Nazarova Shohida Erkinovnaning quyosh uylarining

.

Hosil qilingan sistemani eng umumiyroq ko’rinishga keltirish mumkin.
.
Bu yerda


Progonka koeffitsiyentlari

formulalar yordmida topiladi. So’ngra temperaturaning noma’lum maydoni ifodadan topiladi.
Endi esa sof oshkormas sxemani qaraymiz:

bunda

Shunday qilib, xususiy xosilalarni chekli ayirmalar bilan approksimatsiyalash natijasida quyidagi chiziqli algebraik tenglamalar sistemasini hosil qilamiz:
(2.2.9.)
.
Bu yerda

Shu bilan birga (2.2.1) formula yordamida hisoblanadi, masalan
(2.2.9.) - sistemaga chegara shartlarining chekliayirmali analoglari

ni qo’shib ayirmali yopiq masalani hosil qilamiz.
Ko’rinib turibdiki, hosil qilingan tenglamalar sistemasi chiziqli bo’lmagan tenglamalar sistemasidir, shuninguchun ham bu sistemani yechish uchun oddiy iteratsiya metodidan foydalanamiz. Bu metod quyidagidan iboratdir: vaqtning har bir qadamida biz temperatura maydonini aniqlaymiz. Bu jarayon λ ning o’zgarishi bilan ham o’zgarmaydigan holatga kelguncha davom ettiriladi, ya’ni
(2.2.10.)
.
bu yerda s- iteratsiya nomeri.
(2.2.11.)
Bunda -hisoblash aniqligi. (2.2.11.) - shart bajarilsa, u holda .


2.3. Konvektiv issiqlik almashinuvi.
Odatda gaz va suyuqlik qattiq jism sirtiga tegib harakatlanganda isiydi yoki soviydi. Masalan: qizdirilgan pech va uning mo’risiga sirpanib tegib o’tadigan havo yoki suyuqlik isiydi. Qozonhonadan trubalarga uzatiladigan issiq suv yoki bug’ shu trubalarni va batareyalarni qizdiradi. Honadagi havo qizigan trubalarga va batareyalarga tegib isiydi, hamda xonani isitadi va h.k. Qattiq jism sirti bilan suyuqlik yoki gaz (havo) orasida sodir bo’ladigan bu hodisaga issiqlik almashinuvi deyiladi [26].
Agar issiqlik uzatiladigan (qattiq jism) devorning temperaturasi T_d va shu devorni sirti bilan o’zaro sirpanib o’utadigan issiqlik tashuvchi (gaz, havo, suyuqlik)ning temperaturasi T_c bo’lsa, u holda qattiq jismdan beriladigan issiqlik konvektiv issiqlik almashinuv miqdori Q, issiqlik almashinuv sirti F ga proporsional bo’ladi:
. (2.3.1.)
Bu formulaga Nyuton-Rixmanning issiqlik almashinuv formulasi deyiladi. Bunda issiqlik almashinuvi qattiq jism sirtidan suyuqlik yoki gazga va aksincha bo’lishi mumkin.
(2.3.1.) - formuladagi α-issiqlik berish koeffitsiyenti deyiladi va larda o’lchanadi. Bu koeffitsiyent konvektiv issiqlik almashinuv intensivligini bildiradi. (2.3.1.) - formuladan
. (2.3.2.)
ko’rinishida ifodalanadi. α-issiqlik berish koeffitsiyentining qiymati turli nuqtalarda turlicha bo’ladi.
Agar issiqlik tashuvchi gazsimon yoki suyuq moddalar qattiq jism devorlari bilan o’zaro ta’sirlashadigan bo’lsa. bunda sodir bo’ladigan konvektiv issiqlik almashinuvidagi solishtirma issiqlik oqimini Furye quyidagi tenglama orqali aniqlash mumkinligini ko’rsatdi:
, (2.3.3.)
bu yerda λ - issiqlik tashuvchi (gaz yoki suyuqlik) ning issiqlik uzatish koeffinienti, ; n - qizdirilgan yuzaga nisbatan normal; - issiqlik tashuvchi temperatura o’zgarishining normalga nisbatan gradienti deyiladi.
(2.3.3.) - formula differensial tenglama yordamida ifodalanadi va keltirib chiqariladi. Dastlab (2.3.2.) - formulaning asoslanishini 2.3.1-chizma yordamida tushuntirish mumkin.

