|
Issiqlik o׳tkazishning asosiy tenglamasi
Issiqlik almashinish jarayonlarida issiqlik bir muhitdan ikkinchisiga o׳tadi. Ko׳pincha issiqlik tashuvchi
agentlar bir-biridan devor orqali (qurilma yoki quvurning devori va hokazo) ajratilgan bo׳ladi. Harorati
yuqori bo׳lgan muhitdan harorati past bo׳lgan muhitga biror devor orqali issiqlikning berilishi
issiqlikning o׳tishi deb ataladi. Bunda berilgan issiqlikning miqdori Q
issiqlik o׳tkazishning asosiy
tenglamasi orqali topiladi:
τ
F
Kt
Q
ўрт
=
(19.1)
bu yerda,
K — issiqlik o׳tkazish koeffitsienti;
ўрт
t
∆
— issiq va sovuq muhit haroratlarining o׳rtacha
farqi; F
— muhitlarni ajratuvchi devor yuzasi;
τ
— jarayonning davomiyligi. Uzluksiz ishlaydigan
turg`un jarayonlar uchun (19.1) tenglamadan
τ
hisobga olinmaydi. U holda,
F
Kt
Q
ўрт
=
(19.2)
K ning qiymatini topish uchun issiq muhitdan sovuq muhitga tekis devor orqali issiqlikning o׳tish
jarayonini ko׳rib chiqamiz (19.1-rasm).
60
Turg`un jarayonlar uchun birinchi muhit markazidan devorga berilgan, devordan o׳tgan va devordan
ikkinchi muhit markaziga berilgan issiqlikning miqdori o׳zaro teng, ya’ni:
(
)
(
)
−
=
−
=
−
=
F
t
t
Q
F
t
t
Q
t
t
Q
г
г
г
г
M
)
(
2
2
2
2
1
1
1
1
α
δ
λ
α
(19.3)
61
19.1-rasm. Issiq muhitdan sovuq muhitga tekis devor orqali issiqlik o׳tish jarayonining sxemasi.
bu erda,
1
α
— harorati yuqori muhitdagi issiqlik berish koeffitsienti;
1
M
t
— issiq muhit markazidagi
harorat;
1
г
t — devor yuzasining issiqlik muhiti tomonidagi harorat;
λ — devor materialining issiqlik
o׳tkazuvchanlik koeffitsienti;
δ — devorning qalinligi;
2
г
t — devor yuzasining sovuq muhit tomonidagi harorati;
2
α — harorat past muhitdagi issiqlik
berish koeffitsienti;
2
M
t
— sovuq muhit markazidagi harorat.
(19.3) ifodalardan quyidagilarni olish mumkin:
⋅
=
−
⋅
=
−
⋅
=
−
F
Q
t
t
F
Q
t
t
F
Q
t
t
M
г
г
г
г
M
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
α
λ
δ
α
(19.4)
(19.4) tenglamalarning chap va o׳ng tomonlarini o׳zaro qo׳shamiz:
+
+
=
−
2
1
2
1
1
1
α
λ
δ
α
F
Q
t
t
M
M
(19.5)
Yoki
(
)
2
1
2
1
1
1
1
M
M
t
t
F
Q
−
+
+
=
α
λ
δ
α
(19.6)
(19.2) va (19.6) tenglamalarni o׳zaro solishtirish natijasida tekis devor uchun quyidagi ifodalarni olish
mumkin:
2
1
1
1
1
α
λ
δ
α
+
+
=
K
(19.7)
yoki
62
2
1
1
1
1
α
λ
δ
α
+
+
=
K
(19.8)
Issiqlik o׳tkazish koeffitsientiga teskari bo׳lgan qiymat
K
1
issiqlik utishining termik qarshiligi deb
yuritiladi.
1
1
α
va
2
1
α
qiymatlar issiqlik berishning termik qarshiliklarini,
λ
δ
esa devorning termik qarshiligini ifodalaydi. Issiqlik o׳tkazish koeffitsienti quyidagi o׳lchov
birligiga ega:
⋅
=
⋅
⋅
=
∆
=
K
m
Вт
с
град
m
ж
t
F
Q
K
r
o
2
2
`
τ
Shunday qilib, issiqlik o׳tkazish koeffitsienti K harorati yuqori bo׳lgan muhitdan harorati past bo׳lgan
muhitga vaqt birligi ichida ajratuvchi devorning 1 m
2
yuzasidan muhitlar haroratlari farqi 1 gradus
bo׳lganda o׳tkazilgan issiqlikning miqdorini bildiradi.
Ko׳p qatlamli devordan issiqlik o׳tish jarayonida har bir qatlamning termik qarshiliklari hisobga olinadi.
Bu holda A" ning qiymati quyidagi tenglama bilan topiladi:
∑
=
+
+
=
n
i
i
i
K
1
2
1
1
1
1
α
λ
δ
α
(19.9)
bu yerda, i — qatlamning tartib soni; n — qatlamlar soni.
Kimyoviy texnologiyada ko׳pincha issiqlik quvur yuzasi orqali o׳tadi. Silindrsimon yuzadan issiqlik
o׳tishining sxemasi 19.2-rasmda ko׳rsatilgan. Quvur ichida harorati
1
t
bo׳lgan issiq muhit bo׳lib, undan
issiqlik quvurning ichki yuzasiga beriladi (
u
a ). Quvur tashqarisida harorati
2
t
bo׳lgan sovuq muhit bor.
Quvur tashqi yuzasidan sovuq muhitga issiqlikning berilishi
T
a
. bilan ifodalanadi. Quvurning balandligi
L, ichki radiusini
u
r , tashqi radiusini esa
T
r
. bilan belgilaymiz. Silindrsimon yuzadan o׳tkazilgan
issiqlik miqdori quyidagi tenglama orqali topiladi:
(
)
2
1
2
t
t
K
Q
R
−
=
πτ
(19.10)
R
K
ning qiymati esa ushbu tenglama bilan hisoblanadi:
T
T
u
T
u
u
R
r
r
r
r
K
α
λ
α
1
lg
3
,
2
1
1
1
+
+
=
(19.11)
R
K
issiqlik o׳tkazishning chiziqli koeffitsienti deb ataladi. Agar K ning qiymati yuza birligiga
nisbatan olinsa,
R
K
ning qiymati quvur uzunligining birligiga nisbatan olinadi. Shu sababli
⋅
=
K
м
Вт
K
R
o׳lchov birligiga ega.
Qalin devorli silindrsimon yuzalarni, jumladan, katta qalinlikdagi izolyatsiya qatlami bilan
qoplangan quvurlarni hisoblashdagina (19.10) va (19.11) tenglamalardan foydalaniladi. Yupqa devorli
quvurlarni hisoblashda esa (19.2) va (19.7) tenglamalardan foydalanish mumkin.
63
Do'stlaringiz bilan baham: |
