Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті
Факультеті: «Физика-техникалық»
Кафедрасы: «Жылу физика және техникалық физика»
Пəні:
«Жылумасса алмасу»
СӨЖ №2
Тақырыбы: Температураның градиенты. Температура теңдеуі
Орындаған: Техникалық физика-303 студенті
Нұрланұлы Ерболат
Тексерген: Сейдулла Жәнібек
Алматы – 2023
Кіріспе
Жылу таралудың элементарлы процестері табиғатта да техникада да (жылу
өткізгіштік, конвекция және жылулық сәулелену) өте жиі кездеседі.
Жылу өткізгіштік - дененің жеке бөлшектерінің тікелей жанасуында жылу
энергиясын бөлу процесі, әртүрлі температураға ие.
Конвекция тек сұйық ортада мүмкін. жылу конвекциясы астында
Кеңістіктегі сұйықтықтың немесе газдың көлемдерін
бір температуралы
аймақтан екіншісіне ауыстыру кезінде жылу энергиясын беру процесін
түсіну. Бұл жағдайда жылудың берілуі
ортаның өзін беруімен тығыз
байланысты.
Жылулық сәулелену - жылу энергиясын бөлу процесі
электромагниттік толқындарды қолдану. Жылулық сәулелену кезінде
энергияның қос түрленуі жүреді: шығарылатын
дененің жылу энергиясы
сәулелік энергияға өтеді және керісінше - сәулелік энергия денеге жұтып,
жылу энергиясына өтеді.
Жылуөткізгіштік таза күйінде көбіне тек ішінде жүреді
қатты заттар (материалдар). Жылудың
конвекциясы әрқашан жылу
өткізгіштікпен бірге жүреді, өйткені сұйықтық немесе газ қозғалған кезде
,әртүрлі температурадағы жеке бөлшектердің жанасуы сөзсіз. Конвекция мен
жылу өткізудің бірлескен процесі конвективтік жылу алмасу деп аталады.
Энергетика саласында жылу алмасу процестері
қатты бетпен бөлінген
әртүрлі салқындатқыштар арасында жиі жүреді. Тасымалдау процесі
арқылы ыстық салқындатқыштан (жылыту) суыққа (қыздыру) жылу
оларды бөлетін қабырға жылу беру деп аталады. жылу беру процесі
бір мезгілде жүретін әртүрлі элементар жылу алмасу процестерімен жүзеге
асады. Бетінің арасында жылу алмасу процесі болған жағдайда
және газды салқындатқышты, жылулық сәулеленуді ескеру қажет.
Жылу өткізгіштік процестерінің заңдылықтарын зерттеу және
материалдардың жылулық сәулеленуі осы оқу құралының міндеті болып
табылады.
Кез келген физикалық құбылыс әдетте өзгерістермен
белгілі бір құбылыс
үшін қажетті физикалық шамалардың кеңістікте және уақытта бірге жүреді.
Жылу өткізгіштік процесі, жылу берудің басқа түрлері сияқты болуы мүмкін.
Дененің әртүрлі нүктелерінде (немесе денелер жүйесінде) температура бірдей
болмаған жағдайда ғана орналастырылады.. Жалпы жағдайда қатты денеде
жылу өткізгіштік арқылы жылу алмасу процесі кеңістікте де, уақыт бойынша
да температураның өзгеруімен бірге жүреді.
Жылуөткізгіштіктің аналитикалық зерттеуі температураның
кеңістік-уақыт
өзгеруін зерттеуге, яғни теңдеудің белгілі бір түрін табуға дейін қысқарады:
(1.1)
(1.1) теңдеу температура өрісінің математикалық өрнегі болып табылады.
Осылайша, температура өрісі мәндер жиыны болып табылады.
Стационарлық және стационарлық емес температуралық өрістер бар.
(1.1) теңдеу температуралық өрістің ең жалпы түрінің жазбасы,
температураның уақыт бойынша және бір нүктеден екінші нүктеге өзгеруін
көрсетеді. Мұндай өріс жылу өткізгіштіктің тұрақсыз жылу режиміне сәйкес
келеді және стационарлық емес температура өрісінің болып табылады.
Егер жылу режимі тұрақты болса, онда әрқайсысында температура
өріс нүктесі уақыт өте өзгермейді және мұндай температура өрісі стационар
деп аталады. Бұл жағдайда температура тек мына координаттардың
функциясы болып табылады:
(1.2)
(1.1) және (1.2) теңдеулеріне сәйкес температура өрісі кеңістіктік болып
табылады, өйткені температура үш координатаның функциясы. Егер
температура екі координатаның функциясы болса, онда өріс екі өлшемді деп
аталады:
(1.3)
Егер температура бір координатаның функциясы болса, онда өріс бір өлшемді
деп аталады: