Навоий 2019 й. 1- маъруза кириш." Энергетика қурилмалари " фанининг асосий вазифалари ва предмети. Режа

9 - МАЪРУЗА
Иссиқлик алмашиниш асослари.


Режа:

1. 
   Иссиқлик алмаштириш усуллари. Иссиқлик ўтказувчанлик.
   
2. 
   Фурье қонуни. Иссиқлик ўтказувчанлки коэффициенти.
   
3. 
   Конвектив иссиқлик алмашиниши. Ньютон Рихман тенгламаси.
   
4. 
   Иссиқлик бериш коэффициенти. қайнашда ва конденцациялашда иссиқлик бериш.
   
5. 
   Иссиқлик алмашиниш аппаратлари. Иссиқлик алмашиниш аппаратларини хисоблаш ва таснифи. Иссиқлик алмашиниш аппаратларини иссиқлик баланси ва иссиқлик бериш тенгламаси. Иссиқлик ва урта ча харорат.
   

Иссиқлик утказувчанлик
Иссиқликнинг температураси юкори булган жисм сиртидан температураси пастрок булган жисмга утиш ходисаси иссиқликнинг узатилиши дейилади. Термодинамиканинг иккинчи конунига мувофик бу ходиса уз-узидан содир булади, яъни иссиқлик иссикроу жисмдан совукрок жисмга утади. Бунда иссиқлик окимининг вектори Т₂ дан Т₁ га йуналган булади, чунки Т₂>Т₁. иссиқлик хамма турдаги мухитда (суюк, каттик газ, вакуум) таркалади. Натижада иссик жисм совийди,совук жисм исийди. Бундай ходиса иссиқлик алмашинув дейилади. Демак хамма жисмларда иссиқлик энергия шаклида,жисмни ташкил этган заррачаларнинг харакати хисобига узатилади.Бундай ходиса иссиқлик утказувчанлик дейилади. иссиқлик утказувчанлик жисмлар уртасида температуралар фарки булганда мухитда узатилади. Бундай иссиқлик утказувчанликда иссиқликни зарралар ва молекулалар ташийди, деб каралади. Иссиқлик ташувчи агент жисм ичида, унинг кисмлари орасида, узаро тегиб турган иссик ва совук жисмлар орасида харакатланади деб фараз килинади.
Узатилган иссиқлик микдори тегиб турган сирт катталигига ва иссиқликнинг утиш вактига боглик булади. Бу катталик иссиқлик окимининг куввати дейилади ва у СИ улчов бирлиги системасида жгс, яъни Вт да улчанади.
Хамма нукталарда температураси бир хил (Ткcонст) булган сирт изотермик сирт дейилади. Температура майдонининг вектори изотермик сиртга тик йуналган булади. Температуранинг энг катта узгариши нормал (тик) йуналишда кузатилади. Изотермик сиртга тик туширилган нормал буйича температура узгаришининг нмасофага нисбати температура градиенти дейилади,яъни


(7.1)

Француз олими Фурье конунига мувофик иссиқлик утказувчанлик буйича узатилган иссиқлик окими зичлигининг вектори температура градентига мутаносиб:

(7.2)

бунда  - жисмнинг иссиқлик утказувчанлик коэффиценти (Втгмк);

 - коэффицент моддаларнинг иссиқлик утказувчанлик хоссасини ифодалайди, тенгламадаги ”минус” ишораси эса иссиқлик окими билан температура градиенти векторларининг йуналишлари карама-карши эканлигини билдиради, яъни температуранинг энг катта пасайиши томонга йуналганлигини англатади. Иссиқлик окимининг зичлиги қ_н исталган бирор йуналишдаги қ_н вектори билан нормал уртасидаги бурчак купайтмасига тенг;


(7.3)

Маълумки, градТcоск асосида ёзамиз:

(7.4)

Элементар дС юзадан ута перпендикуляр йуналишда утадиган иссиқлик окими куйидагига тенг булади:

(7.5)

Бу ифодани интеграллаб исталган С юзасидан утаётган тулик иссиқлик окимини аниклаш мумкин:

(7.6)

Моддаларнинг иссиқлик утказувчанлиги турлича ва уз навбватида, уларнинг иссиқлик утказувчанлик коэффиценти  кенг оралигидаги катталикларни кабул килади.

