Azərbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ аzərbaycan texniKİ universiteti “Hİdravlika və İSTİLİk texnikasi” kafedrası

İstilikvermənin tənliyi.
Sərhəd təbəqəsinə Furye qanununu tədbiq edib, yazırıq

Nyuton-Rixman qanununa görə isə

Buradan



Enerji tənliyi.

Mayenin sərhəd təbəqəsindəki ∂t/∂n qradientini təyin etmək üçün mayenin daxili temperatur sahəsinin diferensial tənliyini çıxarmaq lazımdır.

Mayenin daxilində həcmi dV=dx∙dy∙dz olan paralelepiped ayıraq. Həmin paralelepipedə dτ vaxt ərzində

istiliyi daxil olur. Bu istilik entalpiya dəyişməsinə sərf olunur:

Burada Dt/dτ – substansional törəmədir (hərəkət edən mühit – substansiya ilə əlaqədar olduğuna görə)

; ;
olduğunu nəzərə alsaq ( – ωsürəti vektorunun koordinat oxlarına proyeksiyasıdır), yaza bilərik

– temperaturun yerli (və ya lokal) dəyişməsi;
– temperaturun konvektiv dəyişməsidir.
dQ=dİ olduğundan

və ya



enerjinin diferensial tənliyidir.

Bu tənlik açıq şəkildə aşağıdakı kimi yazılır:

(2.37) ifadəsi enerji üçün Furye-Kirhof qanunudur. Gördüyümüz kimi axının temperatur sahəsi sürətin sahəsindən asılıdır.

Digər tərəfdən temperatur sahəsinin mövcud olması təbii (sərbəst) konveksiya üçün şərait yaradır. Odur ki, temperatur sahəsi də sürətlər sahəsinə təsir edir.

Istilikvermə və enerji tənliklərinə üç dəyişən parametr – “α”, “t” və “ ” daxildir.tənliklər sisteminin qapanması üçün bir tənlik də əldə olunmalıdır.
İSTİLİKVERMƏ. NYUTON QANUNU.

Divardan mayeyə istilik veriləndə temperatur -dən -ə qədər dəyişir. Divara yaxınlaşdıqca istilik müqaviməti artdığından temperatur qradiyenti də artır (şəkil 4.3). Maye daxilində konveksiya güclü olduğundan temperaturun dəyişməsi zəifləyir. Temperatur əyrisi təxminən parabolik əyridir.

Konveksiya ilə verilən istilik selinin sıxlığı Nyuton qanunundan tapılır:

(4.1)

onda tam verilən istilik miqdarı

(4.2)

burada -istilikvermə əmsalı; F-divarın səthinin və mühitin temperaturları; -zamandır. Deməli konveksiya ilə verilən istilik temperaturlar fərqi ilə düz mütənasibdir.

əmsalını (4.1) ifadəsindən təyin edək

(4.3)

yəni istilikvermə əmsalı, səthin vahid sahəsindən vahid zamanda divarla mühit arasındakı temperaturlar fərqi bir dərəcə olduqda verilən istilik miqdarıdır. Deməli o, istilikvermənin şiddətini göstərir. əmsalı yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi çoxlu amillərdən asılıdır: səthin forması (Ф), ölçüləri (l₁,l₂), temperaturundan ( ), mayenin sürəti (w), temperaturu ( ), özlülüyü η, istilikkeçirməsi ( ), istilik tutumu ( ), sıxlığı ( ), temperaturlar fərqindən ( ), mayenin hərəkət xarakterindən (X), istilik selinin istiqamətindən ( ), konveksiyanın növündən, maddənin aqreqat halından və s.

(4.4)

Bu səbəbdən istilikvermə əmsalı geniş intervalda dəyişir. Misal üçün aşağıda bəzi hallardan ötrü onun təxmini qiymətini göstərək.

İstilik mübadiləsi şərti
Havanın qızdırılması və soyudulması Su buxarının q.s. Yağın qızdırılması və soyudulması Suyun q.s. Suyun qaynaması Su buxarının təbəqəli kondensasiyası Su buxarının damcılı kondensasiyası Üzvi mayelərin buxarının kondensasiyası	1-60 25-120 60-1.750 230-11.600 580-52.000 4.650-17.500 46.500-140.000 580-2300

-nın belə geniş intervalda dəyişməsinə səbəb axının sürəti, temperatur rejimi və başqa amillərdir.

İstilikvermə əmsalına xüsusən maddənin aqreqat halının dəyişməsi güclü təsir göstərir. Maye və qaz halı üçün də kəskin fərqlənir, çünki onların sıxlıqları ciddi fərqlənir. Ona görə də texnikada soyutma prosesində mayedən istifadə olunur (kəsici alətlərin emulsiya ilə soyudulması, məmulatların möhkəmləndirilməsi, DYM-nin su və ya antifrizlə soyudulması və s.).

İstilikvermə əmsalının maksimal qiyməti qaynama və kondensasiya zamanı olur, çünki burada çoxlu miqdarda istilik ayrılır və ya udulur (gizli buxarlanma istiliyinə görə). Bu metodla soyutma kosmonavtikada (kosmik gəminin korpusunun soyudulması, raket mühərrikinin soyudulmasında). İstilikdəyişdirici aparatlarda qızdırıcı agent kimi kondensasiya edən su buxarı işlədilir. İstilikverməni şiddətləndirmək üçün mühitin hərəkət sürətini artırmaq, axının turbulentliliyini gücləndirməliyik və çalışmaq lazımdır ki, qaz mühiti maye ilə əvəz edəsən.

Konvektiv istilik mübadiləsi çox mürəkkəb prosesdir. Onu təyin edən parametrlər arasında analitik əlaqə yaratmaq qeyri-mümkündür, ona görə də eksperimentdən və oxşarlıq nəzəriyyəsindən istifadə edilir.