp suất tăng nhưng không bằng ban đầu. Vận tốc thay đổi sẽ dẫn đến khối 
lượng riêng của khí tăng vì áp suất giảm, còn nhieät ñoä sau khi tieát löu coù theå taêng leân, giaûm 
xuoáng hay khoâng ñoåi. 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 47 
b) Hiệu ứng Joul Thomson: 
Joul Thomson đã nghiên cứu hiện tượng thay đổi nhiệt độ theo áp suất của dòng chảy chất 
môi giới qua tiết lưu, hiện tượng này gọi là hiệu ứng Joul Thomson 
Gọi 
dT
dp
 = là hệ số Joul Thomson 
Nếu 0 : sau tiết lưu nhiệt độ chất môi giới sẽ giảm. 
Nếu 0 : sau tiết lưu nhiệt độ chất môi giới sẽ tăng. 
Nếu 0= : sau tiết lưu nhiệt độ chất môi giới sẽ không đổi 
c) Ứng dụng quá trình tiết lưu 
Quá trình tiết lưu được ứng dụng nhiều trong kỹ thuật như: van tiết lưu, điều chỉnh áp suất, 
công suất, đo lưu lượng của dòng và điều chỉnh nhiệt độ chất môi giới trong kỹ thuật làm lạnh 
8.1.2 Quá trình lưu động 
a) Tốc độ âm thanh : 
Tốc độ âm thanh là tốc độ lan truyền các chấn động trong môi, được tính theo công thức : 
,
m
a kpv kRT
s
= = 
Như vậy: tốc độ âm thanh không chỉ phụ thuộc vào bản chất vật lý mà còn phụ thuộc vào 
trạng thái của môi trường.. 
b) Số Max (Ký hiệu M) 
Là tỉ số giữa tốc độ dòng khí và tốc độ âm thanh trong môi trường khí tại một trạng thái 
nào đó 
Ta có: M
a

