Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

tg tм δ

7.5-расм. Конвектив иссиқлик алмашинишида ҳароратларнинг ўзгариши.

Конвекция икки турга бўланади (табиий ва мажбурий). Суюқликнинг «иссиқ» ва «совуқ» қисмларидаги зичликлар фарқи таъсирида табиий конвекция юзага келади. Мажбурий конвекция ташқи кучлар (насос, вентилятор, аралаштиргич) таъсирида ҳосил бўлади.

Суюқлик турбулент режим билан ҳаракат қилганида иссиқлик алмашиниш жараёни анча тез боради, ламинар режимда эса секин кетади.
Ньютон қонуни. Конвектив иссиқлик алмашинишнинг асосий қонуни Ньютоннинг совитиш қонуни ҳисобланади. Бу қонунга кўра, иссиқлик алмашиниш юзасидан атроф муҳитга (ёки, аксинча бирор муҳитдан қаттиқ жисм юзасига) берилган иссиқлик миқдори dQ деворнинг юзасига (dF), юза ва муҳит ҳароратларининг фарқига (t_g – t_м) ҳамда жараённинг давомийлигига (d_τ) тўғри мутаносибдир, яъни:

dQ = α (t_g – t_м) dFdτ , (7.28)

бу ерда α – иссиқлик бериш коэффициенти.

Иссиқлик бериш коэффициенти қуйидаги ўлчов бирлигига эга:
.

Узлуксиз иссиқлик алмашиниш жараёни учун (7.28) тенглама қуйидаги кўринишда бўлади:

Q = αF (t_g – t_м) . (7.29)

Иссиқлик бериш коэффициенти α деворнинг 1 м² юзасидан суюқликка (ёки муҳитдан 1 м² юзали деворга) 1 с вақт давомида, девор ва суюқлик ҳароратларининг фарқи 1⁰С бўлганда берилган иссиқликнинг миқдорини билдиради. Бу коэффициентнинг миқдори бир қатор катталикларга боғлиқ: суюқликнинг тезлиги w, унинг зичлиги ρ, қовушоқлиги , муҳитнинг иссиқлик-физик хоссалари (солиштирма иссиқлик сиғими с, иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти λ, суюқликнинг ҳажмий кенгайиш коэффициенти β), деворнинг шакли, ўлчами (қувур учун d – диаметр, L – узунлик) ва унинг ғадир-будурлиги ε₀.

Шундай қилиб иссиқлик бериш коэффициентининг қиймати куйидаги омилларга боғлиқ экан:

α = ƒ (w, ρ, μ, с, λ, β, d, L, ε₀) . (7.30)

Иссиқлик бериш коэффициентининг бир қатор омилларга боғлиқ бўлганлигидан, иссиқлик ўтказиш жараёнларининг барча кўринишлари учун α нинг қийматини ҳисоблаб чиқадиган умумий тенгламани олишнинг имкони йўқ. Фақат иссиқлик алмашинишнинг асосий жараёнлари учун тажриба натижаларини ўхшашлик назарияси ёрдамида қайта ишлаш орқали критериал тенгламаларни чиқариш мумкин. Бу критериал тенгламалар ёрдамида иссиқлик бериш коэффициентининг қиймати ҳисоблаб топилади.