14 siãu sao måïi. Läù âen cọ khäúi lỉåüng riãng khong 10 23 kg/m 3 , tảo ra trỉåìng háúp dáùn ráút mảnh, lm cong khäng gian xung quanh tåïi mỉïc váût cháút kãø c ạnh sạng cng khäng thãø thoạt ra âỉåüc. Mi thiãn thãø âãún gáưn âãưu bë cún hụt nhỉ mäüt xoạy nỉåïc khäøng läư. Nãúu âỉåüc nẹn âãún trảng thại läù âen, âảt tåïi bạn kênh háúp dáùn, thç bạn kênh Qu âáút chè bàòng 3cm, bạn kênh màût tråìi l 3 km. 1.4. Tr¸i ®Êt, cÊu t¹o cđa tr¸i ®Êt Trại âáút âỉåüc hçnh thnh cạch âáy gáưn 5 t nàm tỉì mäüt vnh âai bủi khê quay quanh màût tråìi, kãút tủ thnh mäüt qu cáưu xäúp tỉû xoay v quay quanh màût tråìi. Lỉûc háúp dáùn ẹp qu cáưu co lải, khiãún nhiãût âäü näø tàng lãn h ng ngn âäü, lm nọng chy qu cáưu, khi âọ cạc ngun täú nàûng nhỉ Sàõt v Niken chçm dáưn vo tám tảo li qu âáút, xung quanh l magma lng, ngoi cng l khê quøn så khai gäưm H 2 , He, H 2 O, CH 4 , NH 3 v H 2 SO 4 . Trại âáút tiãúp tủc quay, ta nhiãût v ngüi dáưn. Cạch âáy 3,8 t nàm nhiãût âäü â ngüi âãø Silicat näøi lãn trãn màût magma räưi âäng cỉïng lải, tảo ra v trại âáút dy khong 25km, våïi nụi cao, âáút bàòng v häú sáu. Nàng lỉåüng phọng xả trong lng âáút våïi bỉïc xả màût tråìi tiãúp tủc gáy ra cạc biãún âäøi âëa táưng, v tảo ra thãm H 2 O, N 2 , O 2 , CO 2 trong khê quøn. Khê quøn ngüi dáưn âãún âäü nỉåïc ngỉng tủ, gáy ra mỉa kẹo di hnh triãûu nàm, tảo ra säng häư, biãøn v âải dỉång. Cạch âáy gáưn 2 t nàm, nhỉỵng sinh váût âáưu tiãn xút hiãûn trong nỉåïc, sau âọ phạt triãøn thnh sinh váût cáúp cao v tiãún hoạ thnh ngỉåìi. Tr¸i ®Êt, hµnh tinh thø 3 tÝnh tõ mỈt trêi, cïng víi mỈt tr¨ng mét vƯ tinh duy nhÊt t¹o ra mét hƯ thèng hµnh tinh kÐp ®Ỉc biƯt. Tr¸i ®Êt lµ hµnh tinh lín nhÊt trong sè c¸c hµnh tinh bªn trong cđa hƯ mỈt trêi víi ®−êng kÝnh ë xÝch ®¹o 12.756 km. Nh×n tõ kh«ng gian, tr¸i ®Êt cã mµu xanh, n©u vµ xanh l¸ c©y víi nh÷ng ®¸m m©y tr¾ng th−êng xuyªn Hçnh 1.8. Trại âáú t 15 thay đổi. Bề mặt trái đất có một đặc tính mà không một hành tinh nào khác có: hai trạng thái của vật chất cùng tồn tại bên nhau ở cả thể rắn và thể lỏng. Vùng ranh giới giữa biển và đất liền là nơi duy nhất trong vũ trụ có vật chất hiện hữu ổn định trong cả 3 thể rắn, lỏng và khí. Vóử cỏỳu taỷo, bón trong traùi õỏỳt õổồỹc chia ra 4 lồùp. Trong cuỡng laỡ nhỏn trong, coù baùn kờnh r 1300km, nhióỷt õọỹ T 4000K, gọửm Sừt vaỡ Niken bở neùn cổùng. Tióỳp theo laỡ nhỏn ngoaỡi, coù r (1300 ữ 3500)km, nhióỷt õọỹ T (2000 ữ 4000)K, gọửm Sừt vaỡ Niken loớng. Kóỳ tióỳp laỡ lồùp magma loớng, chuớ yóỳu gọửm SiO vaỡ Sừt, coù r (3500 ữ 6350)km, nhióỷt õọỹ T (1000 ữ 2000)K. Ngoaỡi cuỡng laỡ lồùp voớ cổùng daỡy trung bỗnh 25 km, coù nhióỷt õọỹ T (300 ữ 1000)K, chuớ yóỳu gọửm SiO vaỡ H 2 O. Lồùp voớ naỡy gọửm 7 maớng lồùn vaỡ hồn 100 maớng nhoớ gheùp laỷi, chuùng trọi trổồỹt vaỡ va õỏỷp nhau, gỏy ra õọỹng õỏỳt vaỡ nuùi lổớa, laỡm thay õọứi õởa hỗnh. Hành tinh trái đất di chuyển trên một quỹ đạo gần ellip, mặt trời không ở tâm của ellip, mà là tại một trong 2 tiêu điểm. Trong thời gian một năm, có khi trái đất gần, có khi xa mặt trời đôi chút, vì quỹ đạo ellip của nó gần nh hình tròn. Hàng năm, vào tháng giêng, trái đất gần mặt trời hơn so với vào tháng 7 khoảng 5 triệu km, sự sai biệt này quá nhỏ so với khoảng cách mặt trời đến trái đất. Chúng ta không cảm nhận đợc sự khác biệt này trong một vòng quay của trái đất quanh mặt trời, hay trong một năm, sự khác biệt về khoảng cách này hầu nh không ảnh hởng gì N hỏn rừn - Fe, Ni Khờ quyóứn - N , O , H O, CO Lồùp voớ - SiO, H O Lồùp bao (magma) - Fe, Ni N hỏn loớng - Fe, Ni 2 2 2 2 2 1000 6750 0 2000 4000 3500 1300 6375 km 7200 r 3 300 Hỗnh 1.9. Cỏỳu taỷo bón trong traùi õỏỳ t 16 đến mùa đông và mùa hè trên trái đất, chỉ có điều là vào mùa đông chúng ta ở gần mặt trời hơn so với mùa hè chút ít. Trái đất chuyển động quanh mặt trời, đồng thời nó cũng tự quay quanh trục của nó. Trong thời gian quay một vòng quanh mặt trời, trái đất quay 365 và 1/4 vòng quanh trục. Chuyển động quay quanh mặt trời tạo nên bốn mùa, chuyển động quay quanh trục tạo nên ngày và đêm trên trái đất. Trục quay của trái đất không thẳng góc với mặt phẳng quỹ đạo, bởi thế chúng ta có mùa đông và mùa hè. Trái đất quay, vì thế đối với chúng ta đứng trên trái đất có vẻ nh các vì sao cố định đợc gắn chặt với quả cầu bầu trời quay xung quanh chúng ta. Chuyển động quay của trái đất không quá nhanh để lực ly tâm của nó có thể bắn chúng ta ra ngoài không gian. Lực ly tâm tác dụng lên mọi vật cùng quay theo trái đất, nhng vô cùng nhỏ. Lực ly tâm lớn nhất ở xích đạo nó kéo mọi vật thể lên phía trên và làm chúng nhẹ đi chút ít. Vì thế, mọi vật thể ở xích đạo cân nhẹ hơn năm phần ngàn so với ở hai cực. Hậu quả của chuyển động quay làm cho trái đất không còn đúng là quả cầu tròn đều nữa mà lực ly tâm làm cho nó phình ra ở xích đạo một chút. Sự sai khác này thực ra không đáng kể, bán kính trái đất ở xích đạo là 6.378.140km, lớn hơn khoảng cách từ 2 cực đến tâm trái đất là gần 22km. Sự sống và các đại dơng có khả năng tạo ra sự sống chỉ hiện hữu duy nhất trên trái đất. Trên các hành tinh khác gần chúng ta nhất nh sao Kim thì quá nóng và sao Hỏa quá lạnh. Nớc trên sao Kim nay đã bốc thành hơi nớc, còn nớc trên sao Hoả đã đóng thành băng bên dới bề mặt của nó. Chỉ có hành tinh của chúng ta là phù hợp cho nớc ở thể lỏng với nhiệt độ từ 0 đến 100 o C. Xung quanh traùi õỏỳt coù lồùp khờ quyóứn daỡy khoaớng H = 800 km chổùa N 2 , O 2 , H 2 O, CO 2 , NO x , H 2 , He, Ar, Ne. Aẽp suỏỳt vaỡ khọỳi lổồỹng rióng cuớa khờ quyóứn giaớm dỏửn vồùi õọỹ cao y theo quy luỏỷt: p(y) = p 0 .