Ўзбекистрн республикаси

Иссиқлик ўтказувчанлик

Фурье қонуни. Каттик жисмларда иссиқлик тарқалиш жараёнини тажрибавий ўрганиш натижасида Фурье (1768-1830) иссиқлик ўтказувчанликнинг асосий қонунини кашф этди. Ушбу қонунга биноан, иссиқлик ўтказувчанлик оркали узатилган иссиқлик микдори dQ температура градиенти dt/cn, вақт dz га ва иссиқлик окими йўналишига перпендикуляр бўлган майдон юзаси dF га пропорционал бўлади, яъни:
(4.8)
(4.8) формуладаги пропорционаллик коэффициенти Л иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти деб аталади. Бу коэффициент жисмнинг иссиқлик ўтказиш кобилиятини характерлайди ва қуйидаги улчов бирлигига эга:

Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти иссиқлик алмашиниш юза бирлигидан (1 м²) вахт бирлиги давомида изотермик юзага нормал бўлган 1м ўзўнликка туфи келган температураларнинг 1 К (°С) га пасайиши вақтида узатилган иссиқлик микдорини ифодалайди.
Жисмларнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти унинг таркиби, физик-кимёвий хоссалари, температура, босим ва бошқа катталикларга боғлиқ.. Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти турли материаллар учун қуйидаги ораликда бўлади:

• 
  газлар учун 0,005...0,5 Вт/(мК);
  
• 
  суюкликлар учун 0,08...0,7 ВтДм-К);
  
• 
  иссиқлик қоплама ва курилиш материаллари учун 0,22. ..3,0 Вт/(м Қ);
  
• 
  металлар учун 2,3...458,0 Вт/(м-К).
  

Кимё ва бошқа саноатларда қўлланиладиган айрим металлар иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти қуйидаги қийматларга эга: легирланган пулат -14...23; керосин — 35; углеродли пулат — 45; никель — 58; чуян — 63; алюминий - 204; мис - 384; кумуш - 458 Вт/(м-К).


4. Иссиқлик ўтказувчанликнинг дифференциал тенгламаси

Иссиқлик ўтказувчанлик йули билан иссиқликнинг тарқалиши математик усулда дифференциал тенглама билан ифодаланиши мумкин. Ушбу тенглама энергиянинг сакланиш қонуни асосида келтириб чиқарилади ва иссиқлик тарқатаётган жисм ёки мухитнинг физик хоссалари (зичлик р,иссиқлик сиғими с, иссиқлик ўтказувчанлик ) хамма йўналишларда ва вақт ўтиши билан ўзгармайди деб қабул қилинади. Иссиқлик ўтказувчанликнинг дифференциал тенгламасини келтириб чиқариш учун қаттиқ. жисмдан қирралари dx, dy ва dz бўлган элементар параллелепипед ажра тиб олинади. Агар, параллелепипеднинг чап томонларидан dx вақт мобайнида a, Q_v ва Q, микдорда келтириб чиқаришга оид.

4.4-расм. Фурьенинг иссиқлик утказувчанлик тенгламасини келтириб чикаришга оид.
Бирор d_r вақт ичида параллелопипедга кирган ва ундан чиккан иссикликларнинг фарки ушбу ифодадан топилади:
(4.9)
Фурье қонунига биноан (4.9) тенгламани куйидаги куринишда ёзиш мумкин:


Демак,
(4.10)
Юқоридаги усулдан фойдаланиб, колган кирралар оркали утган иссиқлик микдорлари аник,ланади:
(4.11)
(4.12)
(4.11). ..(4.13) тенгламаларнинг чал ва ўнг томонларини 1ф1тб, қуйидаги куринишга эга бўламиз:
(4.13)
Энергия сақланиш қонунига биноан, dQ иссиқлик мивдорининг фарқ rfr Baig¹ ичида параллелепипед энтальпиясининг узгаришига сарфланаётган иссиклик микдорига тенг бўлади, яъни:
(4.14)
бу ерда с — материалнинг солиштирма иссиқлик сиғими.
(4.13) ва (4.14) ифодаларни солиштириш натижасида Фурьенинг иссиқлик ўтказувчанлик дифференциал тенгламасини оламиз:
(4.15)

(4.15) тенгламадаги пропорционаллик купайтмаси температура ўтказувчанлик коэффициенти деб номланади ва у қуйидаги улчов бирлигига эга:

Ушбу коэффициент жисмнинг иссиқлик ўтказиш кобилиятини характерлайди.
Одатда, Фурьенинг иссиқлик ўтказувчанлик дифференциал тенгламасини ушбу куринишда ёзилади:
ёки (4.16)
Иссиқлик алмашиниш қурилмаларининг иситиш юзалари текис, цилиндрик ёки сферик шаклда булиши мумкин.
Шунинг учун, юқорида қайд этилган геометрик шаклли деворларда иссиқликнинг тарқалиши мухим амалий ахамиятга эга.