1- ma’ruza kirish. Metallurgik jarayonlarda issiqlik vа mаssa almashuv fanining ahamiyati

Gaz harakatlanishining xarakteri

Pech va gaz harakatlanish yo‘lagida gaz harakati ikki turda bo‘lishi mumkin, ya’ni qatlamli (laminar) harakatlanish va aralashgan (turbulentli) harakatlanish, (1- rasm).

7- rasm. Gaz harakatini turlari.

Laminar harakatda gaz parallel qatlamlar bilan aralashmasdan oqadi. Gazning maksimal tezligi uning geometrik o‘qida bo‘ladi, devorning oldida esa tezlik 0ga teng. Laminar oqimning tezlik epyurasi parabola shaklida bo‘lib, gazning kesim bo‘yicha o‘rtacha tezligi maksimal tezlikni yarmini tashkil qiladi.

Laminar oqimda gaz o‘tadigan kanalning devorlariga yaqin qismida gaz deyarli harakatlanmaydi, ya’ni devorga yopishgan gaz qatlami paydo bo‘ladi. Buning nomi chegara qatlami yoki prandtl qatlami deyiladi. Bu qatlam issiqlik va gaz almashuviga katta salbiy ta’sir ko‘rsatadi.
Turbulent harakatlanishda gaz qatlamlari bir-biri bilan aralashib oqadi. Gazning bu harakatlanishning epyurasi kesilganda parabola tasavvur qiladi va uning o‘rtacha tezligi esa umumiy tezlikni 0,82 qismini tashkil qiladi, (7 -rasm, b).
Turbulent harakatlanishda chegara qatlam ancha kam bo‘ladi, chunki gazning aylanma, kuchli oqimi bu qatlamni uni yuvib ketadi. Bu esa o‘z navbatida gaz oqimlari issiqlik va gaz almashuviga ijobiy ta’sir ko‘rsatadi.
Pechlarda gazning harakatlanishi - issiqlik almashuv jarayoniga, gaz harakatlanishi qarshiligiga va materiallarni fizik-kimyoviy o‘zgarishlariga muhim ta’sir etadi. Shuning uchun gaz harakatini xarakterini bilish kerak va uni nimalarga bog‘liqligini aniqlash kerak.
O.Reynolds aniqladiki, gaz harakatlanishini xarakteri, asosan, uchta omilga bog‘liqdir; gazning tezligi W_t, m/s, gaz kanalining gidravlik diametri d, m va gazning kinematik yopishqoqlik – γ, m²/s. Gaz harakatlanishini xarakterini aniqlash uchun O.Reynolds o‘lchovsiz funksiyani taqdim etdi: Ushbu funksiya Reynolds kriteriysi nomi bilan yuritiladi va quyidagicha ifodalanadi.
Re = Wt·d/v
Agar Re = 2300 bo‘lsa – gaz harakati laminar bo‘ladi. Turbulent harakatlanish Re = 2300 da boshlanadi Re – 2000 = 2300 larda o‘tish rejimi hisoblanadi, (7 - rasm, d). Agar O.Reynolds funksiyasiga 2300 ni qo‘ysak, gaz harakatini bir tartibda ikkinchisiga o‘tishining kritik tezlikni aniqlash mumkin:

Metallurgik pechlarda gazlar harakatining keng tarqalgan turiga - turbulent harakatlanish kiradi. Ularda Reynolds kriteriyasi 10 000 ÷ 100 000 o‘zgaradi. Shuning bilan bir qator pech, gaz yo‘laklari va boshqa qo‘shimcha dastgohlarni ayrim joylarida gazlarning laminar oqimi ham uchrab turadi.