Động lực của quá trình truyền nhiệt trong truyền nhiệt biến nhiệt ổn định là

Định luật Wien phát biểu rằng bước sóng mà tại đó năng lượng bức xạ của vật đen đạt cực đại tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối của vật. Công thức \(\lambda_{max} T = b\), trong đó \(\lambda_{max}\) là bước sóng ứng với năng lượng bức xạ cực đại, T là nhiệt độ tuyệt đối của vật đen, và b là hằng số Wien. Như vậy, khi nhiệt độ T tăng, \(\lambda_{max}\) giảm, tức là bước sóng bức xạ dịch chuyển về vùng bước sóng ngắn hơn.

Hệ số cấp nhiệt của tường (h) phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

* Trạng thái bề mặt tường: Bề mặt nhẵn hay xù xì sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt.
* Hình dạng bề mặt tường: Hình dạng tường ảnh hưởng đến dòng chảy của lưu chất, từ đó ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt.
* Tính chất vật lý của lưu thể: Các tính chất như độ nhớt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng của lưu thể ảnh hưởng đến khả năng truyền nhiệt.
* Chế độ chuyển động của lưu thể: Lưu thể chuyển động cưỡng bức hay tự nhiên, vận tốc của lưu thể đều ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt.

Độ dày của tường ảnh hưởng đến nhiệt trở của tường, từ đó ảnh hưởng đến tổng lượng nhiệt truyền qua tường, nhưng không trực tiếp ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt tại bề mặt tường. Hệ số cấp nhiệt đặc trưng cho khả năng trao đổi nhiệt giữa bề mặt tường và môi trường xung quanh, không phải khả năng dẫn nhiệt của vật liệu làm tường.

Vậy đáp án đúng là D.

Chất lỏng dễ bám bẩn lên bề mặt trao đổi nhiệt sẽ làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Do đó, cần tăng cường khả năng làm sạch bề mặt. Việc sắp xếp các ống theo hình vuông tạo ra các khoảng trống lớn hơn giữa các ống, giúp dễ dàng vệ sinh và loại bỏ cặn bẩn bám trên bề mặt ống. Các hình dạng khác như tròn, oval hoặc lục giác không tạo ra khoảng trống lớn như hình vuông, gây khó khăn cho việc vệ sinh.

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng công thức tính nhiệt lượng trao đổi do bức xạ giữa hai vật thể. Công thức này có dạng:

Q = ε₁ε₂ * Co * A * (T₁⁴ - T₂⁴)

Trong đó:
- Q là nhiệt lượng trao đổi (W)
- ε₁ và ε₂ là hệ số bức xạ của hai bề mặt
- Co là hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (5,7 W/m².K⁴)
- A là diện tích bề mặt (m²)
- T₁ và T₂ là nhiệt độ tuyệt đối của hai bề mặt (K)

Bước 1: Chuyển đổi nhiệt độ từ độ Celsius sang Kelvin:
T₁ = 137°C + 273,15 = 410,15 K
T₂ = 37°C + 273,15 = 310,15 K

Bước 2: Thay các giá trị vào công thức:
Q = 0,8 * 0,2 * 5,7 * 1 * (410,15⁴ - 310,15⁴)
Q = 0,16 * 5,7 * (28262376,4 - 9240346,5)
Q = 0,912 * 19022029,9
Q = 17347909,25 W
Q = 17347,909 kW

Vì không có đáp án nào trùng khớp hoàn toàn, có lẽ có sự nhầm lẫn trong các đáp án được cung cấp (ví dụ, đơn vị tính hoặc giá trị). Tuy nhiên, nếu ta xét đến sai số làm tròn và giả sử kết quả gần đúng nhất, không có đáp án nào chính xác.
Tuy nhiên, kết quả tính toán của chúng ta cho thấy không có đáp án nào gần đúng với kết quả tìm được. Do đó, có thể có sai sót trong đề bài hoặc các đáp án đưa ra.
Vì không có đáp án đúng nên không thể chọn đáp án đúng nhất.

Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức sử dụng bơm để tạo dòng tuần hoàn dung dịch. Ưu điểm của thiết bị này là vận tốc của dung dịch trong ống truyền nhiệt cao (có thể đạt tới 3,5 m/s) làm tăng hệ số truyền nhiệt so với thiết bị tuần hoàn tự nhiên (hệ số cấp nhiệt lớn hơn từ 3-4 lần). Do đó, đáp án C là chính xác nhất.