2-mavzu. Issiqlikni uzatish usullari

1

2-mavzu. Issiqlikni uzatish usullari. Qurilish sohasi uchun qurilish issiqlik fizikasi fanining axamiyati. Issiqlikni uzatish usullari. Issiqlik o‘tkazuvchanlik. Issiqlikni konvektiv ko‘chishi. Issiqlikni nurlanish orqali ko‘chishi. Issiqlik ko‘chishining miqdoriy ko‘rsatkichlari. Issiklik oqimi. Issiqlik oqimining zichligi Issiqlik apparatlarini loyihalash va qurish uchun uning vazifasini. ishlash uslubini va u erda bo‘ladigan issiqlik uzatish jarayonlarini bilish kerak. Issiqlik uch xil usulda: issiqlik o‘tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish usulida uzatiladi. Har bir texnologik jarayonlarning bajarilishida issiqli energetik qurilmalari qo‘llaniladi. Issiqlik energetik qurilmalari energiyani bir turdan ikkinchi turga aylantirib beradi. Issiqlik texnikasini o‘rganish jarayonida aniq masalalarni hisoblash. ifodalarni keltirib chiqarish va ular orasidagi bog‘lanishlarni aniqlashda matematika fanining o‘mi kattadir. Jismlarni, hodisalar va jarayonlarni o‘rganishda, tahlil qilishda fizika va kimyo fani bo‘vicha bilimlar talab etiladi. Issiqlik texnikasi fanidan olingan bilimlar faqat fan-texnika taraqqiyoti uchun zarur bo‘libgina qolmay, balki ozod va obod Vatan, erkin va farovon hayot qurish, mustaqil Respublikamiz ravnaqi uchun intellektual saviyasi keng, axloq-odobli barkamol insonni tarbiyalashga ham o‘z hissasini qo‘shadi. Issiqlik texnikasining yuqori temperaturalar sohasida, nurli issiqlik almashish o’zining jadalligi bilan boshqa issiqlik almashinuv usullaridan ustun turadi. Shuning uchun yuqori temperaturalarda ishlaydigan agregatlarni yaratishda, nurli issiqlik almashishidan yuqori darajada foydalanishni e’tiborga olish lozim. Bu avvalo, qozon qurilmalariga, sanoat pechlariga taalluqlidir. Qurilish materiallari korxonalarida, tsement, ohak, shamot va boshqa meteriallarni ishlab chiqarishda bunday pechlar keng qo’llanilmoqda.Issiqlik bir jismdan ikkinchisiga nur orqali uzatilish jarayoni nurli issiqlik almashinuvi deyiladi. Issiqlik nurlarining tarqalishi bu jism ichki energiyasining elektromagnit to’lqin energiyasiga aylanishidir. Temperaturasi absolyut noldan farqli bo’lgan hamma jismlar nur tarqatadi. Nurlanish energiyasi asosan nur tarqatayotgan jismning fizik xossalari va temperaturasiga bog’liqdir. Elektromagnit to’lqinlar bir-biridan to’lqin uzunligi yoki tebranish chastotasi bilan farqlanadi. Agar to’lqin uzunligi , tebranish chastotasini N bilan belgilasak, u holda barcha nurlar uchun vakuumdagi tezlik w=N=310^8 m/s bo’ladi.Nur energiyasini tashuvchi zarra sifatida foton qabul qilingan. Foton (yunon rhos(rhotos) – yorug’lik) harakatlanayotgan vaqtda ma’lum massaga ega, tinch holatda uning massasi nolga teng bo’ladi.Nurlar orasida ko’zga ko’rinadigan (=0,40,8mkm) va infraqizil (=0,8800 mkm) nurlar ko’p miqdorda issiqlik energiyasini eltganligi sababli ular issiqlik nurlari deyiladi. Ko’pchilik qattiq va suyuq jismlar 0 dan  gacha oraliqda bo’lgan barcha to’lqin uzunligidagi energiyani chiqaradi, ya’ni bu jismlarning nurlanish spektrlari yaxlit (tutash) bo’ladi. Ba’zi jismlar uzlukli spektrli, ya’ni faqat muayyan to’lqin uzunliklar oralig’ida energiya nurlantiradi. Ularga qizdirilgan gazlar va bug’lar kiradi.Nur chiqarayotgan jismning faqat temperaturasi va optik xossalari bilan aniqlanadigan nurlanish issiqlik nurlanishi deyiladi.Jismga yutilgan issiqlik nurlari atom va molekulalarning tartibsiz issiqlik harakat energiyasiga aylanadi va jismning temperaturasini oshiradi.Issiqlik nurlanishini tavsiflaydigan asosiy kattaliklarga quyidagilar kiradi: nuriy oqim Q, nurlanish zichligi Ye va nurlanish jadalligi (oqimning Spektral zichligi) J. Vaqt birligi ichida, to’lqin uzunligi  dan +d bo’lgan oraliqda mos bo’lgan nurlanish energiyasiga oqimning monoxromatik nurlanishi Q deyiladi. Spektrning 0 dan  gacha oraliqdagi to’lqin uzunliklariga mos bo’lgan barcha nurlanishga integral yoki nuriy oqim Q deyiladi.Jismning yuza birligidan barcha yo’nalishlar bo’yicha nurlanayotgan nurli oqimga jismning integral nurlanish zichligi deyiladi. E=dQ/dF (10.1) Nurlanayotgan jismning barcha yuzasi bo’yicha tarqalayotgan nurli oqim: Q ISSIQLIK UZATISH ASOSLARI Jicmlar orasidagi issiqlik almashinuvi va issiqlikning bir jism ichida tarqalish jarayonlarining qonuniyatlarini o’rganadigan fan issiqlik uzatish deyiladi. Issiqlik uzatish, termodinamika bilan birgalikda issiqlik texnikasining nazariy asosi hisoblanadi. Issiqlik almashinuv qonunlarini o’rganish mashina, Dvigatel, apparat va shu kabilarning ish jarayonlarida vujudga keladigan issiqlik oqimlarini boshqarish uchun zarur. Issiqlik uzatish nazariyasida ikkita asosiy masala ko’riladi. Berilgan sharoitda bir jismdan boshqa jismga uzatiladigan yoki jismning bir qismidan ikkinchi qismiga o’tadigan issiqlik miqdorini aniqlash. Issiqlik almashinuv jarayonida ishtirok etayotgan jismning turli qismlaridagi temperaturani aniqlash. Temperaturalar farqi issiqlik almashinuvining zaruriy va yetarli shartidir. Issiqlik uch xil usulda: issiqlik o’tkazuvchanlik, konvektsiya va nurlanish yoki radiatsiya usulida uzatiladi. Bu issiqlik almashinuv usullari bir-biridan tubdan farq qilib, turli xil qonuniyatlarga bo’ysunadilar. Issiqlik o’tkazuvchanlik – jismning turli temperaturali ayrim qismlari bir-biriga bevosita tekkanda issiqlik energiyasining tarqalish jarayoni.Konvektsiya – bir tekis isimagan suyuqlik yoki gazning harakati va aralashishi natijasida issiqlik uzatish jarayoni. Nurlanish (nuriy issiqlik almashinuvi) – energiyaning elektromagnit to’lqinlar vositasida uzatish jarayoni. Nurlanish bilan issiqlik uzatilishida energiya ikki marta aylanadi: nurlanayotgan jismi sirtida issiqlik energiyasi nuriy energiyaga va nuriy issiqlikni yutayotgan jism sirtida nuriy energiya issiqlik energiyasiga aylanadi. Jismlar orasidagi issiqlik almashinuvida, odatda shu uchala usulning hammasi bir vaqtda sodir bo’ladi. Uchala usulning birgalikda amalga oshishi murakkab issiqlik almashinuvi deb aytiladi. Murakkab issiqlik almashinuvi qonunlarini o’rganish nihoyatda qiyin masala. Shu sababli issiqlik uztilishini turli usullari ayrim-ayrim hollarda ko’rib chiqiladi. Issiqlik almashinuv jarayonlari barqaror (statsionar), shuningdek, beqaror (nostatsionar) holatda borishi mumkin. Jismning istalgan nuqtasida temperatura vaqtga bog’liq bo’lmaydigan holat statsionar issiqlik holati, vaqtga bog’liq bo’lgan holat nostatsionar holat deyiladi.

2