(1 - (g/(C p .T 0 )).y) Cp/R (y) = 0 (1 - (g/(C p .T 0 )).y) Cv/R . Khí quyển tác động đến nhiệt độ trên hành tinh của chúng ta. Các vụ phun trào núi lửa cùng với các hoạt động của con ngời làm ảnh hởng đến các thành phần cấu tạo của khí quyển. Vì thế, hệ sinh thái trên hành tinh chúng ta là kết quả của sự cân bằng mong manh giữa các ảnh hởng khác nhau. Trong quá khứ, hệ sinh thái này là một hệ thống cân bằng tự điều chỉnh, nhng ngày nay do tác động của con ngời có thể đang là nguyên nhân làm vợt qua trạng thái cân bằng này. 17 Lớp không khí bao quanh trái đất có thể tích khoảng 270 triệu km 3 và nặng khoảng 5.300 tỷ tấn đè lên thân thể chúng ta. Những gì mà chúng ta cảm nhận đợc chỉ xảy ra trong tầng thấp nhất, cao khoảng 18km của cột không khí khổng lồ này, tuy nhiên, phần nhỏ này lại đóng vai trò quan trọng nhất đối với sự sống trên hành tinh của chúng ta. Trong không khí chứa khoảng 78% phân tử nitơ và 21% oxy cùng với 1% argon và một số chất khí khác và hơi nớc trong đó có khoảng 0,03% khí cácbonic. Mặc dầu hàm lợng khí cácbonic rất nhỏ, nhng lại đóng một vai trò quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Càng lên cao áp suất không khí giảm và nhiệt độ cũng thay đổi rất nhiều, tuy nhiên nhiệt độ của không khí không hạ xuống một cách đơn giản khi chúng ta tiến ra ngoài không gian, nhiệt độ không khí giảm và tăng theo một chu trình nhất định. Nhiệt độ ở mỗi tầng tơng ứng với mức tích tụ và loại năng lợng tác động trong tầng đó. Khí quyển của trái đất có thể chia làm 4 tầng, trong đó mỗi tầng có một kiểu cân bằng năng lợng khác nhau. Tầng dới cùng nhất gọi là tầng đối lu (Troposphere) tầng này bị chi phối bởi ánh sáng khả kiến và Hỗnh 1.10. Sổỷ thay õọứi nhióỷt õọỹ theo õọỹ cao cuớa caùc tỏửng khờ quyóứn 18 tia hồng ngoại, gần 95% tổng số khối lợng và toàn bộ nớc trong khí quyển phân bố trong tầng này tầng đối lu cao chỉ khoảng 14km. Gần nh toàn bộ sự trao đổi năng lợng giữa khí quyển và trái đất xảy ra trong tầng này. Mặt đất và mặt biển bị hâm nóng lên bởi ánh nắng mặt trời. Nhiệt độ trung bình trên bề mặt trái đất khoảng 15 o C, bức xạ nhiệt đóng vai trò điều tiết tự nhiên để giữ cho nhiệt độ trên mặt đất chỉ thay đổi trong một dải tầng hẹp. Theo lý thuyết, càng lên cao nhiệt độ càng giảm T(y) = T 0 - (g/C p ).y, nhng trong thực tế thì không đúng nh vậy. Trên tầng đối lu là