Gazning zichligi. Gazning issiqlik berish qobiliyati

°C; F — idish devorining sirt yuzasi m2; or — issiqlik berish koeffitsiyenti W/ (m2 K). Uning aniqlanishi (10.2) tenglikdan kelib chiqariladi:


a -- . W
~ M ’ ni1 • К
Issiqlik oqimining zichligi q = Q/F, W/
m2 ekanligidan:
q = a ( td - t s). (10.4)
Issiqlik berish koeffitsiyenti a ning son qiymati o'zgaruvchan bo'lib, ko'pgina
omillarga bog'liq bo'ladi: ]Q ; msm


151

1. 
   Suyuqlik yoki gazning fizik xususiyatlariga, ya’ni zichligi, qovushoqligi, issiqlik sig‘imi, issiqlik o'tkazuvchanligi va hokazoga.
   
2. 
   Idish devoriga nisbatan suyuqlik yoki gazning tezligiga. Nisbiy tezlikning ortib borishi bilan a ortib boradi (masalan, piyoladagi yoki chelakdagi issiq choyni aylantirilib turilsa, choyning tez sovishi ma’lum).
   
3. 
   Idish devorining shakliga.
   
4. 
   Idish devorining sirt tekisligiga.
   
5. 
   Idish devoriga tegib harakatlanayotgan suyuqlikning oqish turiga (turbulent yoki laminar).
   

Yuqoridagi sabab (omil) larga ko‘ra a ning son qiymati fizik kattalildar jadvallariga berilmaydi, balki har bir aniq holat uchun tajriba yo'li bilan aniqlanishi kerak yoki taxminiy qiymatini
«o‘xshashlik nazariyasi» yordamida hisoblab topish mumkin.
Suyuqliklar (gazlar) ning erkin harakati holatida issiqlikning berilishi deb, isigan va sovuq gazlar (suyuqliklar) zichliklarining har xilligi hisobiga sodir bo'ladigan issiqlik almashinuviga aytiladi. Bunday tabiiy konveksiya usulida xonalaming isishi, idishdagi suv yoki suyuqliklaming isishi, sovitkichdagi mahsulotlaming sovishi, atmos- fera havosining sovishi (isishi) va hokazolar sodir bo‘ladi.
Suyuqlikning qaynashi (bug'ga aylanishi) va bug'ning suyuqlikka aylanishi (kondensatsiya) da issiqlik almashinish. Qaynashjarayonida idish devoriga tegib tuigan suyuqlik qatlamining harorati to'yingan bug1haroratidan yuqoriroqbo'ladi. Bunday haroratlar farqini haroratlar bosimi deb yuritiladi. Harorat bosimining ortib borishi bilan qaynash jarayoni kuchayibjuda ko'p miqdorda bug' pufakchalari hosil bo'ladi. Bu pufakchali qaynash deyiladi (10,2- a rasm ).
Harorat bosimining ortib borishi natijasida bug' pufakchalari bir-biriga qo'shilib, yupqa qatlam (plyonka) hosil qiladi, bug'ning bunday berilishi plyonkali qaynash deyiladi 10.2- b, d rasmlarda haroratlar bosimi juda katta bo'lganda suyuqlik va idish devori tasvirlangan. Masalan, qizigan qozonga, dazmolga yoki pechga suv tomsa, oniy bug' plyonkasi hosil bo'ladi va suv tomchisini otib (sachratib) yuboradi.
Bug'ning suyuqlikka aylanishi (kondensatsiyadagi) issiqlik berilishi kondensatsiyalanish turiga bog'liq bo'ladi. Kondensatsiyalanish plyonkasimbn yoki tomchisimon bo'lishi mumkin (10.3- rasm).
Ma’lumki, bug' tegib turgan idish devorining harorati (td) bug' harorati (tb) dan ancha past bo'lganida kondensatsiya sodir bo'ladi, ya’ni tb > tf Suv bug'ining kondensatsiyalanishi ko'pincha plyon- kasimon bo'ladi, tomchisimon kondensatsiyalanish bo'lishi uchun idish devori moylangan bo'lishi kerak.
152
10.2- rasm. Qaynashda issiqlik berilish sxemasi.

/ / / / / / / / / 77 7 Г / 7 7 .
U
/ / ? / / / / 7 7 / / / 7 7 / / / 7 ? / / /
t»

10.3- rasm. Kondensatsiyalanishda issiqlik berish sxemasi.

1 0 .3 . Gidrodinam ik, issiqlik va diffuzion c h e g a ra q a tlam lar

Issiqlik berish jadalligi suyuqlikning issiqlik almashinish yuzasiga nisbatan harakatlanish tavsifiga bogMiq boMib, laminar yoki turbulent harakatli boMishi mumkin. Laminar harakat deb, shunday harakatga aytiladiki, bunda suyuqlik zarralarining statsionar (turg‘un) trayek- toriyasi yuzaga keiadi. Laminar tartibli oqimda suyuqlik zarralari bir-biriga aralashmasdan, kanal dcvorlariga va boshqa zarralar trayektoriyasiga parallel harakatlanadi. Turbulent tartibli harakatda zarralar trayektoriyalari xaotik o'zgaruvchan boMadi. Bu holda oqimda muntazam ravishda pulsatsiyali tezlik, bosim va boshqa ko'rsatkichlar yuzaga keiadi, bu esa o'z vaqtida suyuqlik zarralarining bir-biri bilan jadal aralashishiga olib kelacH.
Suyuqlik qo'zg'almas devorga nisbatan I arakatlanganda (laminar
yoki turbulent) devor yaqinida ishqalanish hisobiga suyuqlik harakati sekinlashadi. Devor yuzasidan ko'rilayotgan suyuqlik qatlami orasida­ gi masofa qancha kam bo'lsa, suyuqlik tezligi shuncha kam boMadi. Devor bilan tegib turgan yupqa suyuqlik qatlami, odatda, harakatsiz hisoblanadi (yopishish sharti). Yupqa qatlam va katta ko'ndalang tezliklar gradiyenti bilan tavsiflanuvchi quyushqoq suyuqlik oqimi doirasi ta’sirini doiraning bo'ylama o'lchamlariga taqqoslaganda
153

harakat miqdorining ko'ndalang siljishi kelib chiqadi, bu esa gidro­ dinamik chegara qatlam deb ataladi. Bu tushunchani birinchi bo'lib 1904- yilda L. Prandtl kiritdi. 10.4- rasmda suyuqlikning berilgan yuzaga nisbatan bo'ylama oqishida gidrodinamik qatlamning shakllanishi ko'rsatilgan. Kirish kesimida (x=0) va gidrodinamik chegara qatlami chegarasidan tashqarida x>0 bo'lganda buzilmas oqim kuzatilib, u devorga cheksiz kam ta’siri bilan tavsiflanadi.

Chegara qatlam qalinligi Spc koordinatasi o'sishi bilan oshadi, ya’ni suyuqlik harakatida quyushqoqlik ta’siri buzilmas oqimga kirib boradi. Devor yoni chegara qatlamida suyuqlik laminar, turbulent yoki bir tartibdan ikkinchi tartibga o'tish tartibida bo'lishi mumkin. Turbulent chegara qatlamida bevosita devor yonida yupqa qatlamli suyuqlik laminar harakati kuzatiladi — bu quyushqoq yoki lam inar qatlam osti deyiladi. Dinamik chegara qatlamida oqim turbulentli 1 va laminarli 2 bo'lishi mumkin (10.5- rasm). Oqim ko'rinishi va qalinligi (<5j va <5j) asosan reynolds soni Re bilan aniqlanadi.
Gidrodinamik chegara qatlam analogiyasi bo'yicha G. N, Krujilin issiqlik chegara qatlam tushunchasini kiritdi, unga ko'ra issiqlik chegara qatlam i deganda, quyushqoq issiqlik o'tkazuvchi suyuqlik oqimi doirasi tushunilib, u kichik qalinlikdagi (doiraning bo'ylama o'lchamlariga taqqoslaganda) va katta ko'ndalang haroratlar gradiyentli issiqlik siljishini yuzaga kelishini tavsiflaydi ( 10.6- rasm). Gidrodinamik yoki issiqlik chegara qatlam qalinligi deganda shunday shartli kattalik tushuniladiki, u devordan normal bo'yicha masofani aniqlaydi, bu masofa tezliklar yoki haroratning bo'ylama tashkil etuvchisiga to'g'ri keiadi va u berilgan aniqlikda o'zining chegaraviy qatlamiga devordan uzoqda, ya’ni, chegara qatlamdan farq qiladi: S* Sh. Gidrodinamik va issiqlik chegaraviy qatlamlar bilan bir qatorda diffuzion chegaraviy qatlam mavjud bo'lib, qaysiki aralashmada berilgan komponent konsentratsiyaning katta gradiyenti bilan tavsiflanadi. Bu gradiyent ta’sirida ko'rilayotgan komponentning
ko'ndalang siljishi yuzaga keiadi.
154

10.6- rasm.
yassi sirtning qizish qismi
10.7- rasm.

1 0 .4 . Konvektiv issiqlik aim ashinishning differensial tenglam alari

8.5- mavzuda qo‘zg‘almas muhitda issiqlik o'tkazuvchanlik differensial tenglamasi xulosasi keltirilgan, xuddi shu usulda harakatlanuvchi muhit uchun ham differensial tenglama keltirib chiqarish mumkin, bu tenglama energiya tenglamasi deb ataladi, u dekart koordinatalarida quyidagicha bo'ladi:

yoki
^dt — uv + — u„ + — v, - a

₊ dt dt dt
dr dx dy _dz
d2t d t ^{d2t л}
dx dy dz


(10.5)