Truyen Nhiet

Bức xạ nhiệt • •

•

Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt (năng lượng nhiệt) dưới dạng sóng điện từ (tia hồng ngoại – Infra Red) xuyên qua khoảng không. Mọi bề mặt đều phát xạ. Dàn nóng máy lạnh, bếp, mái sàn, tuờng và ngay cả các vật liệu cách nhiệt thông thường, đều phát xạ ở các cấp độ khác nhau. Nhiệt bức xạ không nhìn thấy được và không có nhiệt độ, thức chất là một dạng truyền năng lượng. Chỉ khi tia bức xạ đập vào một bề mặt, năng lượng bức xạ mới sinh ra nhiệt làm cho bề mặt này nóng lên.

Khái niệm này có thể hình dung rõ hơn qua ví dụ sau: vào ngày nắng, nhiệt bức xạ từ mặt trời chiếu vào chiếc xe, đi xuyên qua lớp kính làm cho kính nóng lên. Ngoài ra, mặt trời cũng làm cho phần vỏ xe nóng lên và bức xạ tiếp vào bên trong xe. Hệ quả là khi ta bước vào xe, mọi thứ đều nóng hực (nóng “hầm hập”) Bức xạ nhiệt từ mặt trời, đập vào vách và mái nhà. Các vật liệu này sẽ hấp thụ nhiệt lượng đó và nóng lên. Nhiệt này truyền vào mặt trong của vách & mái nhà thông qua quá trình dẫn nhiệt và tiếp theo đó là bức xạ tiếp tục vào không gian bên trong. Các bề mặt này tiếp tục phát xạ, và tiếp đến, làn da con người hứng chịu bức xạ nhiệt xuyên qua không khí. Chính bức xạ thứ cấp này là nguyên nhân gây ra sự “nóng hầm” trong nhà và đem lại sự nóng bức khó chịu cho con người. Bức xạ nhiệt có hai chỉ số đặc trưng:

1. Độ phát xạ E (Emittance/Emissivity): là đại lượng đặc trưng cho khả năng hấp thụ nhiệt và toả nhiệt (dạng bức xạ) của một bề mặt. Tất cả các vật liệu đều có độ phát xạ trong khoảng 0 đến 1 (0% đến 100%). Chỉ số phát xạ càng thấp, bức xạ nhiệt mà bề mặt đó nhận vào và phát ra càng thấp. Màng nhôm có chỉ số phát xạ rất thấp (3%), và người ta áp dụng đặc trưng đó của màng nhôm để chế tạo các vật liệu cách nhiệt phản xạ. 2. Độ phản xạ R (Reflectance/Reflectivity): đặc trưng cho khả năng chống lại sự thâm nhập của các tia bức xạ. Đây chính là tỉ lệ năng lượng phản xạ ngược lại sau khi chạm vào một bề mặt. Màng nhôm có độ phản xạ là 97%. Độ phản xạ và độ phát xạ là phần bù của nhau và có tổng bằng một. Nghĩa là một bề mặt có độ phát xạ càng thấp thì có độ phản xạ càng cao.

Đối lưu nhiệt • • •

Đối lưu nhiệt là sự truyền nhiệt sinh ra bởi sự chuyển động của dòng chất khí (chất lỏng). Khí nóng luôn di chuyển trên và khí lạnh chìm xuống. Quy trình này được gọi là đối lưu tự nhiên. Đối lưu nhiệt cũng có thể bị tác động cưỡng bức bởi gió hoặc dùng quạt.

Một số ví dụ thông thường về đối lưu nhiệt: 1. Khí nóng đi ra từ cửa quạt hút (cưỡng bức) 2. Khí nóng thoát lên qua hệ thống tản nhiệt (Sau khi tiếp xúc & nóng lên qua sự tiếp xúc với bề mặt tản nhiệt) 3. Khi nóng bốc lên từ ống khói (tự nhiên) Quá trình truyền nhiệt từ vật thể rắn sang không khí, qua các quan sát & đo đạc, không chỉ đơn thuần do tác động của sự dẫn nhiệt. Thay vào đó, sự truyền nhiệt đó là tác động tổng hợp của dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt & bức xạ nhiệt.

Về nguyên tắc không thể tính toán khả năng cách nhiệt của vật liệu bằng cách sự dụng duy nhất hệ số dẫn nhiệt. Ngược lại, các thông số cách nhiệt phải được tính toán trên cơ sở tổng hợp các hình thức truyền nhiệt. Độ cách nhiệt tổng hợp được ký hiệu là “R-Value” (Đơn vị hr.ft2.oF/Btu) thường được sử dụng cho các vật liệu cách nhiệt.

Dẫn nhiệt Là sự truyền nhiệt trong nội bộ vật thể hoặc thông qua tiếp xúc trực tiếp trên bề mặt. Một ví dụ đơn giản về sự dẫn nhiệt: nhiệt nóng từ cà phê trong cốc, dẫn qua cốc, và đến bàn tay. Một ví dụ khác, nhiệt từ bếp điện, dẫn sang ấm kim loại, đun sôi nước trong ấm. Nhiệt truyền thông qua dẫn nhiệt được tính toán thông qua định luật Fourier. Nhiệt lượng này tỉ lệ thuận với hệ số dẫn nhiệt k và tỉ lệ nghịch với độ dày d của mỗi loại vật liệu.