Gazning zichligi. Gazning issiqlik berish qobiliyati

quvurlar:
^{Gr = 10}- 10’} 0,8 ^{0,25 l + u + l}
Quvur, plastina uzunligi.

Gr Pr > 109	0,15	0,33	/uer) 1
Gorizontal quvurlar:				Quvur diametri.
10 3< Gr Pr £ 103	0,18	0,125	1
10" < Gr Pr 5 10"	0,5	0,25	1
Laminar tartibli oqimdagi gorizontal plastina:				Plastina qisqa tomoni.
yuqoridan sovitiladi	0,54	0,25	1
pastdan sovitiladi	0,27	0,25	1

165

(11.9) formulada aniqlovchi harorat etib issiqlik tashuvchining hajm bo‘yicha va devor oldidagi o‘rtacha harorati olinadi:
t = 0 , 5 ( t r O- ( 11 -10)
1 1 .3 . Q aynash
Qaynash deganda, bug1 hosil bo'lish tushuniladi, u to'yinish haroratdan yuqori darajada qizdirilgan suyuqlik ichida suyuq va bug‘ fazalari ajralishida yangi erkin yuzalar paydo bo'lishini ta’minlaydi. Qishloq xo‘jalik ishlab chiqarishi issiqlikjarayonlarida qaynashda issiqlik berish ko‘p hollarda qozon qurilmalarida bug* generatsiyasida uchraydi. Ikki tartibli qaynashning — pufakli va plyonkali turlari mavjud. Pufakli qaynash davriy pufaklar paydo bo'lish va hajmiy pufaklarish shaklida yuzaga keiadi. Plyonkali qaynash deb, qizdirish yuzasida tekis plyonka hosil bo'lishi’ uning davriy ravishda suyuqlik
hajmiga yorib kirishiga aytiladi.
Bug' paydo bo'lish manbalari bo'lib suyuqlikda erigan va qaynashda paydo bo'layotgan pufaklar hisoblanadi. Ular davomiy qizdirish natijasida yuzaga keiadi. Bug' qizigan suyuqlikdan yuzalarda gaz pufaklardan tashkil topadi. Pufaklarning eng ko'p soni qizdirilayotgan yuzada yig'iladi. Paydo bo'layotgan bug' pufaklar hajm bo'yicha ko'payadi, ajraladi, suzib chiqadi va o'zining o'rnini qisman yangi paydo bo'layotgan pufakchalarga qoldiriladi. Suzib chiqayotgan bug' pufakchalari suyuqlik va uning issiqlik chegara qatlamini aralashtiradi, bu esa issiqlik berishni jadallashtiradi. Qizdirish yuzasi orqali qancha ko'p issiqlik oqimi zichligi uzatiisa, shunchalik bug' pufakchalari generatsiyasi (paydo bo'lishi) yuzaga keiadi va suyuqlik aralashishi jadallashadi. Buning oqibatida qaynashning pufakli tartibida issiqlik almashinish koeffitsiyenti ortadi (11.1- rasm). Shu bilan birga ma’lum issiqlik oqimi zichligida bug'ning pufakchalari shunchalik ko'p bo'ladiki, ular chaplashib tekis bug' plyonkasi hosil qiladi, natijada qaynashning plyonkali tartibi boshlanadi. Hosil bo'lgan bug' plyonkasi katta issiqlik qarshiligiga ega, shu sababli qaynashning pufakli tartibidan plyonkalisiga o'tilishda issiqlik koeffitsiyenti a ning qiymati keskin kamayishi kuzatiladi va shunga ko'ra issiqlik oqimi zichligi ham keskin kamayadi. Issiqlik berish mexanizmi (qonuniyati) ning pufakli qaynash taitibidagi plyonkaliga o'tish boshlanishida yoki plyonkalidan pufakli tartibga o'tish boshlanishidagi buzilishi issiqlik texnikasida qaynashda issiqlik berish krizisi deyiladi, pufakchali qaynashda
maksimal issiqlik oqimi zichligi imkoniyati — issiqlik oqimining
birinchi k r i t ik zichligi q^ deyiladi.
Issiqlik oqimi birinchi kritik zichligida yotganda harorat bosimi­ ning yana ortishi (devor va suyuqlik haroratlari farqi) boshlanishida issiqlik oqimi zichligining sezilarli kamayishiga ( 11 .1- rasm), natijada plyonkali qaynashda issiqlik oqimi zichligining minimal oqimi zichligining minimal imkon darajasiga yetishiga olib keiadi, bu holat issiqlik oqim ining ikkinchi k r itik zichligi q ^ deyiladi.
Issiqlik almashinishining keyingi jadallashuvi harorat bosimini ancha ko‘paytirish imkonini yaratishni talab etadi, bu o‘z vaqtida qizdirilayotgan devor va suyuqlik haroratlar farqini orttirishni talab etadi, qaysiki devor materialining issiqlikka chidamlilik imkoniyati bo'yicha chegaralanadi. Shu sababli amaliyotda bug‘ generatorlarida q < qu shartga javob beradigan ish tartibini ta’minlashga harakat qilinadi.
Qaynashda issiqlik koeffitsiyentini hisob- q,wt/m2 lash uchun ko'p sonli empirik bog‘lanishlar a,wt/(m2K)