tầng bình lu (Stratosphere), tại đây nhiệt độ bắt đầu tăng trở lại. Nhiệt độ tại vùng chuyển tiếp giữa vùng đối lu và vùng bình lu khoảng -50 o C, càng lên cao nhiệt độ lại tăng dần, tại ranh giới của tầng bình lu có độ cao khoảng 50km nhiệt độ tăng lên khoảng 0 o C. Nguyên nhân gây ra hiện tợng này là vì các phân tử oxy (O 2 ) và ozon (O 3 ) hấp thụ một phần các tia cực tím đến từ Mặt trời (90% ozon trong khí quyển chứa trong tầng bình lu). Nếu tất cả các tia cực tím này có thể đến mặt đất thì sự sống trên trái đất có nguy cơ bị hủy diệt. Một phần nhỏ tia cực tím bị hấp thụ bởi O 2 trong tầng bình lu, quá trình này tách một phân tử O 2 thành 2 nguyên tử O, một số nguyên tử O phản ứng với phân tử O 2 khác để tạo thành O 3 . Mặc dầu chỉ một phần triệu phân tử trong khí quyển là ozon nhng các phân tử ít ỏi này có khả năng hấp thụ hầu hết ánh sáng cực tím trớc khi chúng đến đợc mặt đất. Các photon trong ánh sáng cực tím chứa năng lợng lớn gấp 2 đến 3 lần các photon trong ánh sáng khả kiến, chúng là một trong các nguyên nhân gây bệnh ung th da. Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy lợng ozon trong tầng thấp nhất của khí quyển (tầng đối lu) ngày càng tăng, trong khi đó hàm lợng ozon trong tầng bình lu đã bị giảm 6% từ 20 năm trở lại đây. Hậu quả của sự suy giảm này là các tia cực tím có thể xuyên qua khí quyển đến mặt đất ngày nhiều hơn và làm nhiệt độ trong tầng bình lu ngày càng lạnh đi, trong khi đó nhiệt độ trong tầng đối lu ngày một nóng lên do hàm lợng ozon gần mặt đất ngày càng tăng. Trong tầng giữa (Mesosphere), có độ cao từ 50km trở lên, ozon thình lình mỏng ra và nhiệt độ giảm dần và lên đến ranh giới cao nhất của tầng này (khoảng 80km) thì nhiệt độ chỉ khoảng -90 o C. Càng lên cao nhiệt độ bắt đầu tăng trở lại và sự cấu tạo của khí quyển thay đổi hoàn toàn. Trong khi ở tầng dới các quá trình cơ học và trong tầng giữa các quá trình hoá học xảy ra rất tiêu biểu, thì trong tầng cao nhất của khí quyển các quá trình diễn ra rất khác biệt. Nhiệt lợng 19 bức xạ rất mạnh của mặt trời làm tách các phân tử ra để tạo thành các ion và electron. Vì thế ngời ta gọi tầng này là tầng điện ly (Ionosphere) các sóng điện từ bị phản xạ trong tầng này. Càng lên cao, bức xạ Mặt trời trời càng mạnh, ở độ cao khoảng 600km, nhiệt độ lên đến 1000 o C. Càng lên cao khí quyển càng mỏng và không có một ranh giới rõ ràng phân biệt gữa khí quyển của trái đất và không gian. Ngời ta thống nhất rằng khí quyển chuẩn của trái đất có độ cao 800km. 107 Chơng 10. trao đổi nhiệt đối lu 10.1. Các khái niệm cơ bản 10.1.1. Định nghĩa và phân loại Trao đổi nhiệt đối lu, hay còn gọi