Дәріс 12. Конвективті жылуалмасу

Дәріс 12. Конвективті жылуалмасу

1. 
   Конвективті жылуалмасу
   
2. 
   Конвективті жылуалмасудың әртүрлі факторларда тәуелділігі
   
3. 
   Сұйықтың еріксіз және еркін қозғалысы конвективті жылуалмасу
   
4. 
   Сүйықтың орта температурасы
   
5. 
   Заттың агрегаттық күйі өзгергендегі жылуалмасуы
   

Конвективті жылуалмасу ортаның физикалық қасиеттерінен тәуелді және оның қозғалыс түрінен тәуелді.

Конвективті жылуалмасу табиғи (еркін) конвекция және еріксіз конвекция болып бөлінеді.

Табиғи конвекция - бірқалыпты қыздырылмаған, сондықтан мда тығыздығы бойынша біркелкі емес ортаға тек ауырлық күші әсерімен жүреді.

Еріксіз конвекция деп егер ортаның қозғалысы сорап, желдеткіш, араластырғыш көмегімен жүретін процесті айтады.

Егер ортаның агрегаттық күйі бір түрден екінші түрге ауысса, онда осы кезде болатын конвективті жылуалмасу агрегаттық күйі өзгеретін конвективті жылуалмасу деп аталады. Конвекивті жылуалмасу әртүрлі жылуалмастырғыштар да және жылукүштік қоңдырғыларда жүреді.

Орта температура, анықтаушы температура, эквивалентті (балама) диаметрі.

Жылу ағынын анықтайтын шамаларды анықтау үшін қолданылатын формулалардың барлығына, көптеген жағдайда арнаның (каналдың) қимасы бойынша, сонымен қатар қаналдың ұзын таралатын сұйық температурасының мәні кіреді. Сол себепті, техникалық есептеулерде сұйықтың температурасы деп ағынның орта температурасын алады.

Барлық қима ауданынан «F» уақыт бірлігінде өтетін жылу мөлшері мына формуламен анықталады:

t_ор = (2)

мұндағы, F – арнаның көлденең қимасының ауданы, м²;

t - әр қима элементіндегі температура;

W - әр dF элементіндегі сұйық жылдамдығы, м/с;

c_{p –} изобаралық жылусыймдылық, ;

p - сұйық ьығыздығы, кг/м³.

Егер сұйық жылдамдығы арнаның қимасы бойынша тұрақты немесе нөлге тең болса онда t_ор формуласы мнадай түрге енеді:

Егер сұйық ағынының температурасы қима ауданынан басқа, арнаның ұзын бойымен де өзгерсе, онда оны мына формуламен анықтайды:

мұндағы, және құбырдың немесе арнаның бастапқы және соңғы қимасындағы температуралар арыны;

(3) формуласындағы «+» таңбасы сұйық салқындатылғанда, ал «-» таңбасы сұйықты жылыту кезінде алынады.

Қарапайым жағдай үшін, егер сұйық температурасы аз температуралар аралығында өзгерсе, онда орта температураны, орта арифметикалық деп алады:

(5)
Тамшылы сұйықтар мен газдардың физикалық параметрлері температура өзгергенде оларда өзгереді. Олардың шамасын
(6)
Кезіндегі шамаларына тең деп алады.

Жылу беру коэффициентін анықтағанда ұқсастық теңдеуінде берілген процестеқандай температура анықтаушы температура ретінде алынғанына көңіл бөлу керек. Ұқсастық шамаларындағы анықтаушы өлшем ретінде қай өлшем процесті жүргізуге керек болса, сол өлшемді алу қажет. Мысалы, дөңгелек қималы құбырларда – ішкі диаметр. Ал қимасы дөңгелек болмаса, онда диаметрдің орнына эквивалентті (балама) диаметр

S - толық суланған қима периметрі, м.

Құбырды немесе құбырлар анықтаушы өлшемденеңінен жұғанда анықтаушы өлшем ретінде, құбырдың сыртқы диаметрі алынады. Жалпақ (жазық) беті жуғанда оның сұйық қозғалысы бағытындағы ұзындығы алынады.
Өздік бақылау сұрақтары

1. 
   Ковективті жылу алмасу дегеніміз не?
   
2. 
   Конвективті жылу алмасудың түрлерін атаңыз
   
3. 
   Орта температура, анықтаушы температура, сәйкестік диаметрі туралы не білесіз
   
4. 
   Жылу мөлшерінің формуласын жазыңыз
   
5. 
   Орта температураның формуласын жазыңыз
   
6. 
   Ұқсастық теориясы және теңдеулері туралы не білесіз
   
7. 
   Агрегаттық жүйе өзгергендегі жылу алмасуды түсіндіріңіз
   

1. 
   Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат, 1969. - б.198-209
   
2. 
   Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.: Высшая школа, 1980. - б. 348-391, б. 394-401
   
3. 
   Лариков Н.Н. «Теплотехника» - Стройиздат., 1985. – б.223-259