2.3.1-chizma. Issiqlik tashuvchining chegara qatlami.
Ko’p sonli tajribalar shuni kursatadiki, qizigan devor yaqinida issiqlik tashuvchining oqimi muallaq bo’lib, devordan δ uzoqlikda oqim turbulent rejimni oladi. Chunki δ qatlamda issiqlik tashuvchining temperaturasi vaqt bo’yicha tez uzgarib boradi. Bu qatlamga yopishqoq qatlam oqimi deyiladi. Shuning uchun bu qatlamda konvektiv issiqlik almashinuvi sodir bo’lmaydi, ya’ni issiqlik oqimi devordan issiqlik uzatish bilan beriladi. Demak issiqlik o’zgarishining gradiyent
_, (2.3.4.)
ga teng bo’ladi. (2.3.4.) ni (2.3.3.) ga qo’yib
, (2.3.5.)
ni hosil qilamiz. Bunda bilan belgilanadi va issiqlik berish koeffitsiyenti deb ataladi. (2.3.5.) va (2.3.1.) - formulalarni o’zaro tenglashtiramiz:
,
yoki
, (2.3.6.)
Ushbu formulaga konvektiv issiqlik berish koeffitsiyentini aniqlashning matematik ifodalanishi deyiladi.
Gazlarda va suyuqliklarda tabiiy va majburiy konvektiv issiqlik almashinuvi farqlanadi. Issiqlik oqimi nasoslar, shamol haydagich yoki shamol yordamida majburiy harakatga keltiriladi. Tabiiy issiqlik oqimi suyuqlik va gazlar qizigan qattiq jism bilan ta’sirlashganda hosil bo’ladi
Issiqlik kengayishi intensivligi temperaturaning hajm kengaish koeffitsiyenti
, (2.3.7.)
yordamida harakterlanadi. Bu yerda suyuqlikning solishtirma hajmi. Gazlar uchun hajm kengaish koeffisiyentini 1834-yilda Klapeyron tomonidan quyidagi ko’rinishda tavsiya etiladi:
. (2.3.8.)
Tomchisimon suyuqliklar (masalan, gelioteplisa, gelioparnik, gelio suv chuchitgich qurilmalarining tiniq yuzalarining sirtida hosil bo’ladigan tomchi-kondensatlar) uchun temperaturaning hajmiy kengayishi koeffitsiyenti gazlardagiga nisbatan kichik bo’ladi:
. (2.3.9.)
Issiqlik tashuvchining zichliklar farqi
, (2.3.10.)
bilan ifodalanadi. Tomchini muallaq saqlab turishidan kutaruvchi kuch F_k Arximed itaruvchi kuchi va og’irlik kuchi ning algebraik yigindisiga teng bo’ladi:
. (2.3.11.)
Bu kutaruvchi kuch isigan suyuqlik yoki gaz (havo) ni yuqoriga tomon tabiiy ravishda ko’tarilishiga ta’sir etadi. Sovigan suyuqlik yoki gaz tabiiy ravishda pastga va qizigan suyuqlik yoki gaz tabiiy ravishda yuqori tomonga harakatlanadi. Ammo suyuqlik yoki gazni ichki ishqalanish koeffitsiyenti dinamik yopishqoqlik koeffisiyenti ya’ni va kinematik yopishqoqlik koeffitsiyenti ga bog’liq bo’ladi. Shuning uchun issiqlik tashuvchini majburiy konveksiyaga o’tkazish bilan issiqlik almashinuvini intensivligiga erishish mumkin.
Termosifon sistemalarda gidrodinamik va issiqlik almashinuv qatlamlarida jarayonlar issiqlik tashuvchining tezligi ga va tempsraturasi larga bog’liq bo’ladi
Plastinka sirtiga yakii zonada suyuqlik zarralari yopishqoqlik tufayli tezlik juda kichik. oqim qatlamida esa ω_c ga teng bo’ladi. Suyuqlik oqimining bu katlamiga gidrodiiamik chegara qatlam deyiladi va u noldan ω_c gacha ortib boradi, hamda qalinligi δ_m ga teng bo’lib, tezligi 0,99ω_c ga teng bo’ladi.
Suyuqlik oqimining chegara qatlami δ_m ga tenglashgangacha bo’lgan zonada oqim laminar rejim bilan harakatlanadi. X-X_kp holatgacha masofada suyuqlik oqimi laminar bo’lib, o’tuvchi chegara qatlami zonasidan keyin suyuqlik oqimi uyurma shaklda harakatlana boshlaydi. Bu zonada plastinka va suyuqlik temperaturalarini o’zgarishi Q = t - t_c yoki 0,99 (t_c-t_g) ga teng bo’ladi. Laminar oqimda issiqlik o’tkazuvchanlik yo’li bilan issiqlik suyuqlikdan plastinkaning ko’ndalang devorlariga tomon uzatiladi. Ammo oqim qatlami bo’ylab uzatiladigan issiqlik bir xil bo’lmaydi. Tashqi (chetgi) chegara qatlamlarda uzatiladigan issiqlik oqimining zichligi nolga teng bo’ladi. Oqim markazi qatlamlariga tomon qiymati o’zgarib boradi, ammo oqim qatlami bo’yicha s ning qiymati bir hil bo’ladi. Shuningdek, issiqlik uzatish jarayoni yassi devorda bo’lgani singari plastinka qalinligi va temperaturalar farqi t_c, t_g lar orqali aniqlanadi, ya’ni:
. (2.3.12.)
Bu formulani (2.3.1.) va (2.3.2.) formulalar bilan tenglashtiramiz:
,
_,
. (2.3.13.)
Plastinkada oqadigan suyuqlikni laminar rejimida -issiqlik berish koeffitsiyenti bir xil qiymatga ega bo’ladi, ammo oqimning o’tish zonasida issiqlik berish koeffitsiyenti kamayib boradi. Agar oqimning rejimi turbulent bo’lsa. issiqlik berish-issiqlik uzatish va konvektiv issiqlik uzatish orqali intensiv amalga oshadi, hamda oqim qatlami ortib borishi bilan issiqlik koeffitsiyenti ham kamayib boradi.
(2.3.13.) - formuladan ko’rinib turibdiki, gazlarda issiqlik berish koeffitsiyenti kichik qiymatga ega bo’lib, tomchisimon suyuqliklardagi issiqlik uzatishdan ham kichik bo’ladi. Suyuqliklar va metallardagi issiqlik uzatishdan esa undan ham kichik bo’ladi.
α ning gazlardagi, jumladan havodagi qiymati ga teng bo’ladi. Havoning majburiy harakati sekundiga bir necha metr bo’lganda atrofida bo’ladi. Agar jismning sirti tomchi oqimi bilan yuviladigan bo’lsa, u holda issiqlik berish koeffitsiyentining qiymati atrofida bo’ladi. Suyuqlik quvurning perimetri bo’ylab oqadigan bo’lsa. oqimning rejimi dastlab devor yaqinida laminar bo’lib, keyin stabillashadi va turbulent holatni egallaydi.
Nurlanish yo’li bilan issiqlik almashinish. 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, sement, ohak, klar 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 [28]. Issiqlik nurlanishini tavsiflaydigan asosiy kattaliklarga quyidagilar kiradi: nuriy oqim Q, nurlanish zichligi E 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.
. (2.3.14.)
To‘lqin uzunligining cheksiz kichik orlag‘ida tarqalayotgan oqim zichligini, shu oraliq kattaligiga nisbati oqimning spektral zichligi (jadalligi) deyiladi:
. (2.3.15.)
Jism sirtiga tushgan barcha nuriy energiya Q ning bir qismi Q_Ajismga yutiladi, bir qismi Q_R undan qaytadi, qolgan qismi Q_D esa, jism orqali o‘tib ketadi, ya’ni
. (2.3.16.)
Nurlanish energiyasini tarqatish, yutish, qaytarish va o‘tkazish jarayonlarining yig‘indisiga nurli issiqlik almashish deyiladi.

