Онвектив иссиқлик алмашиниш

Иссиқлик ўтказиш жараёнларини интенсивлаш

Кимё саноатидаги кўпчилик жараёнлар иссиқлик таъсирида боради ва бундай жараёнларни амалга ошириш учун турли иссиқлик алмашиниш аппаратлари ишлатилади. Ишлаб чиқаришнинг қувватини ошириш учун иссиқлик алмашиниш аппаратлари самарали ишлаши, содда бўлиши ва маҳсулот сифатига ёмон таъсир кўрсатмаслиги керак. Бундан ташқари, иссиқлик аппаратларини тайёрлаш учун кам металл сарф бўлиши лозим. Бундай масалаларни ҳал қилиш учун иссиқлик алмашиниш жараёнларини интенсивлаш зарур.

Иссиқлик жараёнларини интенсивлаш аппаратлар иш унумдорлигини оширишга, уларнинг ўлчамини кичрайтиришга, ишлаб чиқариш хоналарининг саҳнини камайтиришга олиб келади. Бу нарса ўз навбатида иссиқлик аппаратларини ишлатиш ва уларни ремонт қилиш учун кетаётган сарфларни камайтиради, битта ишчига тўғри келадиган маҳсулот миқдорини оширади ва ҳоказо. Иссиқлик жараёнлари тезлатилганда материални иситиш учун кетаётган вақт камаяди, бу ҳол эса маҳсулот сифатини пасайтиришга олиб келмаслиги лозим.
Текис деворлар учун иссиқлик ўтказиш коэффициентини топишдаги қуйидаги тенгламани анализ қилиб кўрамиз;

Деворнинг термик қаршилигини камайтириш учун девор қалинлиги  ни камайтириш ва девор материалининг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти  ни қупайтириш керак. Конвектив иссиқлик алмашинишини (₁ ва ₂) интенсивлаш учун суюқликни аралаштириш ва оқимнинг тезлигини ошириш зарур. Агар иссиқлик нурланиш орқали тарқалаётган бўлса, нур чиқараётлаг юзанинг қоралилик даражасини ва унинг температурасини ошириш мақсадга мувофиқдир.

Агар текис деворнинг термик қаршилиги ҳисобга олинмаса бунда юқорида берилган тенглама қуйидаги кўринишни олади.

( ) тенгламадан кўриниб турибдики, К нинг қиймати ҳар доим  нинг энг кичик қийматидан ҳам бўлади.

Агар ₁ = 40 Вт/(м² К), ₂ = 5000 Вт/(м² К) бўлса, у ҳолда К = 39,7 Вт/(м² К) бўлади. ₂ қийматининг ортиши К нинг қийматига таъсир қилмайди. ₁ = 40 Вт/(м² К) ва ₂ = 10000 Вт/(м² К) бўлганда К = 39,8 Вт/(м² К) бўлади, К нинг қийматини анчагина ошириш учун кичик қийматли  нинг қийматини (бизнинг мисолда ₁ нинг қийматини) ўзгартириш лозим. Агар ₂ = 5000 ва ₁ = 80 бўлса, К = 78,8 Вт/(м² К); ₁ = 200 деб олинса, К = 192 Вт/(м² К).
Демак, ₁ << ₂ бўлса, жараённи интенсивлаш учун фақат ₁ нинг қийматини ошириш лозим экан. Агар ₁  ₂ бўлса, бундай иссиқлик алмашиниш жараёнини тезлатиш учун иккала ₁ ва ₂ нинг қийматларини ҳам ошириш мақсадга мувофиқдир.
Айрим техникавий ҳисоблашда деворнинг термик қаршилигини ҳисобга олмаса ҳам бўлади. Аммо бунда айрим хатоликларга йўл қўйилади. Бу хатоликларнинг қийматини ҳисоблаб кўриш лозим. Айниқса, К нинг қиймати катта бўлганда деворнинг термик қаршилиги ҳисобга олиниши шарт. Ишлаб чиқариш шароитида аппарат деворлари турли ифлосликлар билан қопланиб қолади. Бу ифлосликлар деворнинг термик қаршилигини анча кўпайтиради. Масалан, сувнинг қаттиқлиги ҳисобига девор юзасига ўтириб қолган 1 мм қалинликдаги ифлосликнинг термик қаршилиги 40 мм қалинликдаги пўлат деворнинг термик қаршилигига тенг.
Девор устида ҳар хил ифлосликларнинг ўтириб қолиши, иссиқлик ўтказиш жараёнини секинлатишдан ташқари, деворнинг температурасини ҳам ошириб юборади. Айрим пайтларда девор температурасининг юқори бўлиб кетиши авария ҳолларига олиб келиши мумкин. Шу сабабдан иссиқлик қурилмаларини ишлатишда девор юзаларини ҳар хил ифлосликларнинг ўтириб қолишидан сақлаш зарур.
Иссиқлик алмашиниш жараёнларини қуйидаги усуллар ёрдамида интенсивлаш мумкин; 1) иссиқлик ташувчи агентларнинг тезлигини кўпайтириш; 2) иситиш юзасини даврий равишда тозалаб туриш; 3) асосий суюқлик оқимини пульсацион тебранишлар орқали юбориш; 4) суюқлик оқимига ҳавони ҳайдаш; 5) суюқликнинг юпқа қатламли ҳаракатини ташкил қилиш ва бошқалар. Ҳар бир конкрет шароит учун интенсивлашнинг тегишли усулидан фойдаланиш мақсадга мувофиқ.