Điều kiện biên loại 3 cho biết trước:

Để xác định chiều dày lớp vật liệu thứ hai, chúng ta sẽ sử dụng công thức truyền nhiệt qua vách phẳng nhiều lớp.

1. Xác định tổng trở nhiệt của vách:
Dòng nhiệt truyền qua vách phẳng nhiều lớp được tính bằng công thức:
`q = (t_trong - t_ngoài) / R_tổng`
Trong đó:
* `q` là mật độ dòng nhiệt = 110 W/m²
* `t_trong` là nhiệt độ bề mặt trong cùng = t1 = 110°C
* `t_ngoài` là nhiệt độ bề mặt ngoài cùng = t3 = 25°C
* `R_tổng` là tổng trở nhiệt của vách.

Từ đó, ta tính được tổng trở nhiệt `R_tổng`:
`R_tổng = (t1 - t3) / q = (110 - 25) / 110 = 85 / 110 = 17 / 22 ≈ 0.772727 m².độ/W`

2. Xác định trở nhiệt của lớp vật liệu thứ nhất:
Trở nhiệt của một lớp vật liệu được tính bằng công thức:
`R = δ / λ`
Trong đó:
* `δ` là chiều dày lớp vật liệu.
* `λ` là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu.

Với lớp vật liệu thứ nhất:
* `δ1` = 300mm = 0.3m
* `λ1` = 0.93 W/(m.độ)

Trở nhiệt của lớp thứ nhất là:
`R1 = δ1 / λ1 = 0.3 / 0.93 = 10 / 31 ≈ 0.322581 m².độ/W`

3. Xác định trở nhiệt của lớp vật liệu thứ hai:
Tổng trở nhiệt của vách bằng tổng trở nhiệt của từng lớp:
`R_tổng = R1 + R2`

Từ đó, trở nhiệt của lớp vật liệu thứ hai `R2` là:
`R2 = R_tổng - R1 = (17 / 22) - (10 / 31) = (17 * 31 - 10 * 22) / (22 * 31) = (527 - 220) / 682 = 307 / 682 ≈ 0.4501466 m².độ/W`

4. Xác định chiều dày lớp vật liệu thứ hai:
Với lớp vật liệu thứ hai:
* `R2` ≈ 0.4501466 m².độ/W
* `λ2` = 0.7 W/(m.độ)

Chiều dày lớp vật liệu thứ hai `δ2` là:
`δ2 = R2 * λ2 = (307 / 682) * 0.7 ≈ 0.3150997 m`

Chuyển đổi sang đơn vị mm:
`δ2` = 0.3150997 * 1000 ≈ 315.1 mm

So sánh với các phương án đã cho, giá trị 315 mm là phù hợp nhất.

Kết luận: Chiều dày lớp vật liệu thứ hai là khoảng 315 mm.

Hệ số tỏa nhiệt đối lưu \(\alpha\) được xác định thông qua tiêu chuẩn Nusselt (Nu). Tiêu chuẩn Nusselt liên hệ hệ số tỏa nhiệt đối lưu với độ dẫn nhiệt của chất lưu và kích thước đặc trưng của vật thể. Các tiêu chuẩn Reynolds (Re), Grashoff (Gr) và Prandtl (Pr) cũng quan trọng trong truyền nhiệt đối lưu, nhưng tiêu chuẩn Nusselt trực tiếp dùng để tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu.

Công thức tính tiêu chuẩn Reynolds là Re = (w.l)/v, trong đó w là vận tốc dòng chảy, l là đường kính đặc trưng và v là độ nhớt động học. Do đó, đáp án đúng là phương án 2.

Đáp án đúng: A. A = 1

Giải thích: Vật đen tuyệt đối là vật hấp thụ toàn bộ bức xạ nhiệt chiếu tới, nên hệ số hấp thụ A = 1.