= 
Trong đó: ,
m
s

 : tốc độ dòng khí 
 ,
m
a
s
 : tốc độ âm thanh 
c) Ống tăng tốc : 
– Ống tăng tốc có tiết diện giảm dần: không cần tốc độ dòng khí đi vào ống 
0 lớn, được 
dùng để tăng tốc độ dòng khí ở ngõ ra 1 nhưng bao giờ cũng phải nhỏ hơn tốc độ âm thanh a 
(
1 a ) 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 48 
Hình 8-1: Ống tăng tốc nhỏ dần 
– Ống có tiết diện tăng dần: tốc độ dòng khí 
0 đi vào ống dẫn sẽ lớn hơn tốc độ âm thanh a 
( 0 a ), được dùng để tăng tốc độ dòng khí ở ngõ ra 1 nhưng lớn hôn tốc độ âm thanh a 
(
1 a ) 
Hình 8-2: Ống tăng tốc lớn dần 
– Ống tăng tốc hỗn hợp (ống Lavan): 
Ống này được ghép nối giữa ống có tiết diện nhỏ dần với ống có tiết diện tăng dần. Ống 
này được dùng để tăng tốc độ dòng khí ở ngõ ra 1 lớn hơn tốc độ âm thanh a ( 1 a ) nhưng 
chỉ cần tốc độ vào ống nhỏ 0 a 
Hình 8-3: Ống tăng tốc hỗn hợp 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 49 
8.2 KHÔNG KHÍ ẨM 
8.2.1 Khái niệm 
Không khí ẩm là hỗn hợp của không khí khô và hơi nước, thông thường hơi nước chiếm 
0,47% thể tích không khí ẩm và có phân áp suất chiếm khoảng 15-20mmHg. Ta chỉ nghiên 
cứu không khí ẩm ở áp suất không cao lắm, thông thường là ở áp suất khí quyển, do đó có thể 
coi không khí ẩm là khí lý tưởng. 
Tùy theo lượng hơi nước có trong không khí ẩm mà ta chia không khí ẩm ra làm 2 loại: 
không khí ẩm bảo hòa và không khí ẩm chưa bảo hòa 
– Không khí ẩm bảo hòa: là không khí chứa lượng hơi nước cực đại tại nhiệt độ đang xét, 
nếu cho thêm bao nhiêu nước bay hơi vào không khí thì sẽ có bấy nhiêu hơi nước từ không 
khí ngưng tụ thành lỏng trở lại 
– Không khí ẩm chưa bảo hòa: là không khí ẩm có lượng hơi nước có lượng hơi nước nhỏ 
hơn lượng hơi nước cực đại tại nhiệt độ đang xét, ta có thể cho nước tiếp tục bay hơi vào 
không khí ẩm chưa bão hòa 
8.2.2 Các thông số trạng thái 
Để xác định trạng thái không khí ẩm ngoài các thông số như nhiệt độ T và áp suất p cần 
phải có thêm các thông số khác như độ ẩm tuyệt đối, độ ảm tương đối và độ chứa hơi. 
a) Nhiệt độ: oT K 
Xét không khí ẩm chưa bảo hòa : Tkhông khí ẩm = Tkhông khí khô = Thơi nước 
Xét không khí ẩm bảo hòa : Tkhông khí ẩm bảo hòa = Tđọng sương 
b) Áp suất: 
2
N
p
m
pkhông khí ẩm = phơi nước + pkhông khí khô 
c) Độ ẩm tuyệt đối: 
 Là phân áp suất của hơi nước trong không khí ẩm pn 
d) Độ ẩm tương đối 
Là tỉ số giữa phân áp suất của hơi nước và phân áp suất bão hòa ở nhiệt độ không khí ẩm 
Ta có : 100%n
s
p
p
 = 
Trong đó : pn : phân áp suất của hơi nước trong không khí ẩm 
 Ps : phân áp suất bão hòa của không khí ẩm 
e) Độ chứa hơi d 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 50 
Xét không khí ẩm có chứa  kG kg không khí khô và  nG kg hơi nước. Độ chứa hơi d được 
tính bằng tỉ số: n
k
G
d
G
= 
f) Entanpi của không khí ẩm 
 Thông thường trong các quá trình nhiệt động học có không khí ẩm tham gia thì lượng hơi 
nước thay đổi còn lượng không khí khô là cố định 
Ta có: (2500 2 )I t t d= + + 
Trong đó: t : nhiệt độ 
 d : độ chứa hơi của không khí ẩm 
 I : entanpi 
8.3 ĐỒ THỊ CỦA KHÔNG KHÍ ẨM 
Để thuận tiện cho việc dựng và sử dụng đồ thị, người ta dựng đồ thị I-d với một góc 1350 
đồ thị I-d được xây dựng cho không khí ẩm với áp suất p=745 mmHg và nhiệt độ 00 100t C=  
Trên đồ thị biểu diễn các đường: 
– d = const 
– I = const 
– const = , đường cong const = là các đường cong đi lên ở phần 0100t C . Đường 
0% = trùng với trục I. Đường 100% = biểu diễn trạng thái không khí ẩm bão hòa và chia 
đồ thị làm 2 phần. Phần trên là không khí ẩm chưa bão hòa,phần dưới là vùng sương mù, vùng 
dưới 00C là vùng băng tuyết 
Hình 8-4: Đồ thị I-d 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 51 
– t = const , các đường đẳng nhiệt là các đường xiên đi lên, nhiệt độ càng cao thì độ dốc 
càng lớn, đường t = 0 nằm ngang 
– ( );
0,622
kt
n n
p d
p f d p
