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

Konvektiv issiqlik almashinish
Issiqlikning qattiq jism yuzasidan suyuqlik (yoki gaz) muhitiga bir yo’la konvektsiya va issiqlik o’tkazuvchanlik usullari yordamida jism yuzasiga o’tishi konvektiv issiqlik almashinish deb yuritiladi (18.1-rasm). Issiqlikning bunday yo’l bilan tarqalishi ba’zan issiqlikning berilishi deb ataladi.
S uyuqlik muhiti ikki qatlamdan iborat bo’ladi; chegara qatlami va oqimning markazi.
Qattiq jism yuzasidan chegara qatlam orqali energiya issiqlik o’tkazuvchanlik yo’li bilan o’tadi. CHegara qatlamdan muhitning markaziga issiqlik asosan konvektsiya orqali tarqaladi. Issiqlikning qattiq jism yuzasidan suyuqlik muhitiga berilish protsessiga oqimning harakat rejimi katta ta’sir ko’rsatadi.

Konvektsiya ikki turga bo’linadi(tabiiy va majburiy). Suyuqlikning “issiq” va “sovuq” qismlaridagi zichliklar farqi ta’sirida tabiiy

18.1-rasm. Harakatlanuvchi muhitda konvektiv issiqlik almashinishda temperaturaning o’zgarishi.

konvektsiya yuzaga keladi. Majburiy konvektsiya tashqi kuchlar (nasos, ventilyator, aralashtirgich) ta’sirida hosil bo’ladi.

Suyuqlik turbulent rejim bilan harakat qilganida issiqlik almashinish protsessi ancha tez boradi, laminar rejimda esa sekin ketadi. Natijada issiqlik almashinishning tezligiga konvektsiya katta ta’sir ko’rsatadigan bo’lib qoladi.
Nьyuton qonuni. Konvektiv issiqlik almashinishning asosiy qonuni bo’lib Nьyutonning sovitish qonuni hisoblanadi. Bu qonunga ko’ra, issiqlik almashinish yuzadan atrof-muhitda (yoki, aksincha biror muhitdan qattiq jism yuzasiga) berilgan issiqlik miqdori dQ devorning yuzasiga (dF), yuza va muhit temperaturalarining farqiga (t_ω-t_f) hamda protsessning davomliligiga (dτ) to’g’ri proportsionaldir ya’ni:


, (18.1)

bu yerda α-issiqlik berish koeffitsienti.

Issiqlik berish koeffitsienti quyidagi o’lchov birligiga ega:


.

Uzluksiz issiqlik almashinish protsessi uchun (18.1) tenglama quyidagi ko’rinishda bo’ladi:

. (18.2)
Issiqlik berish koeffitsienti α devorning 1 m² yuzasidan suyuqlikka (yoki muhitdan 1 m² yuzali devorga) 1 s vaqt davomida, devor va suyuqlik temperaturalarining farqi 1ºS bo’lganda berilgan issiqlikning miqdorini bildiradi. Bu koeffitsientning miqdori bir qator kattaliklarga bog’liq: suyuqlikning tezligi ω, uning zichligi ρ, qovushqoqligi μ, muhitning issiqlik-fizik xossalari (solishtirma issiqlik sig’imi s, issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti λ, suyuqlikning hajmiy kengayish koeffitsienti β) devorning shakli, o’lchami (truba uchun d – diametri, L – uzunlik) va uning g’adir-budirligi ξ₀.
SHunday qilib issiqlik berish koeffitsientining qiymati quyidagi kattaliklarga bog’liq ekan:
. (18.3)
Issiqlik berish koeffitsienti bu kattaliklarga bog’liq bo’lganligidan, issiqlik o’tkazish protsesslarining hamma ko’rinishlari uchun α ning qiymatini hisoblab chiqaradigan umumiy tenglamani olishning imkoni yo’q. Faqat issiqlik almashinishning tipaviy protsesslari uchun tajriba natijalarini o’xshashlik nazariyasi yordamida qayta ishlash orqali kriterial tenglamalarni chiqarish mumkin. Bu kriterial tenglamalar yordamida issiqlik berish koeffitsientining qiymati hisoblab topiladi.