Xulosa.

Mazkur bobni tahlil qilib, quyidalarni xulosa qilish mumkin:
1. Chekli ayirmalar usulining asosiy g’oyasi bu xususiy hosilali differensial tenglamani unga mos chiziqli algebraik tenglamalar sistemasiga aylantirishdan iborat. Bu sistemaning yechimi izlanayotgan funksiya uchun taqribiy yechimni beradi. Bu usulning asosiy bosqichlari quyidagicha:
a) O’rganilayotgan sohani yoki uning biror elementini qoplovchi to’rni tuzish.
b) Hosil qilingan to’rda dastlabki xususiy hosilali differensial tenglamaga va uning qo’chimcha shartlariga mos chekli-ayirmali approksimatsiya qurish.
c) Tuzilgan chekli-ayirmali approksimatsiya asosida chiziqli algebraik tenglamalar sistemasini tuzish va uni yechish.
2. Murakkab shaklga ega bo‘lgan jismlarni issiqlik o‘tkazuvchanligini hisoblashda, odatda, alohida elementlar bo‘yicha hisoblash olib boriladi. Lekin, bunday usul ham taxminiy xarakterga ega. Shuning uchun, murakkab ob’yektlarning issiqlik o‘tkazuvchanligi haqidagi aniq ma’lumotlar tajriba yo‘li bilan olinadi. Agar devor temperaturasi har xil joylarda turlicha bo‘lsa, u holda devorning hisoblangan o‘rtacha temperaturasini aniqlash lozim.
3. 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.

III. ENERGOSAMARADOR “QUYOSH UYLARI” DA ISSIQLIK-FIZIK JARAYONLAR TAHLILI.

1.