Issiqlik o‘tkazuvchanlik

4.3. Silindrik devorning kritik diametri

Ma’lumki, issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti 0,2 Vt/(mgrad) dan kichik bo‘lgan materiallar issiqlik izolyatsiya materiallari deyiladi. Bunday materiallarga asbest, po‘kak, kigiz, yog‘och qipig‘i, shisha tolasi, torf va shunga o‘xshash materiallar kiradi. Quvurni izolyatsiyalash uchun ishlatilayotgan materiallarni issiqlik isroflarini kamaytirish shart-sharoitlarini ko‘rib chiqaylik. Silindrik quvur bir qatlamli izolyatsiya bilan qoplangan bo‘lsin. ₁, ₂, d₁, d₂, ₁, ₂, t₁ va t₂ lar o‘zgarmas bo‘lgan holda, termik qarshilik izolyatsiya qalinligi o‘zgarishi bilan qanday o‘zgarishini ko‘rib chiqaylik.

Ikki qatlamli Silindrik devorning termik qarshiligi tenglamasidan

izolyatsiyaning diametri d₃ ortishi bilan izolyatsiya qatlamining qarshiligi ham ortadi, lekin shu bilan bir vaqtda devordan tashqi muhitga issiqlik berishning termik qarshiligi kamayadi . Yuqoridagi tenglamani o‘ng qismidan d₃ bo‘yicha birinchi hosilani olib, uni nolga tenglaymiz:

U holda q=f(d₃) egri chiziqning ekstremalp nuqtasiga mos keluvchi kritik diametr quyidagi formuladan aniqlanadi:
(57)


9-rasm
Bu tenglamadan ko‘rinib turibdiki, izolyatsiyaning kritik diametri quvurning o‘lchamlariga bog‘liq emas ekan. U izolyatsiyaning issiqligi o‘tkazuvchanlik koeffitsienti qanchalik kam bo‘lsa, shunchalik kamayadi va ₂ kamayishi bilan ortadi. Yuqoridagi tenglamani R_ts bo‘yicha ikkinchi hosilasi noldan katta, demak, kritik diametr termik qarshilikning minimumiga va issiqlik oqimining maksimumiga muvofiq keladi (9-rasm). (57) tenglama taxlili shuni ko‘rsatadiki, d_iz ortsa, lekin d_kr dan kichik bo‘lib qolsa, u holda issiqlik isroflari ortadi va izolyatsiyasiz quvurning issiqlik isroflaridan ham yuqori bo‘ladi (AK egri chiziq).
d_iz=d_kr bo‘lganda (K nuqta) isroflar maksimal bo‘ladi. Izolyatsiya diametrini bundan keyingi ortishi bilan d_iz>d_kr, issiqlik isroflari d_iz=d_kr holga qaraganda kamayadi (BK egri chiziq). Faqat d_iz=d₃ bo‘lgandagina, issiqlik isroflari yana izolyatsiyalangan quvurning issiqlik isroflari kabi bo‘ladi. Demak, izolyatsiya samarali ishlashi uchun, kritik diametr izolyatsiyasiz quvurning diametridan kichik bo‘lishi d_kr d₂ kerak (9-rasm).
Shunday qilib izolyatsiya devorning issiqlik isroflarini kamaytirishi uchun

bo‘lishi lozim.
(39) tenglamadan ko‘rinib turibdiki, agar po‘lat quvur uchun =46 Vt/(mK) va ₂ =14 Vt/(m²K) bo‘lsa, u holda d_kr=246:14=6,6 m bo‘ladi.
Shunday qilib, metall quvurlar uchun kritik diametrning chegara qiymati nihoyatda katta bo‘lib, u metrlarda o‘lchanadi. Diametrning bundan keyingi ortishi esa, quvurdan uzatilayotgan issiqlikni kamayishiga olib keladi. Shu diametr chegarasida esa, metall quvurning qalinligi ortgan sari undan issiqlik ko‘proq issiq muhitdan sovuq muhitga uzatiladi. Agar quvur issiqlik izolyatsiya materialidan, masalan asbestdan (=0,167 Vt/(mK)) tayyorlangan bo‘lsa, u holda ₂ ning oldingi qiymatida

(₂=14 Vt(m²K))

d_kr=20,167:14=0,024m=24 mm bo‘ladi.

Ya’ni, tashqi diametri 24 mm dan ortiq bo‘lgan bunday quvurlar uchun, izolyatsiya qalinligi ortishi bilan issiqlik uzatish kamayadi.

Beton quvurlar uchun = 1,17 Vt/(mk) va ₂=14 Vt/(m²k) da d_kr160 mm bo‘ladi.