V konvektiv issiqlik almashinuvi 12-mavzu. Erkin konveksiya. Majburiy konveksiya. N’yuton Rixman tenglamasi

9.1-rasm

9.2-rasm

Agar devor va suyuqlik temperaturalari bir xil bo‘lmasa, u holda devor yaqinida issiqlik chegara qatlami hosil bo‘ladi va bu qatlamda suyuqlikning barcha temperatura o‘zgarishlari ro‘y beradi (9.3-rasm).

9.3-rasm

9.4-rasm

Bu chegara qatlamidan tashqarida suyuqlik temperaturasi to o‘zgarmas bo‘ladi. Umumiy holda issiqlik va gidrodinamik qatlamlar qalinligi bir-biriga mos kelmasligi mumkin (9.4-rasm). Bu qatlamlar qalinliklari nisbati o‘lchamsiz son Pr= /a bilan aniqlanadi. Issiqlik o‘tkazuvchanligi past (masalan, yog‘lar) qovushoq suyuqliklar uchun Pr 1 va gidrodinamik qatlam qalinligi issiqlik chegara qatlam qalinligidan katta bo‘ladi. Gazlar uchun Pr1 bo‘lib, ularda bu qatlamlar qalinliklari deyarli bir xil bo‘ladi. Issiqlik uzatishning mexanizmi va tezligi suyuqlikning chegara qatlamidagi harakatining tavsifiga bog‘liq. Agar issiqlikning chegara qatlam ichidagi harakati laminar bo‘lsa, u holda devorga perpendikulyar yo‘nalishda issiqlik, issiqlik o‘tkazuvchanlik yo‘li bilan uzatiladi. Lekin, qatlamning tashqi chegarasida issiqlik asosan konvektsiya bilan uzatiladi.

Issiqlik chegara qatlamida oqim turbulent bo‘lsa, issiqlik devor tomon yo‘nalishi bo‘yicha asosan suyuqlikning turbulent aralashishi natijasida uzatiladi. Issiqlikni bunday uzatilishi, issiqlik o‘tkazuvchanlik yo‘li bilan issiqlikni uzatishga qaraganda ancha jadalroqdir. Lekin bevosita devor oldidagi laminar qatlamchada issiqlik devorga issiqlik o‘tkazuvchanlik bilan uzatiladi.

Suyuqlikning fizik xossalari

Issiqlik berish jarayoniga suyuqlikning quyidagi fizik xossalari ta’sir etadi:

issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti , solishtirma issiqlik sig‘imi c, zichligi , temperatura o‘tkazuvchanlik koeffitsienti a va qovushoqlik koeffitsienti . Har qaysi modda uchun bu parametrlarning muayyan qiymatlari bor va odatda, ular temperaturaning, ba’zilari esa bosimning ham funktsiyalari hisoblanadi.