Онвектив иссиқлик алмашиниш

Иссиқлик ўтиши

Иссиқлик алмашиниш жараёнларида иссиқлик бир муҳитдан иккинчисига ўтади. Кўпинча иссиқлик ташувчи агентлар бир-биридан девор орқали (аппаратнинг, трубанинг ташувчи агентлар бир-биридан девор орқали (аппаратнинг, трубанинг девори ва ҳоказо) ажратилган бўлади. Температураси юқори бўлган муҳитдан температураси паст бўлган муҳитга бирор девор орқали иссиқликнинг берилиши иссиқликнинг ўтиши деб аталади. Бунда берилган иссиқликнинг миқдори Q иссиқлик ўтказишнинг асосий тенгламаси орқали топилади;

Q = K t_ґР F ;

бу ерда К - иссиқлик ўтказиш коэффициенти; t_ґР - иссиқ ва совуқ муҳит температураларининг ўртача фарқи; F - муҳитларни ажратувчи девор юзаси;  - жараённинг давомлиги.

Узлуксиз ишлайдиган турғун жараёнлар учун ( ) тенгламадан  ҳисобга олинмайди. У ҳолда:

Q = K t_ґР F.

( ) тенгламадаги К - биринчи муҳит марказидан ажратувчи деворга иссиқликнинг берилиши, яъни девор орқали иссиқлик ўтказувчанлик ва девор юзасидан иккинчи муҳит марказига иссиқлиш бериш йўллари орқали ўтиш тезлигини белгиловчи коэффициент.

К нинг қийматини топиш учун иссиқ муҳитдан совуқ муҳитга текис девор орқали иссиқликнинг ўтиш жараёнини кўриб чиқамиз.
Турғун жараён учун биринчи муҳит марказидан деворга берилган, девордан ўтган ва девордан иккинчи муҳит марказига марказига берилган иссиқликнинг миқдори ўзаро тенг, яъни:

( ) ифодалардан қуйидагиларни олиш мумкин:

( ) тенгмаларнинг чап ва ўнг томонларини ўзаро қўшамиз:

ёки

( ) ва ( ) тенгламаларни ўзаро солиштириш натижасида текис девор учун қуйидаги ифодаларни олиш мумкин:
ёки
Иссиқлик ўтказиш коэффициентига тескари бўлган қиймат иссиқлик ўтишининг термик қаршилиги деб юритилади. ва қий-мат иссиқлик беришнинг термик қаршиликларини, / эса деворнинг термик қаршилигини ифодалайди.
Иссиқлик ўтказиш коэффициенти қуйидаги ўлчов бирлигига эга:

Шундай қилиб, иссиқлик ўтказиш коэффициенти К температураси юқори бўлган муҳитдан температураси паст бўлган муҳитга вақт бирлиги ичида ажратквчи деворнинг 1 м² юзасидан муҳитлар температуралари фарқи 1⁰С бўлганда ўтказилган иссиқликнинг миқдорини билдиради.

Кўп қатламли девордан иссиқлик ўтиш жараёнида ҳар бир қатламнинг термик қаршиликлари ҳисобга олинади. Бу ҳолда К нинг қиймати қуйидаги тенглама билан топилади:

бу ерда i - қатламнинг тартиб сони; n - қатламлар сони.

Кимёвий технологияда кўпинча иссиқлик труба юзаси орқали ўтади. Цилиндрсимон юзадан иссиқлик ўтишининг принципиал схемаси - расмда кўрсатилган. Труба ичида температураси t₁ бўлган иссиқлик муҳити бўлиб, ундан иссиқлик трубанинг ички юзасига берилади. Труба ташқарисида температураси t₂ бўлган совуқ муҳит бор. Труба ташқи юзасидан совуқ муҳитга иссиқликнинг берилиши  билан ифодаланади. Трубанинг баландлигини L, ички радиусини r_Н билан белгилаймиз. Цилиндсимон юзадан ўтказилган иссиқлик миқдори қуйидаги тенглама орқали топилади;
Q = K_R 2  (t₁ - t₂).
K_R нинг қиймати эса ушбу тенглама билан ҳисобланади:
K_R иссиқлик ўтказишнинг чизиқли коэффициенти деб аталади. Агар К нинг қиймати юза бирлигига нисбатан олинса, K_R нинг қиймати труба узунлигининг бирлигига нисбатан олинади. Шу сабабли K_R = [Вт/(м К)] ёки Вт/(м С⁰) ўлчов бирлигига эга.
Қалин деворли цилиндрсимон юзаларни, жумладан, катта қалинликдаги изоляция қатлами билан қопланган трубаларни ҳисоблашдагина ( ) ва ( ) тенгламалардан фойдаланилади. Юпқа деворли трубаларни ҳисоблашда эса ( ) ва ( ) тенгламалардан фойдалаланиш мумкин.