d
= = + 
, đường pn = f(d) có trục tọa độ pn ở bên phải đồ thị 
– Trên một số đồ thị còn biểu diễn đường bão hòa đoạn nhiệt của không khí ẩm, kí hiệu  
------------------------------------------------ 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 52 
 CHƯƠNG 9 : TRUYỀN NHIỆT 
❖ MỤC TIÊU: Sau bài học này, sinh viên có khả năng 
– Hiểu được một số khái niệm cơ bản về truyền nhiệt đối lưu 
– Hiểu được một số khái niệm cơ bản về truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt 
– Hiểu và vận dụng các công thức vào việc giải một số bài toán cụ thể 
❖ NỘI DUNG BÀI HỌC: 
9.1 TRUYỀN NHIỆT ĐỐI LƯU 
Truyền nhiệt đối lưu là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra khi có sự dịch chuyển khối chất lỏng 
hoặc khí trong không gian từ vùng có nhiệt độ này đến vùng có nhiệt độ khác. Chất lỏng và 
chất khí được gọi tên chung là chất lưu. 
Quá trình truyền nhiệt đối lưu được thực hiện đồng thời với quá trình dẫn nhiệt, trong đó 
quá trình chuyển động không tránh khỏi sự va chạm trực tiếp giữa các phần tử chất lưu có 
nhiệt độ khác nhau 
Quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn và dòng chất lưu chuyển động trên bề mặt đó 
được gọi là sự tỏa nhiệ đối lưu 
9.1.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt đối lưu 
a) Nguyên nhân gây ra chuyển động: Có 2 loại chuyển động 
– Chuyển động tự nhiên: xảy ra khi các phần tử chất lưu có khối lượng riêng khác nhau, mà 
sự khác nhau này là do chênh lệch nhiệt độ gây nên 
– Chuyển động cưỡng bức: khi có lực tác động bên ngoài (quạt, bơm, máy nén) 
b) Chế độ chuyển động của chất lưu: Có 2 chế độ 
– Chảy tầng: tốc độ nhỏ, các phần tử chuyển động song song với vách rắn. Nhiệt truyền theo 
phương vuông góc với hướng chuyển động, chủ yếu là do dẫn nhiệt giữa các lớp chất lưu 
– Chảy rối: tốc độ lớn, các phần tử chuyển động hỗn loạn. Nhưng sát vách vẫn có một lớp 
mỏng chảy tầng gọi là lớp biên. Nhiệt truyền theo phương vuông góc với hướng chuyển động 
được thực hiện bằng dẫn nhiệt qua lớp biên chảy tầng và sau đó được tăng cường bằng lớp 
chảy rối bên trong 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 53 
Vì nhiệt trở của lớp biên chảy tầng lớn hơn nhiều so với nhiệt trở của lớp chảy rối bên 
trong nên trong chế độ chảy rối, trao đổi nhiệt đối lưu phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt trở của lớp 
biên. Tốc độ dòng chảy càng lớn thì chiều dày lớp biên càng mỏng, nhiệt trở càng giảm, 
truyền nhiệt càng tốt 
c) Tính chất vật lý của vật 
d) Hình dáng, vị trí, kích thước vách rắn 
9.1.2 Công thức Newton 
Quá trình trao đổi nhiệt đối lưu là một quá trình phức tạp, phụ thuộc nhiều yếu tố. Để xác 
định lượng nhiệt trao đổi giữa bề mặt vách và chất lưu, người ta dùng công thức Newton. 
Công thức Newton có dạng: 
( )w fQ qF F t t = = − 
Hình 9-1: Trao đổi nhiệt đối lưu 
Trong đó: 
q và Q : mật độ dòng nhiệt  , W 
F : tiết diện bề mặt trao đổi nhiệt , m2 
tw : nhiệt độ của vách, 0C 
tf : nhiệt độ chất lưu ở xa bề mặt vách, 0C 
 : hệ số tỏa nhiệt đối lưu, 
2 0
W
m C
9.2 TRUYỀN NHIỆT BẰNG DẪN NHIỆT 
Dẫn nhiệt là quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật hoặc các phần của vật có nhiệt độ khác 
nhau khi tiếp xúc trực tiếp với nhau 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 54 
Hiện tượng dẫn nhiệt xảy ra không những đối với chất rắn mà cả trong chất lỏng và chất 
khí 
9.2.1 Dẫn nhiệt qua vách phẳng 
a) Dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng 1 lớp 
Các giả thiết: 
– Vách phẳng là vật đồng chất, const = 
– Bề dày  rất nhỏ so với bề dài và bề rộng 
– Nhiệt độ trên bề mặt vách tw1 , tw2 không đổi, nhiệt độ chỉ biến thiên theo phương Ox, mặt 
đẳng nhiệt là các mặt phẳng 
Hình 9-2: Dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng 1 lớp 
Nhiệt lượng truyền qua vách phẳng 1 lớp : ( )1 2 2,w w
W
q t t t
m
 
