Құрастырушы: аға оқытушы Тулебаева Ж

6 Бақылау сұрақтар

1. Кеңістікте жылу тасудың тәсілдері.

2. Күрделі жылу алмасу.

3. Ньютон-Рихман теңдеуі.

4. Жылу беру α коэффициенті деген не; ол қандай факторларға тәуелді?

5. Еркін конвекция үшін кеңістіктегі критериалдық теңдеу.

6. Критериалдық теңдеудің с, n тұрақтылары жұмыста қалай анықталады?

Зертханалық жұмыс №3 “Цилиндірді көлденеңен ағыстаудағы еріксіз жылу беруді зерттеу”

2 Кіріспе

2.1 Конвективті жылуалмасу. Конвективті жылуалмасу немесе жылуберу процессі деп жылуөткізгіш пен конвекция арқылы қатты дене және сұйық ортаның арасындағы жылуалмасу. Конвекция тек қана газда және сұйық заттарда болады, бұлардың бөлшектері жеңіл қозғалады. Табиғатта екі қозғалыс кездеседі, ол еркін және еріксіз. Еркін қозғалыс (нағыз ағындық) сұйықтықтың қатпарларының суық және жылыу тығыздығының әртүрлі болуынан туады. Еріксіз қозғалыс (еріксіз ағындық) бөтен қоздырғыштардың әрекетінен пайда болады. Мысалы: сорғыш, желдеткіш және т.б. Басқа жағдайда еркін қозғалыспен еріксіз бірге жетілуі мүмкін. Ақырғысы салыстырмалы әсер көп болады егер сұйықтың және нүктелерінің қызуы әртірлі не еріксіз қозғалыстың жылдамдығы аз болса. Жылуалмасу ағындық қорқыны жылуалмасу еселеуіші а-мен мінезделеді, оның формуласы Ньютона-Рихманамен аңықталады (3.4) жалпы жылуберу еселеуіші жылуалмасудан үстінгісі өзгеруі мүмкін, сандықтан жылуберу еселеушінің үстінгісінің ортасын айырады және жылуберудің жергілекті еселеуіш элементі үстінгі бөлшегі біреуі болу керек. Жылуберу процессі сұйық қозғалыстың шарттымен тығыз байланысты. Сұйықтың ағысын екі тәртіп айырады – ретті және ретсіздік. Ретті тәртіпте ағыс бірғалыпты, тікағынды мінезде. Ал реттсіздін тәртіпте – құйын, ретсіз қозғалыста болады (3.4-сурет).

Ағынның тәртібі Рейнольдса санына байланысты
(3.16)
Осы ағынның негізгі факторларын анықтап, есептейді:

ω – сұйық қозғалысының негізгі жылдамдығы, м/с;

d – құбырдың диаметрі, м;

ν – кинетикалық еселеуіштің созылмалығы (ауа үшін 3.3-кестені қара).

Рейнольдса санында ретсіздін тәртібі реттіге өтеді.

R_екр=2300

R_е>2300, біресе ретсіздін тәртіпте,

R_е<2300, біресе ретті тәртіпте.

2.2 Цилиндірдің көлденеңнен ағыстау еріксіздігінің жылубергіштігі. Цилиндірдің көлденең ағыстау процессінің жылубергіштігінің ерекшеліктері бірнеше. Олар сұйық қозғалыс цилиндір үстінгісінің сұйықдинамика суреттімен түсіндіріледі. Тәжірбие көрсеткіштері жәй, қарсылықсыз цилиндр ағыстау мінезі ас мөлшерде орын алады. R_е<5 (3.6а - суретті) Рейнольдса санының көбінде, тәжірбие мінезінде, ағыстау құбырын құйынды бөлік аймағын қашанда құрып отырады.

Сонымен бірге цилиндірдің шептік және артқы (қорек) қалдығын тазалаудағы жағдайымен мінезі мүлтінсіз әртүрлі. Алдынғы нүктеде жүгірген ағын екіге бөлінеді және тұйықөлмелі құбырдың алдыңғы бөлігін бағу ағыстайды. Құбырдың сыртына шекаралық қабат пайда болады, оның алдынғы нүктеде кішкентай қалдығы бар және арықарай өлшемі ақырындап өседі. Шекаралық қабат шекарасының сыртына жабысқан, сұйық қабаттының жылдамдығы, құбыр периметрі көлдененнен көтеріліп ал Бернулли теңдеуіне ұқсас қысым азаяды. Периметр нүктесіне жеткен, φ=90^о бұрышына жауапты (алдынғы нүкте бұрышынан алынады), жылдамдық үлкен мағынаға жетеді және арықарайкішрейе босатайды, қысымның тиәсті көтерілуімен бірге және ағым үзіндісі құйынды ортаның пайда болуымен, құбыр бөлігінің қоректісін қосып алуы.

Осындай өзіндік ағыстау құбыры күшті өлшемде жылубергішке шағылысады. Құбыр жеңберіндегі қарқынды жылуберу бірдей емес. Ең үлкен мағыналы еселеуіш жылубергіш (0^о=φ) цилиндірді жасайтын маңдайшадан байқалады, онда шекаралық қабаттың жуандығы азайтылған. Цилиндр үстінгі сұйық қозғалыс қорқыны жылуалмасу бағытында бірден түседі және φ=90-100^о та ең кішісіне жетеді. Бұл өзгеріс шекаралың қабат жуандығына байланысты өседі, құбырдың үстінгісін негізгі ағыннан бөледі. Құбыр бөлігінің еселеуіші жылуберуі қайтадан өседі, жылу шығару жақсару себебінен құйынды қозғалыс және сұйық сыйымдылығы.