майдони бир улчамли, температура градиенти эса сКгНх га тенг




14,2- расм. Ясси бир катламли девор
2- Деворнинг иссиқлик утказувчанлиги
Девор оркали утадиган иссиқлик окимининг зичлигини топамиз ва температуранинг девор калинлиги буйича узгариш характерини аниклаймиз.
Девор ичида иккита изотермик сирт билан чегараланган, калинлиги их булган элементар ^атламни ажратамиз. Бу катлам учун Фурье тенгламаси куйидаги куринишда булади:

Узгарувчиларни бир-бирига булиб, куйидагини оламиз:

Бу тенгламани интегралласак,

Интеграллаш доимийси С чегаравий шартлардан аникланади.
Бинобарин, тенглама куйидаги куринишда булади:

Бу тенгламадан куриб чикилаётган девор оркали утувчи иссиқлик окимининг зичлигини аниклаш мумкин. (14-6) тенгламага х к8 кийматни куйсак бундан



Ясси деворда иссиқлик окимининг зичлиги иссиқлик утказувчанлик коэффициенти Х га. температуралар фарки (т_т—т₂) га тугри пропорционал ва девор калинлиги 8 га тескари пропорционал булади. Шуни назарда тутиш керакки, иссиқлик окими температуранинг абсолют киймати билан эмас, балки уларнинг фарки— иссиқлик босими билан аникланади. Ясси деворнинг иссиқлик утказувчанлигини хисоблаш формуласидир. У туртта катталикни узаро боглайди:



Исталган учта катталикнинг кийматини билган холда Туртинчисини хамма вакт топиш мумкин. Хг8 нисбат деворнинг иссиқлик утказучанлиги дейилади; унинг улчамлиги гвт|(м²•град)г.
Агар (14-7) тенгликни бошкача куринишда ёзсак, куйидагича булади:

Девор калинлигининг иссиқлик утказувчанлик коэффициентига нисбати 8г*. деворнинг термин каршилиги. дейилади.
(14-8) тенгликдан куриниб турибдики, нисбий иссиқлик окими температуралар фаркига тугри пропорционал ва деворнинг термик каршилигага тескари пропорционал. Хакикатан хам (14-8) тенгламада касрнинг махражи, яъни 8гХ канчалик катта булса, иссиқлик окимининг зичлиги д шунчалик кичик булади. Демак, деворнинг калинлиги 8 ортиши ёки иссиқлик утказувчанлиги камайиши билан иссиқлик окимининг зичлиги қ камаяди.
(14-7) формуладан иссиқлик окимининг зичлигини топиб, деворнинг ясси сирти г_τ оркали -с вакт ичида узатилган умумий иссиқлик микдори 0 нинг жоулларда ифодаланган кийматини топиш мумкин:

Агар (14-6) формулага (14-7) формуладан қ нинг кийматини келтириб куйсак, температура эгри чизирининг тенгламасини олиш мумкин:

Ясси куп катламли девор. Амалда иссиқлик утказувчанлиги турлича булган материаллардан ясалган бир неча катламли
Бу тенглама тугри чизик тенгламаси дейилади. Шундай килиб, иссиқлик утказувчанлик коэффициентининг киймати узгармас булганда температура бир жинсли девор калинлиги буйлаб чизигий узгаради. Иссиқлик утказувчанлик коэффициенти температурага боглик булган холларда у узгарувчан катталик хисобланади ва хисоблаш формулалари бирмунча мураккаб булади
Ясси девор оркали иссиқлик узатиш процессининг ахамияти анча мухим. Масалан, буг қозонининг ташки томонидан шлаклар билан, ички томонидан эса куйка билан копланган металл девори уч катламли девор булади.
Ясси уч катламли девор (14.3-раcм) оркали иссиқлик утказувчанлик йули билан иссиқлик узатилиш процессини куриб чикамиз. Бундай деворнинг барча катламлари бир-бирига зич ёпишиб туради.