Reja: Asosiy tushunchalar va ta’riflar

Qatlamda issiqlik almashinish xususiyati.

Materiallar qatlamida issiqlik almashinish metallurgiya, energetika, kimyo va sanoatning boshqa sohalari qurilmalarida sodir bо‘ladi. Zarrachaning xususiyatiga bohliq holda zich va qaynov (aralashmagan) qatlamlarga bо‘linadi. Zich qatlamda zarrachalarni gazlar yuvib о‘tganda issiqlik ularning orasida saqlanadi. Qatlamning holatini aniqlovchi parametr bu – teshiklilik (hisoblanadi, bu zarrachalar orasidagi bо‘shliq hajmni qatlamning butun hajmiga nisbatini ifodalaydi. Zich qatlam uchun 0,35-0,55. Qaynov qatlamida zarrachalar kamerada tartibsiz almashinadi, ammo undan yuvib turuvchi gaz oqimi bilan chiqib keta olmaydi. Qaynov qatlami uchun teshiklilik 0,6 dan oshmaydi.

Zich qatlamda murakkab issiqlik almashinish sodir bо‘lib uchta asosiy xususiyatni tavsiflaydi. 1) nasadka yuzasidagi harorat nafaqat gazdan nasadkaga issiqlik berishdan (tashqi issiqlik almashinish), balki uning ichki issiqlik uzatishidan (ichki issiqlik uzatish) aniqlanadi; 2) nasadkaning bir elementidan boshqasiga issiqlik almashinish issiqlik о‘tkazuvchanlik, nurlanish va konveksiya yordamida amalga oshiriladi; 3) ichki issiqlik uzatilish yuzada issiqlik almashinish, issiqlik о‘tkazuvchanlik, nasadkaning shakli va о‘lchamidan aniqlanadi.

Kо‘rsatilgan xususiyatlarning hammasi ham qatlamda issiqlik almashinishga birdek ta’sir kо‘rsatmaydi. Shuningdek, tо‘g‘ri sferik nasadkalar uchun, nasadka elementlarini orasidagi issiqlik о‘tkazuvchanlik hisobiga olinmasa ham bо‘ladi, chunki ular nuqtaviy tо‘qnashganda odatda ular orasida issiqlik almashinmaydi. Bunday qatlam ideal qatlam hisoblanadi. Real qatlamda nasadka elementlari yuza bо‘yicha tо‘qnashadi va ular orasida issiqlik almashinish issiqlik о‘tkazuvchanlik bilan sodir bо‘ladi. Bunday hodisaning miqdoriy tavsifi tajriba yо‘li bilan aniqlanadi.

Zich qatlamda issiqlik almashinish bir elementlan boshqasiga nurlanish yoki konveksiya bilan sodir bо‘ladi. Qatlamni qizdirishda nurlanuvchi gazning о‘rni kichik, sababi, elementlar orasidagi kanal о‘lchamlari kichik va nurlanuvchi gazlarning konsentratsiyasi pastligidir. Hisoblash va tajriba ma’lumotlari shuni kо‘rsatdiki, elementdan elementga nurlanish 5000S dan yuqori haroratlarda amalga oshadi. Qatlamda past haroratlarda issiqlik almashinish konveksiya usulida, ya’ni qatlamning qaliniligi bо‘yicha kanal о‘lchami va shakllarini uzluksiz о‘zgarib turishi hisobiga nasadkada gaz oqimi kuchli turbulizatsiya bо‘ladi va intensivlik yana oshadi.

Gazdan qatlam elementiga tashqi issiqlik qarshiligi ichki issiqlik qarshiligining kichik qiymatlarida issiqlik almashinishini aniqlaydi. Agar Bi 0,25 bо‘lsa, u holda qatlamni tashkil etuvchi zarrachalar termik ingichga sifatida qaralishi mumkin va issiqlik hisoblarida ichki issiqlik qarshiligiga ta’siri hisobga olinmaydi. Bunday cheklanmalar bilan bog‘liq xatolik 5% dan oshmasligi kerak, ya’ni bu qatlamli pechlar va qurilmalarni muxandislik hisoblarida qabul qilingan.

Kо‘rsatilgan xususiyatlar qaynov qatlami uchun ham taalluqlidir, faqatgina ishchi haroratlar darajasiga bog‘liq holda issiqlik uzatishning alohida turlari solishtirma qiymat va jarayonning boshqa parametrlari bir necha marotaba о‘zgarishi mumkin.

Qatlamda issiqlik almashinishni kuzatishda zarracha ba’zan cheklashdan chiqib ketadi, ya’ni bir qator holatlarda tajriba bilan mos keladi: 1) zarracha qatlami о‘zining tarkibiy qismi bо‘yicha bir jinsligi; 2) qatlamning har bir nuqtasida gazdan zarrachaga berilgan issiqlik oqimi gaz va zarracha yuzasi orasidagi haroratlar farqiga proporsional yoki nyuton qonunidan aniqlanadi; 3) gazdan zarrachaga issiqlik berish koyeffisiyenti nafaqat zarracha yuzasidagi barcha nuqtalar uchun, balki qatlam kesimi va butun balandlik bо‘yicha bir xildir; 4) gaz va zarracha qatlamining issiqlik fizik xususiyatlari haroratga bog‘liq emas, ularning о‘rtachalari qabul qilinadi; 5) gazda va qatlamda zarrachadan zarrachaga issiqlik о‘tkazuvchanlik yо‘li bilan issiqlik uzatish bо‘lmaydi; 6) gaz va qatlam hajmining о‘zgarishi haroratdeyarli bog‘liq emas, shuning uchun ularni hisobga olish shart emas; 7) gaz oqimi qatlamning kо‘ndalang kesimi bо‘yicha bir xil taqsimlangan va uning vaqt bо‘yicha sarfi о‘zgarmas; 8) qatlam joylashgan joyda qurilma devoriga gazni о‘tkazmaydi va benuqson issiqlik izolyasiyali qilingan.

Bunday cheklashlar qatlamda issiqlik almashinishni oddiy о‘xshash bog‘liqliklarga nisbatan yoritishga olib keladi.