taklif etilgan. Katta hajmda suyuqlikning 106
pufakchali qaynash tartibida erkin hara- 10
_{A- "}4kr 1

katlanish shartlarida quyidagi bog'lanish
_10' _ 1. ^? _{& Л}

to‘g‘ri bo‘ladi [15]:
^{Nu = C ■ Rem• Pr".} ( 11 .11 ) Bunda: Re=10‘5...104;
10
10'
Қг2
|\ ^1
Ў 1 cr ¹

Pr = 0,86 ... 7,6; u< 1 m/c, Nu = a - 1/
Я:
^{Re =} l / v t \ Pr = v j a c;
¹⁰0.1 1 10 100 1000
д т , к
11.1- rasm.

_{/ =} cc ■cr рс -Тт
(r - P t ) 2

Issiqlik oqimi zichligi

— tavsiflovchi o'lcham, m; va issiqlik berish

koeffitsiyentlarining

vk = q/(r- p b) — qaynashda bug'ning shartli tezligi , m/s; r — bug' paydo bo'lish solishtirma issiqligi, j/kg; q — qizdirilayotgan devor orqali issiqlik oqimi zichligi, W/(m 2 К); Л, a , v, ps — suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligi, kinematik quyushqoqligi va zichligi; a — suyuqlik —bug‘ chegarasida yuza taranglashuv koeffitsiyenti, N/m; p

qaynashda harakat bosimiga bogManishi:

1 — birfazali suyuqlikda issiqlik berish; 2 — pufakli qaynashda issiqlik
berish;

- bug zichligi, kg/m 3; T T - to yimsh 4 _ ptyonkaH
h aro rati, К, C, m, n tajriba qaynashda issiqlik
konstantalari. berish.


1 6 7

1 1 . 4 . K o n d e n s a t s i y a l a n i s h

Jismning gaz holatdan suyuq yoki qattiq holatga o'tishi kon­ densatsiya deyiladi. Qattiq holatga kondensatsiyalanish desublimatsiya deyiladi. To'yingan yoki qizdirilgan bug'ni kondensatsiyalash uni to'yinish haroratidan past haroratda sovitish bilan amalga oshiriladi. Kondensasiyalash bug'li yoki bug' —gazli hajmda, qattiq yoki suyuqlik yuzasida bug'ning ular bilan o'zaro kontaktda bo'lishida sodir etiladi. Jism yoki suyuqlik yuzasida kondensatsiya jarayoni kechishi har xil holatlari bo'ladi: plyonkali, tomchili yoki aralash.