 
= − = 
Tổng nhiệt lượng truyền qua vách:  ,Q qF W= 
b) Dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng nhiều lớp 
Giả sử ta có 3 lớp vách phẳng có hệ số dẫn nhiệt 1 2 3, ,   khác nhau, có bề dày 1 2 3, ,   . 
Dòng nhiệt truyền qua cả 3 lớp vách phẳng là như nhau 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 55 
Hình 9-3: Dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng nhiều lớp 
Áp dụng kết quả của vách phẳng 1 lớp, ta có : 
( )1 11 2 1 2
1 1
w w w wq t t t t q
 
 
= − − = 
( )2 22 3 2 3
2 2
w w w wq t t t t q
 
 
= − − = 
( )3 33 4 3 4
3 3
w w w wq t t t t q
 
 
= − − = 
 ---------------------- 
Cộng 2 vế: 31 21 4
1 2 3
w wt t q
 
  
− = + + 
 Nhiệt lượng truyền qua vách phẳng nhiều lớp: 1 4
31 2
1 2 3
w wt tq
 
  
−
=
+ +
Tổng quát cho vách có n lớp: 
( )1 1
11 2
1
1 2
w w n
n
n
i
in
t t t
q
  
  
+
=
− 
= =
+ + +
9.2.2 Dẫn nhiệt qua vách trụ 
a) Dẫn nhiệt ổn định qua vách trụ 1 lớp 
Các giả thiết: 
– Vách trụ là vật đồng chất, const = 
– Bề dày  rất nhỏ so với bề dài và bề rộng 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 56 
– Nhiệt độ trên bề mặt vách tw1 , tw2 không đổi, nhiệt độ chỉ biến thiên theo phương bán kính 
Or 
– Vách trụ có đường kính trong 2r1, đường kính ngoài 2r2, chiều dài l 
Hình 9-4: Dẫn nhiệt ổn định qua vách trụ 1 lớp 
Nhiệt lượng dẫn qua vách trụ là: ( )  w1 w2
2
1
,
1
ln
2
l
Q t t W
r
r

= − 
Nhiệt lượng truyền qua 1 đơn vị chiều dài vách trụ: 
( )  w1 w2
2
1
,
1
ln
2
Q
q t t W
rl
r

= = − 
Nhiệt lượng truyền qua 1 đơn vị bề mặt vách trong: 
( )
( )
w1 w2
2
w1 w21
w1 w2 2
1 2 1 21 1
1 1
1
ln
2
,
22
ln ln
2
l
t t
r
t trQ l W
q t t
r l r r rF rl m
r r
 
 
−
− 
= = = − = 
Nhiệt lượng truyền qua 1 đơn vị bề mặt vách ngoài: 
( )
( )
w1 w2
2
w1 w21
w1 w2 2
2 2 2 22 2
1 1
1
ln
2
,
22
ln ln
2
l
t t
r
t trQ l W
q t t
r l r r rF r l m
r r
 
 
−
− 
= = = − = 
b) Dẫn nhiệt ổn định qua vách trụ nhiều lớp 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 57 
Hình 9-5: Dẫn nhiệt ổn định qua vách trụ nhiều lớp 
Đối với vách trụ nhiều lớp, việc nghiên cứu cũng tương tự như vách phẳng nhiều lớp. 
Nhiệt lượng dẫn qua vách trụ nhiều lớp (n lớp): 
( )  w1 wn+1
1
1 1
,
1
ln
2
n
i
i i
l
Q t t W
r
r

