Quritish jarayonlari, uskunalari va ularni xisoblash reja: Umumiy tushuncha. Quritish protsessining muvozanati

9-Maruza:ISSIQLIK O’TKAZUVCHANLIK


Reja:
1.Umumiy tenglamasi.
2.Temperatura maydoni va gradienti.
3. TSilindrsimon devorning issiqlik o’tkazuvchanlik tenglamai.
4.Konvektiv issiqlik almashinish.
Temperatura maydoni va gradienti. Biror jism (yoki suyuqlik) ning ichida temperatura har xil bo’lganida issiqlik energiyasi issiqlik o’tkazuvchanlik orqali tarqaladi. Temperatura maydoni umumiy holatda quyidagi funktsional bog’liqlik bilan ifodalanadi:
, (15.1)
bu yerda t-tekshirilayotgan nuqtadagi temperatura; x,y,z-tekshirilayotgan nuqtaning koordinatalari; τ-vaqt.
Agar temperatura vaqt davomida o’zgarmasa, temperatura maydoni turg’un bo’ladi. Agarda temperatura vaqt o’tishi bilan o’zgarsa, unday maydon noturg’un temperatura maydoni deb yuritiladi. Koordinatalarning soniga ko’ra, teiperatura maydoni bir o’lchamli, ikki o’lchamli va uch o’lchamli bo’lishi mumkin.
Bir xil temperaturaga ega bo’lgan nuqtalarning geometrik o’rni izotermik yuza deb yuritiladi. Temperatura bir izotermik yuzadan ikkinchi izotermik yuza yo’nalishiga qarab o’zgaradi. Temperaturalarning eng ko’p o’zgarishi izotermik yuzalarga o’tkazilgan normal chiziqlar bo’yicha yuz beradi. Temperaturalar farqi ∆t ning izotermik yuzalar oralig’idagi normal bo’yicha olingan masofa (∆n) ga nisbati temperatura gradienti (grad t) deb ataladi:
(15.2)
Temperatura gradienti nolga teng bo’lmagan taqdirda (grad t≠0) issiqlik oqimi yuzaga keladi. Bunda issiqlik oqimining yo’nalishi temperatura gradienti chizig’i bo’yicha boradi, ammo temperatura gradientiga qarama-qarshi yo’nalgan bo’ladi;
q ~ .
Furьe qonuni. Bu qonunga ko’ra, issiqlik o’tkazuvchanlik orqali o’tgan issiqlik miqdori dQ temperatura gradientiga , vaqtga (dτ) va issiqlik oqimi yo’nalishiga perpendikulyar bo’lgan maydon kesimiga (dF) proportsionaldir, ya’ni:
. (15.3)
Agar deb olinsa, u holda:
, (15.4)
bu yerda q – issiqlik oqimi zichligi; λ – issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti.
Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti quyidagi o’lchov birligiga ega:


.

Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti issiqlik almashinish yuzasi birligidan (1 m) vaqt birligi davomida (τ) izotermik yuzaga normal bo’lgan 1 m uzunlikka to’g’ri kelgan temperaturalarning 1ºS ga pasayishi vaqtida issiqlik o’tkazuvchanlik yo’li bilan berilgan issiqlik miqdorini belgilaydi.

Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsientining qiymati moddaning tuzilishi va uning fizik-ximiyaviy xossalariga, temperatura va boshqa bir qator kattaliklarga bog’liq. Oddiy (normal) temperatura va bosimda metallar issiqlikni juda yaxshi, gazlar esa juda yomon o’tkazadi. Masalan, ayrim moddalarning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti quyidagi qiymatlarga ega: toza mis – 394; STZ markali po’lat – 52, havo – 0,027; tomchili suyuqliklar – 0,1 -0,7; gazlar – 0,006 – 0,165; issiqlikni himoya qiluvchi materiallar – 0,006 – 0, 175. Bular hammasi Vt/(m·K) yoki Vt/(m·S) hisobida o’lchanadi.