P lyonkali kondensatsiyalanish deb, suyuq holatga konden- satsiyalanishning liofil (suyuqlik bilan yaxshi ho'llanadigan) yuzali qattiq jismda kondensatning tekis plyonkasi hosil bo'lishi bilan amalga oshadi. Tomchili kondensatsiya —bu kondensatsiyalanishda suyuqlik holati liofob (ho'llanmaydigan) yuzali qattiq jism yuzasida alohida kondensat tomchilari paydo bo'lishi bilan sodir etiladi. Aralash kondensatsiyalanishda suyuqlik holati qattiq jism yuzasida paydo bo'lishida yuzaning har hil uchastkalarida bir paytda ham plyonkali, ham tomchili kondensatsiyalanish sodir bo'ladi. Suyuqlikning aynan yuzasida bug' kondensatsiyalanishi (tomchi, oqim va boshqalar) kontaktli kondensatsiya deyiladi.
Qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi issiqlik almashinish uskunalarida bug' kondensatsiyasi issiqlik tashuvchi sifatida to'yingan suv bug'i ishlatilganida sodir bo'ladi: ko'ylakli issiqlik almashinish isitish apparatlari, bug' kaloriferlari, g'ilof quvurlari issiqlik almashinish apparatlar va boshqalar. Ko'rsatilgan apparatlar, qoida bo'yicha plyonkali kondensatsiyalanish tartibida sovitish yuzasining yaxshi ho'llanuvchanligi natijasida amalga oshadi. Plyonka kondensatsiyalanishda ajraladigan issiqlik sovitish devor va unda hosil bo'lgan kondensat plyonkasi orqali olinadi. Bu holda termik qarshilik kondensat plyonkasi termik qarshiligi va suyuqlik va bug' fazalari bo'linish chegarasida fazoviy o'tish qarshiliklaridan iborat: R = l / a = RL+Rr
Tomchili kondensatsiyalanishda plyonka termik qarshiligi bo'l­ maydi, shuning uchun R = \ / a = R( . Plyonkali kondensatsiyalanishda issiqlik almashinish koeffitsiyenti bir xil shartlarda ham tomchili kondensatsiyalanishdagidan bir tartibga yuqori bo'ladi. Plyonkali kondensatsiyalanishda issiqlik berish issiqlik almashinish yuzidagi plyonka qalinligiga, kondensatsiya tartibiga va suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligiga bog'liq. Issiqlik almashinish koeffitsiyenti qiymatiga kondensatsiyalanishda bug' tarkibidagi kondensatsiyalan- maydigan gazlar (masalan, havo) ishtiroki ham katta ta’sir ko'rsatadi,


168
bu issiqlik almashinish yuzasida gaz qatlami ekrani hosil bo'lishi va issiqlik almashinish koeffitsiyenti kamayishiga olib keiadi. Shunda, suv bug'ida hajm bo'yicha 1% havo bo'lishi issiqlik almashinish koeffitsiyentining 2,5 marta, 2% — 3,2 marta, 3,5% — 5 marta kamayishiga olib keiadi. Gorizontal bittalik quvurda harakat- lanayotgan bug'ning plyonkali kondensatsiyadagi issiqlik berish koeffitsiyenti quyidagi formuladan aniqlanishi mumkin [15]:
Nu = 0 J 2 B R e l lbR . ^ G a t m ' ( ^ ) " m (11.12)
Me

Bunda: Nu =Xd/ A c\ Re = u bd / v b; R e . = ^ ~ ; G a ^ g ^ / v ] ~

f Pcvс
Galiley kriteriyasi; d — quvur tashqi diametri; ub — kanalning qisqargan kesimida bug'ning o'rtacha tezligi; At = tT- t d — to'yinish va devor haroratlari farqi; r — kondensatsiyalanish issiqligi; g — erkin tushish tezlanishi; As, vb, pc — suyuqlikning issiqlik o'tkazuv- chanligi, kinematik quyushqoqligi va zichligi, vb — bug'ning kinematik quyushqoqligi; ц %, — suyuqlik va bug'ning dinamik quyushqoqligi; f l — kondensatsiyalanmaydigan gazlar aralashmasini hisobga oluvchi koeffitsiyent (toza bug' uchun 5=42; amaliy hisoblash uchun B= 30 qabul qilish tavsiya etiladi).
Gorizontal quvurlar bog'lami yuzasida bug' kondensatsiyalanishida issiqlik almashinish koeffitsiyenti a p bittalik quvumiki or, ga nisbatan kichik, sababi quvurlardan oqib tushayotgan kondensat qalinligi ortadi. a va a, koeffitsiyentlar nisbati quyidagicha: af /а , =0,84/и007.
Bundan — bir-birining ustiga joylashgan quvurlaming balandlik bo'yicha qatorlar soni.


