Termodinamika” fanidan o`quv- uslubiy majmua

Cheklangan fazoda issiqlik berish.

Cheklangan fazoda issiqlik berish suyuqlikning tabiatiga, uning temperaturasiga, bosimiga, cheklangan fazoning shakli va o‘lchamlariga hamda sovuq va issiq sirtlarning o‘zaro joylashishiga bog‘liqdir. Cheklangan fazoda suyuqlikning o‘ziga xos erkin xarakati 9.7-9.9-rasmlarda tasvirlangan.

9.7-rasm Suyuqlikning vertikal tirqishlardagi tabiiy tsirkulyatsiyasi a -keng tirqish; b-tor tirqish;

9.8-rasm Suyuqlikning gorizontal tirqishlardagi tabiiy harakati

9.9-rasm. Suyuq-likning Silindrik tirqishlar-dagi tabiiy ha-rakati

Vertikal tirqishlarda suyuqlikning harakat tavsifi devorlar orasidagi masofa  ga bog‘liq bo‘ladi:  katta bo‘lsa tushayotgan va ko‘tarilayotgan oqimlar bir-biriga xalaqit bermasdan harakatlanadi (9.7-rasm, a);  kichik bo‘lsa, oqimlar bir-biriga xalaqit berib ichki tsirkulyatsiya konturlari hosil bo‘ladi (9.7-rasm, b).

Gorizontal tirqishlarda suyuqlikning erkin harakati qizigan va sovuq sirtlarning o‘zaro joylashishiga va o‘rtalaridagi masofaga bog‘liq bo‘ladi. Agar yuqori devor temperaturasi pastki devor temperaturasidan katta bo‘lsa, suyuqlikning erkin xarakati kuzatilmaydi. Yuqori devordan pastki devorga issiqlik issiqlik o‘tkazuvchanlik yoki nurlanish orqali uzatiladi (9.8-rasm, a). Agar pastki devor temperaturasi yuqori bo‘lsa, suyuqlikning pastdagi temperaturasi yuqori va zichligi kam bo‘lgan qismlari yuqoriga ko‘tariladi, sovuq qismlari esa pastga harkatlanadi va tirqishda suyuqlikning ko‘tarilayotgan va tushayotgan oqimlari paydo bo‘ladi (9.8-rasm, b).
Gorizontal Silindrik tirqishlarda (9.9-rasm) suyuqlik tsirkulyatsiyasi tirqishlar diametri nisbatiga bog‘liq bo‘ladi. Isitilgan sirt pastda joylashgan bo‘lsa, suyuqlik tsirkulyatsiyasi sirtning yuqori qismida (9.9-rasm, a) kuzatiladi, pastki qismida tsirkulyatsiya kuzatilmaydi. Tashqi Silindrik sirt qizdirilganda (9.9-rasm, b) suyuqlik tsirkulyatsiyasi yuqoridagi sovuq sirtning ostida ro‘y beradi.
Tirqishlar orqali murakkab issiqlik uzatish jarayonini hisoblashda uni ekvivalent issiqlik o‘tkazuvchanlik bilan almashtiriladi. Jism bilan uni yuvib o‘tayotgan suyuqlik o‘rtasidagi issiqlik oqimining o‘rtacha zichligi quyidagi tenglamadan aniqlanadi:

bunda _ekv – issiqlik o‘tkazuvchanlikning ekvivalent koeffitsienti; bu kattalik issiqlikni tirqish orqali issiqlik o‘tkazuvchanlik va konvektsiya orqali uzatilishini tavsiflaydi;
 – suyuqlikning issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti;
_k=_ekv/- konvektsiya koeffitsienti.

Tushuvchi va ko‘tariluvchi oqimlar tufayli gazlarning harakati murakkab bo‘ladi. Bunday issiqlik almashinuvini hisoblash juda qiyin. Hisoblashni soddalashtirish maqsadida murakkab issiqlik almashinuv jarayonini issiqlik o‘tkazuvchanlik bilan almashtiriladi va ekvivalent issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti degan tushuncha kiritiladi.

_ekv=Q / (tF) (9.42)

Bu yerda – cheklangan fazoning qalinligi (kengligi).Ekvivalent issiqlik o‘tkazuvchanlikni _ekv, muhitning o‘rtacha temperaturasidagi issiqlik o‘tkazuvchanligiga nisbati – konvektsiya koeffitsienti deb aytiladi.

_k= _ek/ =f(GrPr) (9.43)

Taqribiy hisoblashlarda, (Gr_cPr_c)>0 holda

_k =0,18 (GrPr)^0,25 (9.44)

bo‘ladi. Bundan keyin _ek = _k va q= _ekt aniqlanadi.