Termodinamika” fanidan o`quv- uslubiy majmua

TAJRIBA NATIJALARINI HISOBLASh

Olingan tajribalarga asosan I–x diagrammada nazariy qurish jarayon tasvirlanadi. I– x diagrammaga bir bo’lak kalka qog’ozi qo’yib koordinatalar, o’qi ko’chirib olinadi va kalka qog’ozida Tajribada aniqlangan havoning quritishdan avvalgi, quritkichga kirish va chiqish holati A, V, S nuqtalar bilan tasvirlanadi.

Bug’langan namlikning miqdori W aniqlanadi.

bu erda G₁ - nam materialning massasi, kg/s; G₂ - quruq materialning massasi, kg/s.

Havo sarfi tenglama yordamida aniqlanadi:

Havoning solishtirma sarf miqdori :

Quritish uchun ketgan issiqlik sarfi quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:

Q = q W
bu yerda q - solishtirma issiqlik sarfi

bu erda I₁, I₂ - havoning quritkichga kirishi va chiqishi vaqtidagi entalpiyaning qiymati, kJ/kg, I – x diagrammadan aniqlanadi.

Hisoblash jadvali

Havo muhitining temperaturasi		Havoning quritish kamera-sida bo’lgan temperaturasi		Havoning quritish kamera- dan keyingi temperaturasi		Nam mate-rial-ning miq-dori, kg	Qurit- ilgan mate-rial-ning miq-dori, kg
Hul termo-metr, t ^0C	Quruq termo- metr, t ^0C	Ho’l termo-metr, t ^0C	Quruq termo- metr, t ^0C	Ho’l termo-metr, t ^0C	Quruq termo- metr, t ^0C

NAZORAT SAVOLLARI
1. Nam havoning asosiy parametrlari :
a) absolyut namlik; b ) nisbiy namlik; v) nam saqlash; g) nam havoning entalpiyasi;d ) parstial bosim;e) shudring nuqtasi temperaturasi;j) ho’l termometr temperaturasi.
2. I – x diagrammaning tuzilishi.
3. I – x diagrammada quritish jarayonini tasvirlang.
4. Nazariy va real quritish jarayonlarini I–x diagrammada tasvirlang.
5. Quritish jarayonlari uchun issiqlik va havoning umumiy, solishtirma sarf miqdorlarini aniqlash.
6. Quritish jarayonlari variantlarining I–x diagrammada tasvirlanishi.


LABORATORIYa IShI № 3


JISMLARNING ISSIQLIK O’TKAZUVChANLIK
KOEFFITSIENTINI ANIQLASh


Ishning nazariy asoslari

Bir jismdan ikkinchisiga molekulyar yoki bir-biriga tegib turgan jismlar o’rtasida issiqlik o’tish jarayoniga issiqlik o’tkazuvchanlik deyiladi.

Gazlarda issiqlik o’tkazuvchanlik yo’li bilan energiya o’tishi molekulalarning xaotik harakati va molekulalar diffuziyalari hisobiga bo’ladi. Albatta, ushbu jarayonlarning intensivligi temperaturaga to’g’ri proporstionaldir. Turli kinetik energiyaga ega bo’lgan gaz molekulalari bir – biriga uriladi, bu esa issiqlik energiyasi bilan almashinishiga olib keladi. Bunda dastlabki kinetik energiya bor molekulalarning harakat intensivligi kamayadi, lekin kinetik energiyasi kamroq bo’lgan molekulalar harakat intensivligi ko’payadi.
Hamma nuqtalarda temperatura bir xil (T=const) bo’lgan sirt izotermik (yunoncha isos - teng, birdek, o’xshash va thempe – issiqlik demak) yuzalar deyiladi. Temperatura maydonining vektori izotermik yuzaga tik yo’nalgan bo’ladi. Temperaturaning eng katta o’zgarishi normal (tik) yo’nalishda kuzatiladi.
Izotermik yuzaga tik tushirilgan normal bo’yicha temperatura o’zgarishining n masofaga nisbati temperatura gradienti deyiladi, ya’ni lim =gradT. Franstuz olimi Fure qonuniga muvofiq issiqlik o’tkazuvchanlik natijasida uzatilgan issiqlik oqimi zichligining vektori temperatura gradientiga mutanosib:

g = - λ grad T

bunda  - jismning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti, Vt/m  -koeffistient, moddalarning issiqlik o’tkazuvchanlik xossasini ifodalaydi, tenglamadagi minus ishorasi esa, issiqlik oqimi bilan temperatura gradienti vektorlarning yo’nalishlari qarama-qarshi ekanligini bildiradi, ya’ni eng katta pasayish tomonga yo’nalganligini anglatadi. Issiqlik oqimining zichligi q_nistalgan biror yo’nalishdagi q vektori bilan normal o’rtasidagi burchak ko’paytmasiga teng:

Ma’lumki, gradT asosida yozamiz:

q = - ( )
Elementar dS yuzadan unga perpenduklyar yo’nalishda o’tadigan issiqlik oqimi quyidagiga teng bo’ladi.

Bu ifodani integrallab istalgan S yuzadan o’tayotgan to’liq issiqlik oqimini aniqlash mumkin .

Moddalarning issiqlik o’tkazuvchanligi turlicha va o’z navbatida, ularning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti keng oraliqdagi kattaliklarni qabul qiladi. Vaqt birligi ichida yuza birligidan o’tgan issiqlik miqdori quyidagiga teng.