11 .5 . Q ishloq xo‘jalik binolarida konvektiv issiqlik alm ashinish
Bino ichida havo uzluksiz harakatlanadi. Uning harakati erkin yoki majburiy bo'lishi mumkin.Tabiiy havo oqimlari hosil bo'lish shartlari to'sin yuzalari yoki isitish asboblari va bino ichki havosi hayvonlardan issiqlik ajralishi, pol isitilishi, bruder, taglik solinishi va boshqalar hisobidan hosil bo'ladigan harorat farqidan yuzaga keiadi. Binoga noizotermik havo oqimi uzatilganda issiqlik almashinish jarayoni oqimning bino ichki havosi bilan aralashish natijasida massa almashinish jarayoni bilan birga amalga oshadi. Issiqlik-massa almashinuvi jarayonlari saqlagichlarda, fermalarda va boshqalarda
169
mikroiqlimni ta’minlash uchun kerak. Bu jarayonlar qishloq xo‘jalik binolari hajmi cheklanishi va nisbatan yuqori darajada issiqlik va namlik ajralishiga ma’lum ta’sir ko'rsatadi.
Tabiiy konveksiya sharti uchun issiqlik almashinish koeffitsiyenti (11.11) tenglamadan aniqlanadi. Bunda haroratlar farqi va yuza o'lchamlari turbulent oqimi rejimiga javob beradi. Bu holda issiqlik almashinish koeffitsiyenti o^, W/(m2 K) ning o'rtacha qiymati uchun hisoblash qiymati ifodasi quyidagi ko'rinishga ega:
ak = 1,6637д/. (11.13)
Bunda: th - t — bino ichki havosining harorati th va to'sin yuzasining harorati t orasidagi haroratlar farqi, °C.
(11.13) formula vertikal yuzalar uchun o'rinli. ning o'rtacha qiymatini aniqlashda gorizontal joylashgan yuzalar uchun ham shunga o'xshash ifoda qo'llaniladi. Bu holda (11.13) formuladagi koeffitsiyent quyidagi qiymatlarga ega bo'ladi:
gorizontal yuza, yuqoriga qaratilgan: isitilgan — 2,16, sovitilgan
- 1,16;
gorizontal yuza, pastga qaratilgan: isitilgan — 1,16; sovitilgan — 2,16. To'sinlar ichki yuzasining majburiy konveksiya sharti binoni majburiy ventilyatsiyalab, shamollatishda yuzaga keiadi. To'sinning tashqi tomoni majburiy konveksiyasi shamol ta’sirida yuzaga keiadi. (11.13) ifodadan issiqlik almashinish koeffitsiyenti o'rtacha
qiymati uchun quyidagi hisoblash tenglamasi to'g'ri keiadi:
a = 5,94^* • (11.14)
Bunda: и — tezlik, m/s; x — tavsiflovchi o'lcham (masalan, devor balandligi), m.
A.A. Runovning ko'rsatmalaridan, chorvachilik binolari ichki yuzalari issiqlik almashinish koeffitsiyenti qabul qilinishi mumkin:
Vertikal to'sinlar uchun:
a =2,6(rA- g * /3; (11.15)
gorizontal yoki kam engashish burchakli to'sinlar uchun:
a =3,2 (/A- g ' / \ (11.16)
(11.15) va (11.16) formulalardagi koeffitsiyentlar qiymatlarining (11.13) tenglamadagiga nisbatan yuqori ekanligi chorvachilik binolarida to'sinlar ichki yuzalarida havo harakati katta ekanligi bilan tushuntiriladi.
Issiqxonalar tuproq yuzasidagi konvektiv issiqlik oqimi quwati: