Мавзу: Фазода иссиқлик тарқалиш усуллари

3. Иссиқлик ўтказувчанликнинг асосий қонуни
(Фурье қонуни)

Иссиқлик ўтказувчанликнинг асосий қонуни (Фурье қонуни) иссиқлик ўтказувчанлик натижасида юзага келадиган иссиқлик оқими билан муҳитда ҳароратлар ҳар хиллиги орасидаги миқдор жиҳатдан боғлиқликни ўрнатади. Уни ифодалаш учун муҳитда t + ∆t ; t ; t - ∆t ҳарорат кўрсаткичли изотермик сиртлар ажратамиз (Расм 8.1).

Изотермик юзада Р нуқтасини оламиз. Р нуқтадан изотермик сиртга нормаль ўтказамиз. Ҳарорат градиенти деб шундай вектор тушуниладики , унинг йўналиши ҳарорат ўсиши бўйича тўғри келади ва у ушбу йўналишда ҳароратдан олинган ҳусусий ҳосилага тенг:
grad t = (8.2)
б унда -бирлик вектори бўлиб, нормаль йўналишига ҳарорат ўсиши бўйича тўғри келади .
Иссиқлик ўтказувчанликнинг асо-сий қонунига кўра иссиқлик оқими зичлиги ҳарорат градиентига тўғри пропорционал:
t (8.3) бунда:
λ-пропорционаллик коэффициенти бўлиб, иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти дейилади, Вт/мК.
8.1-расм

Тенглама (8.3)нинг скаляр ёзилиши қуйидагича:

(8.4)
Тенгламалар (8.3) ва (8.4) даги манфий белгиси grad t ва векторлари-нинг қарама-қарши йўналганлини билдиради; grad t вектори ҳарорат ўсиши томонга йўналган, вектор -ҳарорат пасайиши бўйича йўналган .
(8.4) тенгламадан иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентини ифодалай-миз:
λ = - (8.5)
(8.5) тенгламани таҳлил қилиб, иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти λ нинг физик маъносини аниқлаш мумкин: иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти – бу ҳароратлар градиенти бирга тенг бўлганда бирлик изотермик юзадан бирлик вақтда ўтаётган иссиқлик миқдори.


4. Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти

Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти жисмнинг физик параметри бўлиб, унинг ўтказувчанлик ҳусусиятларини тавсифлайди. Унинг қийматлари тажриба усулида аниқланади ва иссиқлик–физик маълумот-номаларда келтирилади. Умумий ҳолда иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти жисм тури ,ҳарорати ва босими функциялари бўлади.

Газлар учун иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти λ = 0,006 ... 0,6 Вт/(мК) қийматларига эга бўлади, босим ошишига боғлиқ бўлмайди ва ҳарорат кўтарилиши билан қиймати ошади.
Суюқликлар учун иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти сон қийматлари λ= 0,007...0,7 Вт/(м К) ҳарорат ошиши билан, қоида бўйича, унинг қийматлари (сув ва глицериндан ташқари) босим ошиши билан ошади.
Қаттиқ материаллар иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти металл ва нометаллар (диэлектриклар) учун ҳар хил тартибга эга. Металлар яхши иссиқлик ўтказувчанликка эга ва λ = 3...450 Вт / (м К) қийматлари оралиғида бўлади. Қурилиш ва иссиқлик изоляция материаллари учун иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти λ = 0.023 ... 2.9 Вт/(мК) қийматларга эга.