O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta‘lim vazirligi qarshi davlat universiteti «kasbiy ta’lim»

10-MA`RUZA: ERKIN VA MAJBURIY KONVEKSIYADA

ISSIQLIK BERISH.
Ma’ruzada yoritiladigan savollar:

1. 
   Erkin konveksiyada issiqlik berish.
   
2. 
   Majburiy konveksiyada issiqlik berish.Issiqlik tashuvchining laminar va turbulent oqimi.
   

3. Jismning kо‘ndalang oqib о‘tishida issiqlik berish.

Notekis qizish sababli suyuqlikda zichlikning barqarorsiz taqsimlanishi oqibatida erkin konveksiya vujudga keladi. Bu holda temperaturalar farqi zichliklarning farqini va kо‘tarish kuchi qiymatini, sirtning yuzasi esa- jarayonning tarqalish sohasini belgilaydi. Suyuqlikning erkin harakati laminar va turbulent bо‘lishi mumkin. Issiqlik berish jarayonlari cheksiz va chegaralangan fazolar uchun turlarga ajratiladi. Cheksiz fazolarda suyuqliklar harakati uch xil rejimida bо‘lishi mumkin, ya’ni laminar, о‘tishli va turbulent (1-rasm, A).

1-rasm. Qizdirilgan vertikal devor (A), gorizontal plitalar (B) va silindrik sirtlar yaqinida (V) issiqlik tashuvchining erkin harakati:1-laminar, 2-о‘tishli va 3-turbulent rejimlar.
1-chi sohada (1-rasm,A) laminar chegara qatlamining qalinligi ortishi natijasida issiqlik berish koeffitsiyenti kamayadi. Turbulentlanishning boshlang‘ich davrida 2-chi sohada koeffitsiyent ortib boradi va rivojlangan turbulent rejimida о‘zgarmas qiymatga erishadi. 3-chi sohada rivojlangan turbulent rejimda issiqlik berish koeffitsiyenti x ga bog‘liq bо‘lmaydi. Shunday qilib, cheksiz fazoda issiqlik berish jarayoni uchun sirtning geometrik shakli emas, balki uning uzunligi asosiy ahamyatga ega.

Katta yuzali qizdirilgan goriziontal sirtlar yaqinida kо‘tariluvchi va tushuvchi oqimlar hosil bо‘ladi (1-rasm, B). Kichik yuzali sirtlar uchun faqat kо‘tariluvchi oqim sodir bо‘ladi. Qizdirilgan plitalar ostidan suyuqlikning harakati sirt ostida yupqa qatlamda paydo bо‘ladi.

Sharlar, silindrik quvurlar uchun suyuqliklarning erkin harakat tavsiflari vertikal va qiyalik devorlar bо‘ylab harakat rejimiga о‘xshashdir (1-rasm, V). Quvur diametri qancha katta bо‘lsa, laminar oqimning buzilish ehtimoli shuncha katta bо‘ladi. Kichik diametrli quvurlarda laminar oqimning buzilishi quvurdan uzoqda sodir bо‘dishi mumkin.

Xar xil shakldagi va о‘lchamli jismlar uchun erkin konveksiyali issiqlik almashish bо‘yicha kо‘p natijalarni umumlashtirish tufayli quyidagi kriterial munosabatlar tavsiya etiladi:

1. 
   gorizontal quvurlar uchun ( m; 10 )
   

; (1)

2. 
   vertikal sirtlar va quvurlar uchun:
   

a) laminar rejimda

(2)

b) turbulent rejimida

. (3)

(1)-(3)tenglamalar suyuqlik va gazlar uchun bо‘lganda о‘rinlidir. Belgilovchi temperatura sifatida chegara qatlamdagi о‘rtacha temperatura olinadi. Belgilovchi о‘lcham sifatida quvurlar va sharlar uchun ularning diametri; yassi devorlar uchun esa – ularning uzunligi olinadi.

Chegaralangan berk fazolarda issiqlik berish jarayoni erkin rivojlanmaydi va fazoning shakli xamda о‘lchamlari bilan aniqlanadi. Bunday turdagi issiqlik almashishni xisoblash katta qiyinchiliklargsha ega. Chegaralangan berk fazolarda issiqlik almashish xisoblashlarini soddalashtirish uchun ekvivalentli issiqlik о‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti ishlatiladi, ya’ni:

; (4)

bu yerda -berk fazoning eni, qalinligi.

Konveksiyaning ta’siri konveksiya koeffitsiyenti bilan xisobga olinadi:

. (5)

Taxminiy xisoblashlar uchun bо‘lganda

. (6)

olinadi.Bundan

va (7)

aniqlanadi.

2-rasm. Chegaralangan berk fazoda suyuqlikning erkin xarakati-tabiiy sirkulyatsiya: