Termodinamika” fanidan o`quv- uslubiy majmua

9.11-rasm. Suyuqlikning quvurlar to‘plamida harakati tavsifi.
a – shaxmatsimon joylanish; b – yo‘lakli joylanish

Quvurlar shaxmatsimon joylashganda c=0,41, m=0,65; yo‘laksimon joylashganda c=0,26, m=0,65 bo‘ladi. Aniqlovchi chiziqli o‘lcham sifatida quvurning tashqi diametri olinadi. Re soni suyuqlik yoki gazning to‘plamning eng toraygan kesimidagi o‘rtacha tezligi orqali hisoblanadi. Tuzatish koeffitsienti _s, to‘plamning ko‘ndalang S₁ va bo‘ylama qadamini hisobga oladi:

11-MA’RUZA


MAVZU: QAYNASH VA KONDENSATSIYALANISH JARAYONLARDA ISSIQLIK ALMASHINISH.

Jismning agregat holati o‘zgarishida issiqlik berilishi

Jismning fazoviy o‘zgarishlari – bug‘lanish, qaynash, kondensatsiya, sublimatsiya – issiqlik almashinuv jarayoniga katta ta’sir etadi.
Qaynash jarayonining boshlanishida, issiqlik devordan unga bevosita tutashgan suyuqlik qatlamiga, suyuqlikdan esa, hosil bo‘layotgan bug‘ pufakchalariga uzatiladi. Bug‘ hosil bo‘lishining mexanizmi va issiqlik almashinuv jadalligi, devor va suyuqlik temperaturalari farqi t=t_d–t_s bilan belgilanadi.
9.12-rasmda issiqlik berish koeffitsienti  va issiqlik oqimining zichligini temperatura bosimiga bog‘liqligi tasvirlangan.
t <5S bo‘lganda, isitilayotgan sirtdan ajralib chiqayotgan pufakchalar ko‘p bo‘lmaydi va ular suyuqlikni aralashishiga sezilarli ta’sir ko‘rsata olmaydi.
Bunday sharoitda issiqlik almashinuvining jadalligi suyuqlikning erkin harakati bilan belgilanadi va issiqlik berish koeffitsienti t ortishi bilan sekin ko‘payadi. Qaynashning bunday usuliga konvektiv qaynash deyiladi.
Temperatura bosimi t ning keyingi ortishi natijasida bug‘ pufakchalari soni ham orta boradi va buning natijasida suyuqlik jadal aralashadi.
Qaynashning bunday usuliga pufakchali qaynash deyiladi. Temperatura bosimi t ning qandaydir bir kritik qiymatida pufakchalar birlashib yaxlit bug‘ plyonkasi hosil bo‘ladi. Bunday qaynashga plyonkali qaynash tartibi deyiladi.
Mos ravishda, _k ham, avvalo bir tekis (AB qism) ortadi, keyin pufakchalarning jadal harakati natijasida konvektsiya kuchayishi sababli birdaniga ortadi (BC qism). Keyinchalik bug‘ plyonkasi hosil bo‘lishi tufayli termik qarshiliklar ortadi, va natijada _k kamayadi.
Plyonka isitish yuzasini to‘liq qoplab olganda, issiqlik almashinuvi barqarorlashadi va t ning keyinchalik ortishida ham _k deyarli o‘zgarmaydi.
Pufakchali qaynashni plyonkali qaynashga o‘tish sohasida, q=f(t) bog‘lanish eng katta qiymatga ega bo‘ladi. Shu paytga mos kelgan t, q va _k ning qiymatlariga kritik qiymatlar deyiladi. Suv uchun kritik parametrlar quyidagicha: t_kr=25S; _kr=46500 Vt/(m²K), q_kr=1,1610⁶Vt/(m²soat). Plyonkali qaynash usuli issiqlik almashinuv apparatlarining unumdorligini pasaytiradi, ba’zi hollarda esa, issiqlikni olib ketilishi yomonlashgani tufayli, devorning kuyib qolishiga sabab bo‘ladi.


9.12-rasm. Issiqlik berish koeffitsienti va solishtirma issiqlik oqi-mining qaynash jarayoni temperatura bosimiga bog‘liqligi (p=0.1 MPa)

Suyuqliklarning kritik parametrlarini bilish, pufakchali qaynash uchun sharoitni ta’minlash imkonini beradi, ya’ni t<t_kr.

t_kr oshishi bilan, uzatilayotgan issiqlik ham ortadi. Suv uchun pufakchali qaynashda va P=1200 bar da:

bu yerda p_s – suv bug‘ining to‘yinish bosimi.

Kondensantga aylanayotgan bug‘, temperaturasi bug‘ning to‘yinish temperaturasidan past bo‘lgan devorga tegib suyuqlikka aylanadi, hamda devorga yashirin kondensatsiya issiqligini beradi.
Kondensat qattiq jism sirtiga yaxlit plyonka va suyuqlikning alohida tomchilari ko‘rinishida tushadi, ya’ni kondensatsiya plyonkali yoki tomchili bo‘lishi mumkin. Ba’zida aralash kondensatsiya ham bo‘ladi, bunda sirtning har xil qismlarida ham plyonkali, ham tomchili kondensatsiya kuzatiladi. Tomchili kondensatsiyada _k katta bo‘ladi, lekin u o‘zgaruvchan bo‘lishi tufayli kam kuzatiladi. Ko‘p qatorli quvurlar to‘plamida kondensat yuqori qatorlardan pastki qatorlarga oqib tushadi va natijada, plyonka qalinroq, _k esa kichikroq bo‘lib boradi (9.13-rasm).


9.13-rasm. Bug‘ning plenkali kondensatsiyasida issiqlik berish koeffitsientining plastina balandligi bo‘yicha o‘zgarishi (a) va kondensatorda quvurlar joylanishining sxemalari:
b – yo‘lakli, v – rombik, g – Jinaba sxemasi bo‘yicha joylanishi.
Bu hodisani oldini olish uchun to‘plamda quvurlarni joylashtirishning turli usullari ishlab chiqilgan. To‘plamning o‘zi  burchakka burilgan, quvurlar esa, 60 burchak ostida rombsimon joylashganda _k ning qiymati eng katta bo‘ladi. Quvurlarning bunday joylashtirish sxemasiga Jinaba sxemasi deyiladi (9.13-rasm, g).
Kondensatga aylanayotgan bug‘ning issiqlik berishiga, uning tarkibidagi gaz katta ta’sir qiladi. Gazlar issiqlik almashinuv yuzalarida to‘planib, issiqlik berish koeffitsientini keskin kamaytirib (ularning issiqlik o‘tkazuvchanligi kichikligi tufayli) yuboradi. Masalan, bug‘ning tarkibida 1% havo bo‘lsa, _k taxminan 60% ga kamayadi. Shuning uchun issiqlik almashinuv apparatlarida, ikki fazali muhitdan gazlarni so‘rib olish ko‘zda tutilgan.
Turli xil suyuqliklar bilan olib borilgan tajriba natijalarini umumlashtirib, M.A. Mixeev, kondensatga aylanayogan bug‘ning issiqlik berishini hisoblash uchun quyidagi kriterial tenglamalarni taklif qildi:

N_u=0,42K_o^0,28 (Pr_T/Pr_d)^0,25; (9.52)

Gorizontal quvurlar uchun

Nu=0,72K_o^0,25 (Pr_T/Pr_d)^0,25; (9.53)

Bu yerda K_o=GaPrK – kondensatsiya kriteriyasi. Galiley (Ga) va Kutateladze (K) kriteriyalari mos ravishda quyidagiga teng:

bu yerda l – aniqlovchi o‘lcham, vertikal sirtlar uchun balandlik h ga, gorizontal quvurlar uchun uning diametri d ga teng; c – suyuqlikning issiqlik sig‘imi; r–bug‘ hosil qilish issiqligi; t – temperatura bosimi. t=t_T – t_D, t_T – to‘yinish temperaturasi; –suyuqlikning kinematik qovushoqlik koeffitsienti. Aniqlovchi temperatura sifatida t_T – to‘yingan bug‘ temperaturasi olinadi.