Pechda nurlanish orqali issiqlik almashunivini hisoblash

Ixtiyoriy joylashgan jismlar Ixtiyoriy joylashgan jismlar uchun nurli issiqlik almashinuv tenglamasini keltirib chiqarish juda qiyin bo‘lib, bu masala faqat ba’zi sodda hollar uchun o‘z yechimini topgan (2.3-rasm). Ikkita ixtiyoriy joylashgan jismlar uchun nurli issiqlik almashishni quyidagi formuladan hisoblash mumkin:







2.3-rasm.

bunda shu jismlar tizimining keltirilgan nurlanish koeffitsienti; nurlanishning burchak koeffitsienti.

Bu kattalik nurlanayotgan jismlarning o‘lchamiga, shakliga va o‘zaro joylashishiga bog‘liqdir. Burchak koeffitsientni matematik hisoblash sodda hollar uchun ham qiyin bo‘lib, uni asosan grafik usulda aniqlanadi. Texnik masalalarni yechishda, burchak koeffitsenti odatda jadvaldan olinadi.

Texnikaning turli sohalarida nurli issiqlik almashinuv jadalligini kamaytirish lozim bo‘ladi. Masalan, temperaturasi yuqori bo‘lgan tsexlarda ishchilarni issiqlik nurlaridan himoya qilish kerak bo‘ladi. Shuning uchun nur energiyasini kamaytirish maqsadida turli xil geometrik shakldagi to‘siqlar (ekranlar) qo‘yiladi. Bu bilan issiqlik texnikasi asbob-uskunalari himoyalanadi va ularning yaxshi holda uzoq muddat ishlashi ta’minlanadi. Odatda, ekranlar qaytarish xususiyati yuqori bo‘lgan yupqa metall tunukadan tayyorlanadi. Ikki parallel sirtlar o‘rtasida joylashgan ekranni issiqlik uzatishga ta’sirini ko‘rib chiqaylik. Sirtlar va ekran yuzalarini bir xil deb hisoblaymiz, sirtlar temperaturasi T₁ va T₂ o‘zgarmas bo‘lib, T₁  T₂ bo‘lsin. Sirtlar va ekranning nurlanish koeffitsientlarini ham bir-biriga teng deb olaylik.

U holda, ekransiz sirtlar orasidagi, birinchi sirt va va ekran orasidagi hamda ekran va ikkinchi sirt orasidagi keltirilgan nurlanish koeffitsientlari bir xil bo‘ladi. Birinchi sirtdan ikkinchi sirtga uzatilayotgan issiqlik oqimini (ekransiz) quyidagi tenglamadan aniqlaymiz:

Birinchi sirtdan ekranga uzatilayotgan issiqlik oqimini quyidagi formuladan topamiz:

Ekrandan ikkinchi sirtga uzatilayotgan issiqlik oqimini esa, quyidagi tenglamadan aniqlaymiz:

Issiqlik almashinuvi turg‘un, ya’ni sirtlar temperaturalari o‘zgarmas bo‘lganda q₁=q₂ bo‘ladi. Shuning uchun:

C_k[(T₁/100)⁴-(T_ek/100)⁴]=C_k[(T_ek/100)⁴-(T₂/100)⁴],

Bundan

Ekran temperaturasi ifodasini yuqoridagi tenglamalarga qo‘yib, birinchi sirtdan ikkinchi sirtga ekran orqali o‘tgan issiqlik oqimini aniqlaymiz:

Birinchi va oxirgi tenglamalarni taqqoslab, sirtlar o‘rtasida ekran bo‘lganda issiqlik almashinuvi ikki marta kamroq bo‘lishini aniqlaymiz:

Ekranlar sonini orttirish usuli bilan nur issiqligi almashinuvini bir necha o‘n martalab kamaytirish mumkin. Nur issiqlik almashinuvi ekran materialiga va uning sirtining holatiga bog‘liq. Masalan, oksidlangan temir tunukasi ekran sifatida qo‘llanilsa, bu ekran nur issiqligi miqdorini 13 marta, shunday tunukadan uchtasi qo‘yilsa, 39 marta kamaytiradi.