+
=
= −

9.2.3 Tăng cường và hạn chế truyền nhiệt 
Trong thực tế có trường hợp muốn tăng cường truyền nhiệt, nhưng cũng có trường hợp 
phải tìm cách hạn chế truyền nhiệt (cách nhiệt). Muốn giải quyết tốt vấn đề này cần phải: 
– Nắm vững đặc tính các dạng trao đổi nhiệt cơ bản 
– Tìm ra các yếu tố nào ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình trao đổi nhiệt 
a) Tăng cường truyền nhiệt 
Các biện pháp tăng cường truyền nhiệt: 
– Giảm nhiệt trở của vách: giảm chiều dày, nâng cao hệ số dẫn nhiệt (dùng vật liệu dẫn nhiệt 
tốt, cạo bỏ lớp cặn bám ở thành ống, ) 
– Đối với trao đổi nhiệt đối lưu thì tìm cách tăng cường sự nhiễu loạn và tăng tốc độ chuyển 
động của dòng 
– Tăng độ đen và nhiệt độ để tăng cường trao đổi nhiệt bằng bức xạ 
Khi đồng thời có các dạng truyền nhiệt, muốn tăng cường truyền nhiệt phải phân tích 
những trường hợp cụ thể để tìm ra khả năng và biện pháp có hiệu quả 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 58 
b) Hạn chế truyền nhiệt 
Thông thường những vật liệu ở nhiệt độ 050 100 C có 
W
0,025
m do

  
gọi là vật liệu 
cách nhiệt. Mục đích của cách nhiệt là: 
– Tiết kiệm nhiên liệu 
– Để thực hiện khả năng của quá trình kỹ thuật 
– An toàn lao động 
9.4 THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 
Thiết bị trao đổi nhiệt là thiết bị trong đó tiến hành quá trình trao đổi nhiệt giữa các công 
chất. 
Dựa theo nguyên lý làm việc có thể chia làm 3 loại thiết bị trao đổi nhiệt: thiết bị trao đổi 
nhiệt ngăn cách, thiết bị trao đổi nhiệt hồi nhiệt, và thiết bị trao đổi nhiệt hỗn hợp 
– Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ngăn cách (vách ngăn): là loại thiết bị trao đổi nhiệt thường gặp 
trong kỹ thuật. Trong thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ngăn cách thì các chất mang nhiệt trao đổi 
nhiệt với nhau thông qua vách ngăn 
– Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hồi nhiệt có đặc tính làm việc của các bề mặt trao đổi nhiệt 
mang tính chất chu kỳ, nghĩa là trong những khoảng thời gian nhất định bề mặt đó tiếp xúc với 
công chất nóng và nhận nhiệt, nhưng ở nữa chu kỳ sau các bề mặt đó lại nhả nhiệt cho chất 
lỏng lạnh đi qua chúng. Như vậy trong thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hồi nhiệt luôn luôn xảy ra 
quá trình trao đổi nhiệt không ổn định 
– Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp: các công chất nóng và lạnh trao đổi nhiệt với nhau khi 
chúng hỗn hợp với nhau. Đặc điểm của loại thiết bị này là quá trình trao đổi nhiệt bao giờ 
cũng tiến hành cùng với quá trình trao đổi chất 
------------------------------------------------ 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
9.1 Một ống dẫn hơi làm bằng thép có hệ số dẫn nhiệt 1
W
46,44
m do

=  
, đường kính 
200/216mm, được bọc một lớp cách nhiệt dày 120mm có hệ số dẫn nhiệt 2
W
0,116
m do

=  
nhiệt độ của hơi tf1=3000C, nhiệt độ không khí xung quanh tf2=250C. Hệ số tỏa nhiệt của hơi 
Bài giảng: Nhiệt Kỹ Thuật 
 59 
đến bề mặt 
2 2
W
116
m do
=  
 và hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt ngoài đến không khí 
2
W
9,86
m do
=  
 . Tìm nhiệt lượng tổn thất trên 1m chiều dài ống trong 1 đơn vị thời gian và 
nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt? 
Đáp số: 
W
248,54lq
m
= 
 , 0w 2 42,5t C=