Jismning issiqlik o’tkazuvchanligi turlicha va ularning fizik xossalariga bog’liq.
Fure qonuniga binoan, isssiqlik o’tkazuvchanlik usulida uzatilgan issiqlik miqdori ushbu formuladan aniqlanadi:

bu erda  - issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti bo’lib, jismning issiqlik o’tkazish qobiliyatini ifodalaydi. Tenglama issiqlik o’tkazuvchanlikning asosiy tenglamasi deb nomlanadi.

Vaqt birligida, yuza birligidan o’tayotgan issiqlik miqdoriga issiqlik oqimning zichligi deyiladi:

Yuqorida keltirilgan formulalardan issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistientini topish mumkin:

λ

Agar,λ<0,2 Vt/m K bo’lsa, bunday materiallar issiqlik qoplamalar deb ataladi. Bunday materiallarga havo, engil g’ovaksimon materiallar: penoplast, shisha tolasi va ko’pchilik elektr qoplamalar kiradi:

jadval

Material	λ. Vt / m K	Material	λ. Vt / m K
Kumush	458	Temip – beton	1,55
Mis	384	G’isht, qizil silikat izolyastion	0,77 0,81 0,14
Alyuminiy	204
Latun	85
Cho’yan	63	Yog’och, tolalar bo’ylab ko’ndalang Shlakli paxta	0,38–0,72 0,14–0,16 0,07
Po’lat uglerodli	45
Ammiak ( suyuq )	0,57
Suv	0,55	Penoplast PSB-C	0,04
Qor	0,47	Havo	0,0245
Muz	2,25	Vodorod	0,175
Mazut	0,116	Uglekislota ( gazsimon )	0,015
Etilenglikol	0,249	Metan	0,003

Demak, issiqlik o’tkazuvchanlik usuli, ya’ni jismlar yuzalari o’zaro tegib turganida issiqlikning uzatilishi birgina jismlarning xossalariga bog’liq bo’lmasdan ularning o’zaro tegib turgan yuzalarning kattaligiga ham bog’liq bo’lar ekan.

Agar, jismning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti va solishtirma massaviy sig’imlari ma’lum bo’lsa, unda jismning yana bir xossasi bo’lmish temperatura o’tkazuvchanlikni aniqlash mumkin:
Jismning temperatura o’tkazuvchanligi uning issiqlik inerstionligini ifodalaydi va temperatura o’tkazuvchanlik koeffistienti deb ataladi:

Texnik hisoblarda issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti ushbu chiziqli funkstiya orqali topiladi:

λ

bu erda - 0⁰C temperaturadagi issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti: b – tajriba yo’li bilan aniqlanadigan koeffistient. Gazlarning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistientlari maxsus adabiyotlarda keltirilgan [ 6 ] .

Rasmda tekis bir va ko’p qatlamli devorlar orqali issiqlik o’tkazuvchanlik usulida o’tgan issiqlik uzatilishi ko’rsatilgan.

2-rasm. Bir (a) va ko’p qatlamli (b) tekis devor
issiqlik o’tkazuvchanligiga oid.

Ko’rinib turibdiki, qalinligi bo’ylab issiqlik tarqalishi to’g’ri chiziqli qonunga bo’ysinadi va ushbu tenglama orqali ifodalanadi:

Shunday qilib, vaqt birligida devorning yuza birligi orqali o’tayotgan issiqlik miqdori temperaturalar farqiga to’g’ri va termik qarshilikka teskari proporstionaldir. Devorning ma’lum F yuzasi orqali vaqt birligi da issiqlik miqdori quyidagicha topiladi:

Ko’p qatlamli qattiq jismlar issiqlik o’tkazuvchanlik tahlil va bunday murakkab sistemalarning effektiv issiqlik o’tkazuvchanlik hisoblashga analitik yondashuv ko’p qatlamli shar ko’rinishidagi soddalashgan modelni qo’llash mumkinligini ko’rsatdi.

Paxta chigiti markazida diametri 0,1–0,15 mm bo’lgan bo’shliq (zarodыsh) borligi ko’pgina tajribalar asosida aniqlandi. Buning uchun paxta chigiti kabi noto’g’ri shaklli va sirti paxta momig’i bilan qoplangan materiallar uchun issiqlik o’tkazuvchanlikning differenstial tenglamasini echish to’g’ri bo’ladi.
Unda, noto’g’ri shaklli paxta chigitining effektiv issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistienti ushbu tenglikdan topish mumkin.

bu erda f - shakl koeffistienti va u quyidagi funkstiyadan aniqlanadi:

Tajriba izlanishlari shuni ko’rsatdiki paxta chigiti uchun ushbu koeffistient material tukligi bog’liq va ga teng. Ma’lum, paxta chigiti 4 qatlamli qattiq jism bo’lib, har bir qatlamning fizik mexanik xossalari bir – biridan katta farq qiladi. Shuning uchun paxta chigitiga 4 qatlamli ichi bo’sh sfera differenstial tenglamasini qo’llash mumkin. Unda, tegishli matematik o’zgarishlardan so’ng, noto’g’ri shaklli paxta chigitining effektiv issiqlik o’tkazuvchanligini hisoblash uchun quyidagi ko’rinishdagi formula keltirib chiqarilgan.


^-1

bu erda r₁ - bo’shliq radiusi; r₂ –yadro raduisi; r₃- havo bo’shliq raduisi; r₄- qobiq raduisi; r₅ – tukli qatlam raduisi; ₁, ₂, ₃, ₄, ₅ - yadro, havo, chigit qobig’i va paxta tolasining issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistientlari.

Paxta chigiti yadro va qobiqlarning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffistientlarini quyidagi formula yordamida hisoblanadi.
175–250 ⁰K material namligi U= 0,3-30% bo’lganda

273 – 348 ⁰K temperaturalar oraliqda esa,

398 -473 ⁰K temperaturalar oralig’ida esa,