Samarand davlat universiteti raqamli texnologiyalar fakulteti

I BOB Issiqlik va massa almashinuvining o'xshashliklari

4. 1.1 O'xshashlik nazariyasining asosiy qoidalari

Issiqlik almashinuvi qurilmalarini hisoblash va loyihalashda, qoida tariqasida, suyuqlikdan devorga yoki aksincha, devordan suyuqlikka konvektiv issiqlik o'tkazish vaqtida issiqlik oqimini hisoblash talab qilinadi. Biz allaqachon bilganimizdek bu holda issiqlik oqimi 170-yilda buyuk ingliz olimi Isaak Nyuton tomonidan taklif qilingan issiqlik uzatish qonuniga muvofiq topiladi.
yoki ,
ushbu devor va suyuqlik orasidagi harorat farqining moduli, ^o C (K); Tw - issiqlik almashinuvi yuzasining harorati (devor), ° C (K); T_f - suyuqlikning devordan uzoqda joylashgan harorati, Q - issiqlik oqimi, q = Q/F - sirt issiqlik oqimining zichligi, F - issiqlik almashinuvi yuzasi (devor yuzasi).
Issiqlik almashinuvi tizimining geometrik o'lchamlarini, devor va suyuqlik muhitining haroratlarini hisobga olgan holda, issiqlik oqimini hisoblash muammosi issiqlik uzatish koeffitsientini aniqlashga qisqartiriladi. E'tibor bering, issiqlik uzatish koeffitsienti jismoniy ma'noga ega emas va Nyutonning issiqlik uzatish qonunida proportsionallik omili sifatida ishlaydi. Nyuton qonunini tahlil qilishdan shunday xulosa kelib chiqadi da issiqlik almashinuvi yuzasidan 1 m2 dan issiqlik oqimiga son jihatdan teng devor va suyuqlik o'rtasida 1 ° C.
Issiqlik uzatish koeffitsienti Nyuton qonunidan foydalanib, issiqlik oqimi va harorat farqini eksperimental aniqlash orqali topiladi
.
Biroq, murakkab issiqlik uzatish tizimlari uchun, qoida tariqasida, cheksiz ko'p tajribalarni bajarish kerak, chunki issiqlik uzatish koeffitsienti odatda koordinatalarga, tezlikka, haroratga, muhitning fizik xususiyatlariga va hokazolarga bog'liq:
.
Mustaqil o'zgaruvchilar sonini kamaytirish uchun o'xshashlik nazariyasi ishlab chiqildi. O'xshashlik nazariyasi, shuningdek, modellashtirish qoidalarini taqdim etadi va cheklangan miqdordagi tajriba natijalarini o'xshash hodisalar guruhiga kengaytirish imkonini beradi. O'xshashlik nazariyasi Kirpichev-Guxman teoremasining uchta qoidasiga asoslanadi:

1. 
   Bunday jarayonlar bir xil jismoniy xususiyatga ega bo'lishi kerak.
   
2. 
   Yagonalik shartlarining o'xshashligi bajarilishi kerak, ya'ni: geometrik o'xshashlik, kinematik o'xshashlik (tezliklarning o'xshashligi), dinamik o'xshashlik (kuchlarning o'xshashligi), termal o'xshashlik (issiqlik oqimlarining o'xshashligi).
   
3. 
   Model va modellashtirish ob'ektida (namunada) aniqlovchi mezonlar teng bo'lishi kerak. Bunday holda, belgilovchi mezonlar ham tengdir.
   

Mezonjismoniy ta'sirlar nisbatini tavsiflovchi o'lchovsiz kompleksdir, lekin bu nisbat emas. Boshqacha qilib aytganda, mezon jismoniy ta'sirlar nisbati o'lchovidir. Belgilangan mezonlarga o'xshashlik raqamlari ham deyiladi.
Barcha mezonlarni ikkita asosiy guruhga bo'lish mumkin: aniqlangan va aniqlovchi. Aniqlangan mezonlar eksperimentdan topiladi va tajriba natijasi aniqlovchi mezonlarga bog'liq. Bundan tashqari, o'lchovsiz koordinatalar va o'lchovsiz vaqtni o'z ichiga olgan mustaqil mezonlar yoki parametrlar guruhi mavjud. Biroq, konvektiv issiqlik uzatishning teskari muammolarida o'lchovsiz vaqt aniqlanishi mumkin bo'lgan mezon bo'lishi mumkin.
Mezonlarning har qanday birikmasi ham mezon hisoblanadi.
Agar oqim va issiqlik uzatish jarayoni hech qanday mezonga bog'liq bo'lmasa, unda bu jarayon ushbu mezonga nisbatan o'ziga o'xshash (mustaqil) deb ataladi.