là tỏa nhiệt, là hiện tợng dẫn nhiệt từ bề mặt vật rắn vào môi trờng chuyển động của chất lỏng hay chất khí. Tùy theo nguyên nhân gây chuyển động chất lỏng, tỏa nhiệt đợc phân ra 2 loại: -Theo nhiệt tự nhiên là hiện tợng dẫn nhiệt vào chất lỏng chuyển động tự nhiên, luôn xảy ra trong trờng trọng lực khi nhiệt độ chất lỏng khác nhiệt độ bề mặt. - Tỏa nhiệt cỡng bức là hiện tợng dẫn nhiệt vào chất lỏng chuyển động cỡng bức do tác dụng của bơm, quạt hoặc máy nén. 10.1.2. Công thức tính nhiệt cơ bản. Thực nghiệm cho hay lợng nhiệt Q trao đổi bằng đối lu giữa mặt F có nhiệt độ t w với chất lỏng có nhiệt độ t f luôn tỉ lệ với F và t = t w - t f . Do đó, nhiệt lợng Q đợc đề nghị tính theo 1 công thức quy ớc, đợc gọi là công thức Newton, có dạng sau: hay],W[,tFQ = ]m/W[,tq 2 = 10.1.3. Hệ số tỏa nhiệt Hệ số của công thức Newton nói trên, đợc gọi là hệ số tỏa nhiệt: [ ] Km/W t q tF Q 2 = = , Hệ số đặc trng cho cờng độ tỏa nhiệt, bằng lợng nhiệt truyền từ 1m 2 bề mặt đến chất lỏng có nhiệt độ khác nhiệt độ bề mặt 1 độ Giá trị của đợc coi là ẩn số chính của bài toán tỏa nhiệt, phụ thuộc vào các thông số khác của môi trờng chất lỏng và bề mặt, đợc xác định chủ yếu bằng các công thức thực nghiệm. 10.1.4. Các thông số ảnh hởng tới hệ số tỏa nhiệt Tỏa nhiệt là hiện tợng dẫn nhiệt từ bề mặt vào môi trờng chất lỏng chuyển động. Do đó, mọi thông số ảnh hởng đến sự chuyển động và dẫn nhiệt trong chất lỏng đều ảnh hởng tới hệ số . Các thông số này thờng đợc phân ra 4 loại nh sau: * Thông số hình học: Mô tả vị trí, kích thớc, hình dạng của mặt tỏa nhiệt. Giá trị của thông số hình học trong mỗi công thức thực nghiệm đợc chọn nh một kích thớc nào đó 108 của mặt F, đợc gọi là kích thớc xác định. Tùy theo vị trí và hình dạng của mặt F, kích thớc xác định l có thể chọn là chiều cao h, chiều dài l hoặc đờng kính tơng đơng u f4 d = , với f và u là diện tích và chu vi của mặt cắt chứa chất lỏng. * Các thông số vật lí của chất lỏng: Các thông số vật lí ảnh hởng tới bao gồm: - Các thông số vật lí ảnh hởng tới chuyển động là: khối lợng riêng [kg/m 3 ], hệ số nở nhiệt [ ] 1 0 K, TV V = , độ nhớt động học [ ] sm / 2 . - Các thông số ảnh hởng tới dẫn nhiệt là: hệ số dẫn nhiệt [] mK/W , hệ số khuyếch tán nhiệt [ ] s/m pC a 2 = . Các thông số vật lí nói trên đều thay đổi theo nhiệt độ chất lỏng. Trong mỗi thực nghiệm, để xác định các thông số vật lí, ngời ta quy định 1 giá trị nào đó của nhiệt độ chất lỏng, đợc gọi là nhiệt độ xác định. Nhiệt độ xác định có thể à nhiệt độ t f , t W hay )tt( 2 1 t wfm += , tùy mô hình cụ thể, do nhà thực nghiệm qui định. * Nguyên nhân gây chuyển động chất lỏng: - Chuyển động đối lu tự nhiên luôn phát sinh khi có độ chênh trọng lợng riêng giữa các lớp chất lỏng gần và xa vách. Độ chênh trọng lợng riêng tỉ lệ với gia tốc trọng lực g[m/s 2 ], với hệ số nở thể tích [ ] 1 K và với độ chênh nhiệt độ t giữa vách và chất lỏng, tức tỉ lệ với tích gt,[m/s 2 ]. - Chuyễn động cỡng bớc gây ra bởi lực cỡng bức của bơm quạt, đợc đặc trng chủ yếu bằng tốc độ [m/s] của dòng chất lỏng. Khi chuyển động cỡng bức, nếu g và t khác 0 thì luôn kèm theo theo đối lu tự nhiên. * Chế độ chuyển động của chất lỏng: Khi chảy tầng, các phần tử chất lỏng chuyển động song song mặt vách nếu số không lớn. Khi tăng vận tốc đủ lớn, dòng chảy rối sẽ xuất hiện. Lúc này các phần tử chất lỏng phát sinh các thành phần chuyển động rối loạn theo phơng ngang, tăng cơ hội va chạm mặt vách, khiến cho hệ số tăng cao. chế độ chuyển động chất lỏng đặc trng bởi các thông số l, và , thông qua giá trị của vận tốc không thứ nguyên: Re= < < rối ychả:10Re quá ychả:10Re2300 tầng ychả:2300Re 4 4 : 1 v độ (10-1) Một cách tổng quát, hệ số tỏa nhiệt phụ thuộc vào các thông số liên quan đến bài toán tỏa nhiệt, theo phân tích định tính nói riêng trên, sẽ có dạng: = f (l, , , a, , g, , t, ) (10-2) 109 10.2. phơng trình tiêu chuẩn của tỏa nhiệt phơng trình tiểu chuẩn của tỏa nhiệt là phơng trình (10-2) đợc viết ở dạng tiêu chuẩn, chỉ chứa các biến số độc lập không thứ nguyên. Dạng tổ quát của phơng trình tiêu chuẩn có thể tìm đợc bằng phơng pháp biến đổi đồng dạng hoặc phơng pháp phân tích thứ nguyên. 10.2.1. Phơng pháp phân tích thứ nguyên Cơ sở của phơng pháp phân tích thứ nguyên là nguyên lí cho rằng nội dung của phơng trình mô tả một hiện tợng vật lí sẽ không đổi khi thay đổi đơn vị đo các đại lợng vật lí chứa trong phơng trình. Mục đích của phơng pháp này là tìm cách thay đổi đơn vị đo thích hợp để khử các biến phục thuộc, đa phơng trình (10 -2) về dạng tiêu chuẩn, chỉ chứa các biến độc lập không thứ nguyên. 10.2.2. Dạng tổng quát của phơng trình tiêu chuẩn tỏa nhiệt Phân tích thứ nguyên của các đại lợng vật lí trong phơng trình (10-2) để tìm đơn vị đo cơ bản: [] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ][] [ ] ;s/ma;s/m;s/m;m/kg;m1 223 ===== [] [ ] [] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] Ks/kgKm/WƯ;Ks/kgmmK/WƯ;s/mtg 3222 ===== Đơn vị đo chung cho các đại lợng, hay đơn vị đo cơ bản, là hệ 4 đơn vị sau: ([kg]; [m]; [s]; [K]) Khi đo bằng hệ đơn vị cơ bản mới (G[kg], M[m], S[s], D[K]), với G, M, S, D là các hệ số tỉ lệ sẽ đợc chọn, thì phơng trình (10-2) sẽ có dạng: = S M ,tg S M ,a S M , DS GM , S M , M G ,Mlf DS G 2 2 3 2 32 (10-3) Để khử các biến phụ thuộc, cần chọn 4 hằng số G, M, S, D sao cho 4 đại lợng đầu trong phơng trình (10-3) bằng 1: = = = = 1 DS GM 1v S M 1 M G 11M 3 2 3 Tức là = = = = 3 2 2 3 v 1 D 1 v S 1 1 G 1 1 M Thay giá trị các hệ tìm đợc vào phơng trình (10-3) sẽ có: Re), Gr, f(Pr, Nuhay v , v lg , a v 1,1,1,1,f l 2 3 = = l t (10-4) 110 Trong đó: - Nu = l là hệ số tỏa nhiệt không thứ nguyên cha biết, đợc gọi là tiêu chuẩn Nusselt, đặc trng cho cờng độ tỏa nhiệt. a Pr = là độ nhớt không thứ nguyên, cho trớc trong điều kiện vật lí, đợc gọi là tiêu chuẩn Prandtl, đặc trng cho tính chất vật lí của chất lỏng. v l Re = là vận tốc không thứ nguyên, đợc gọi là tiêu chuẩn Reynolds, đặc trng cho chế độ chuyển động. Trong tỏa nhiệt cỡng bức Re là tiêu chuẩn xác định. Trong tỏa nhiệt tự nhiên, Re là tiêu chuẩn cha xác định phụ thuộc vào Gr và Pr. 2 3 y tlg Gr = là lực nâng không thứ nguyên, cho trớc theo điều kiện đơn trị, đợc gọi là tiêu chuẩn Grashof, đặc trng cho cờng độ đối lu tự nhiên. 10.2.3. Các dạng đặc biệt của phơng trình tiêu chuẩn tỏa nhiệt Khi đối lu tự nhiên đơn thuần, Re là ấn số phụ thuộc Gr và Pr, nên phơng trình (10-4) sẽ có dạng: Nu=f (Gr,Pr). Khi chuyển động cỡng bức mạnh, có thể coi Gr = const, lúc đó phơng trình (10- 4) có dạng: Nu = f (Re,Pr). Khi môi trờng là hất khí, có Pr = const, phơng trình (10-4) có dạng: Nu=f(Gr,Re). Khi chất khí đối lu tự nhiên thì Nu = F(Gr), khi chất khí chuyển động cỡng bức mạnh thì Nu = f(Re). 10.3. cách xác định công thức thực nghiệm 10.3.1. Các bớc thực nghiệm Khi cần thiết lập công thức tính cho 1 hiện tợng tỏa nhiệt, ngời ta tiến hành các bớc nh sau: 1. Lập mô hình thí nghiệm đồng dạng với hiện tợng tỏa nhiệt đang xét 2. Đo các giá trị của tất cả các đại lợng tại các chế độ cần khảo sát. 3. lập bảng tính các giá trị tơng ứng của các tiêu chuẩn Re, Gr, Pr, Nu theo các số liệu thu đợc tại k điểm đo khác nhau. 4. lập công thức thực nghiệm Nu = f (Gr,Re,Pr) theo bảng giá trị các tiêu chuẩn nói trên bằng phơng pháp đồ thị. 10.3.2. Phơng pháp đồ thị tìm dạng phơng trình tiêu chuẩn . của khí quy n thay đổi hoàn toàn. Trong khi ở tầng dới các quá trình cơ học và trong tầng giữa các quá trình hoá học xảy ra rất tiêu biểu, thì trong tầng cao nhất của khí quy n các quá trình. tỏa nhiệt đang xét 2. Đo các giá trị của tất cả các đại lợng tại các chế độ cần khảo sát. 3. lập bảng tính các giá trị tơng ứng của các tiêu chuẩn Re, Gr, Pr, Nu theo các số liệu thu đợc tại. định các thông số vật lí, ngời ta quy định 1 giá trị nào đó của nhiệt độ chất lỏng, đợc gọi là nhiệt độ xác định. Nhiệt độ xác định có thể à nhiệt độ t f , t W hay )tt( 2 1 t wfm += , tùy mô hình