Samarand davlat universiteti raqamli texnologiyalar fakulteti

1.2 Konvektiv issiqlik uzatish uchun belgilangan mezonlar
Suyuqlik (f) ixtiyoriy shakldagi (w) devor ustida yuvib tursin. Devor yaqinida gidrodinamik va termal chegara qatlamlari paydo bo'ladi. Gidrodinamik chegara qatlami ichida suyuqlik tezligi devorda buzilmagan oqim tezligidan (w₀) nolga kamayadi ( ) sirpanmaslik holati tufayli. Termik chegara qatlamida harorat T₀ chegara qatlamidan tashqaridagi haroratdan Tw, devor haroratiga o'zgaradi. Chegara qatlami murakkab tuzilishga ega, bu maxsus adabiyotlarda tasvirlangan, masalan. Devorga darhol ulashgan termal chegara qatlami hududida issiqlik faqat issiqlik o'tkazuvchanligi bilan uzatilishi biz uchun muhimdir. Keyin Furye qonuniga ko'ra:
,
ushbu suyuqlik muhitining issiqlik o'tkazuvchanligi.
Ko'pincha konvektiv issiqlik uzatishning muhandislik hisoblarida Nusselt (Nusselt) mezoni va Stanton (Stanton) mezoni o'lchovsiz issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblash uchun ishlatiladi.


Devor

Flyuid

Chegaraviy qatlam

Nusselt mezonining kelib chiqishi

Nusselt suyuqlik va devor o'rtasida almashinadigan issiqlik oqimini qayd etishning ikki shakli nisbatini tavsiflaydi. Issiqlik oqimlarining nisbati sifatida Nu raqamini olamiz:
,
ushbu Nyutonning issiqlik uzatish qonuni bo'yicha hisoblangan konvektiv issiqlik uzatish orqali issiqlik oqimining zichligi va - Furye qonuni bo'yicha hisoblangan chegara qatlamining issiqlik o'tkazuvchi qismida o'tkazuvchanlik bo'yicha issiqlik oqimining zichligi. Harorat gradienti ( ) nisbatga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir ( ) biz nihoyat Nusselt mezonining ifodasini olamiz:

bu erda R0 - issiqlik almashinuvi tizimidagi aniqlovchi yoki xarakterli o'lcham; suyuqlik muhitining issiqlik o'tkazuvchanligi.
Nusselt mezoni konvektiv issiqlik oqimi intensivligining (a) devor yaqinidagi suyuqlik qatlamida o'tkazuvchanlik orqali issiqlik uzatish intensivligiga nisbatini tavsiflaydi ( ).
Chiqarmasdan, biz Stanton mezonini yoki Stantonni yozamiz:
,
Ushbu – suyuqlik zichligi, kg/m3; cp – izobar issiqlik sig‘imi,; Pe - Peclet mezoni - termal o'xshashlik mezoni.
Belgilangan mezonlar guruhi Eyler mezonini (o'lchovsiz bosim kuchi) yoki Eylerni ham o'z ichiga oladi:
,
bosim kuchining inersiya kuchiga nisbati yoki bosim energiyasining oqimning kinetik energiyasiga nisbatini tavsiflaydi.
Izoh.Rasmiy ravishda Nusselt mezonlari va Biot mezonlari bir-biriga mos keladi. Haqiqatan ham: Biot mezoni hisoblanadi va Nusselt mezoni.
Biroq, bu o'xshashlik mezonlari o'rtasida uchta asosiy farq mavjud:
— birinchidan, Bio aniqlovchi mezonlar gu -uhiga, Nusselt esa belgilangan mezonlar guruhiga kiradi;
— ikkinchidan, Bió mezoni qattiq jismning issiqlik o‘tkazuvchanligini, Nusselt mezoni esa suyuqlik muhitining issiqlik o‘tkazuvchanligini o‘z ichiga oladi;
- uchinchidan, o'lchamlarni aniqlash , ikkala mezonga kiritilgan har xil ma'no va turli ma'nolarga ega, chunki ular issiqlik uzatishning turli hisoblangan maydonlarini tavsiflaydi.