Hệ số bức xạ của hệ thống trao đổi nhiệt bức xạ giữa 2 tấm phẳng song song tính theo công thức:
Trả lời:
Đáp án đúng: A
Để xác định hệ số bức xạ của hệ thống trao đổi nhiệt bức xạ giữa hai tấm phẳng song song, chúng ta cần áp dụng công thức tính hệ số bức xạ tương đương (hay hệ số bức xạ hiệu dụng) giữa hai bề mặt xám.
**1. Khái niệm cơ bản về trao đổi nhiệt bức xạ giữa hai bề mặt xám:**
Khi hai bề mặt xám song song, có diện tích lớn và độ đen lần lượt là \(\epsilon_1\) và \(\epsilon_2\), trao đổi nhiệt bức xạ, dòng nhiệt bức xạ được tính theo công thức tổng quát:
\(Q = c_{12} \cdot A \cdot (T_1^4 - T_2^4)\)
Trong đó:
* \(Q\) là tốc độ truyền nhiệt bức xạ.
* \(A\) là diện tích bề mặt.
* \(T_1\) và \(T_2\) là nhiệt độ tuyệt đối của hai bề mặt.
* \(c_{12}\) là hệ số bức xạ tương đương giữa hai bề mặt.
* \(c_0\) là hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (hằng số Stefan-Boltzmann, \(\sigma = 5.67 \times 10^{-8} \text{ W/(m}^2\text{K}^4)}\)).
**2. Công thức tính hệ số bức xạ tương đương \(c_{12}\):**
Đối với hai tấm phẳng song song có độ đen \(\epsilon_1\) và \(\epsilon_2\), hệ số bức xạ tương đương \(c_{12}\) được tính bằng công thức:
\(c_{12} = \frac{c_0}{\frac{1}{\epsilon_1} + \frac{1}{\epsilon_2} - 1}\)
**3. Phân tích các phương án:**
* **Phương án 1:** \({c_{12}} = \frac{{{c_0}}}{{\frac{1}{{{A_1}}} + \frac{1}{{A_2}} - 1}}\)
Nếu giả định \(A_1\) và \(A_2\) ở đây là ký hiệu cho độ đen của hai bề mặt (tức là \(A_1 = \epsilon_1\) và \(A_2 = \epsilon_2\)), thì công thức này hoàn toàn khớp với công thức lý thuyết chuẩn. Mặc dù ký hiệu \(A\) cho độ đen không phải là phổ biến nhất (thường dùng \(\epsilon\)), nhưng về mặt cấu trúc toán học, đây là dạng đúng.
* **Phương án 2:** \({c_{12}} = \frac{{{c_0}}}{{{A_1} + {A_2} - 1}}\)
Công thức này không đúng với lý thuyết bức xạ nhiệt. Dạng tổng các độ đen (hoặc các đại lượng tương ứng) ở mẫu số không phải là công thức chuẩn.
* **Phương án 3:** \({c_{12}} = \frac{{{c_0}}}{{\frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{R_2}} - 1}}\)
Tương tự như phương án 1, nếu \(R_1\) và \(R_2\) được hiểu là độ đen của hai bề mặt, thì công thức này cũng có cấu trúc đúng. Tuy nhiên, trong truyền nhiệt, ký hiệu \(R\) thường được dùng cho trở nhiệt (thermal resistance) hoặc suất phản xạ (reflectivity), ít khi dùng để chỉ độ đen trong công thức này. Do đó, phương án 1 với ký hiệu \(A\) (có thể hiểu là absorptivity, mà với vật xám thì bằng emissivity) thường được chấp nhận hơn trong các bài toán trắc nghiệm nếu không có ký hiệu \(\epsilon\).
* **Phương án 4:** \({c_{12}} = \frac{{{c_0}}}{{{R_1} + {R_2} - 1}}\)
Công thức này không đúng, tương tự như phương án 2.
**Kết luận:**
Phương án 1 là công thức chính xác nhất để tính hệ số bức xạ tương đương giữa hai tấm phẳng song song, với giả định \(A_1\) và \(A_2\) đại diện cho độ đen của các bề mặt. Đây là dạng công thức chuẩn trong truyền nhiệt bức xạ.
Hệ thống các câu hỏi trắc nghiệm Kỹ thuật Nhiệt dành cho sinh viên đại học, cao đẳng thuộc khối ngành kỹ thuật ôn thi kết thúc học phần hiệu quả.
50 câu hỏi 60 phút





