Mavzu: yengil sanoat texnologik jarayonlarida issiqlik almashinish jarayonlari. Issiqlik almashinish qurilmalari. Umumiy tushunchalar. Oharlash va oqartirish jarayonlari issiqlik almashinish jarayonlari

Issiqlik o’tkazuvchanlik
Turli haroratlarga ega bo’lgan jismlar yoki ularning ayrim qismlarini o’zaro tegib turishi paytida yo’z bergan issiqlik almashinishga issiqlik o’tkazuvchanlik deb yuritiladi. Issiqlik o’tkazuvchanlikning mexanizmi jismlarning agregat holatiga bog`liq bo’ladi. Suyuqliklar va qattiq jismlar-dielektriklarda issiqlik o’tkazuvchanlik yonma-yon joylashgan zarrachalar atom va molekulalarning issiqlik harakati ta`sirida energiya almashinishiga asoslangan. Metallarda issiqlikning almashinishi asosan erkin elektronlarning diffo’ziyasi orqali boradi. Gazlarda issiqlik o’tkazuvchanlik molekula va atomlarning o’zaro tochqnashuvi hamda ularning diffo’ziyasi ta`sirida yo’z beradi.
Harorat maydoni va gradiyenti. Jismning hamma nuqtalaridagi haroratlar qiymatlarining yig`indisi harorat maydonini tashqil etadi. Harorat maydoni turg`un va noturg`un bo’lishi mumkin. Agar har bir nuqtadagi harorat vaqt davomida o’zgarmasa, bunday harorat maydoni turg`un bo’ladi. Mabodo harorat vaqt ochtishi bilan o’zgarsa, bunday maydon noturg`un harorat maydoni deb yuritiladi.
Harorat maydoni umumiy holatda quyidagi funksional bog`liqlik bilan ifodalanadi:
(19.12)
bu yerda, t — tekshirilayotgan nuqtadagi harorat; x, y, z — tekshirilayotgan nuqtaning koordinatalari; - vaqt.
Koordinatalarning soniga ko’ra, harorat maydoni bir o’lchamli va uch o’lchamli bo’lishi mumkin.
Bir xil haroratga ega bo’lgan nuqtalarning geometrik o’rni izotermik yuza deb yuritiladi. Harorat bir izotermik yuzadan ikkinchi izotermik yuza yo’nalishiga qarab o’zgaradi (19.3-rasm). Haroratlarning eng ko’p o’zgarishi izotermik yuzalarga o’tkazilgan normal chiziqlar bo’yicha yo’z beradi. Haroratlar farqi ning izotermik yuzalar oralig`idagi normal bo’yicha olingan masofa ga nisbati harorat gradiyenti deb ataladi:



19.3-rasm. Harorat gradiyentini aniqlashga doir grafik.
Harorat gradiyenti nolga teng bo’lmagan holatda issiqlik oqimi yuzaga keladi. Bunda issiqlik oqimining yo’nalishi harorat gradiyenti chizig`i bo’yicha boradi, ammo harorat gradiyentiga qarama-qarshi yo’nalgan bo’ladi:
Fure qonuni. Bu qonunga ko’ra, issiqlik o’tkazuvchanlik orqali ochtgan issiqlik miqdori dQ harorat gradiyentiga , vaqtga ( ) va issiqlik oqimi yo’nalishiga perpendikulyar bo’lgan maydon kesimiga (dF) proporsionaldir, ya’ni:
(19.13)
Agar deb olinsa, u holda,
(19.14)
bu yerda, q — issiqlik oqimi zichligi; — issiqlik o’tkazuv­chanlik koeffitsienti. Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti quyidagi o’lchov birligiga ega:

Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti issiqlik almashinish yuzasi birligidan (1 m²) vaqt birligi davomida (1 s) izotermik yuzaga normal bo’lgan 1 m uzunlikka tochg`ri kelgan haroratlarning bir darajaga pasayishi vaqtida issiqlik o’tkazuvchanlik yo’li bilan berilgan issiqlik miqdorini belgilaydi.
Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsientining qiymati moddaning tuzilishi va uning fizik-kimyoviy xossalariga, harorat va boshqa bir qator kattaliklarga bog`liq. Oddiy (normal) harorat va bosimda metallar issiqlikni juda yaxshi, gazlar esa juda yomon o’tkazadi. Masalan, ayrim moddalarning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti quyidagi qiymatlarga ega: mis ; po’lat ; beton ; tomchili suyuqliklar ; gazlar ; havo