Issiklik uzatish

3 Silindrik devor orkali issiklik uzatish

Issiq muhitdan soviq muhitga silindrik devor orqali uzatilayotgan issiqlik miqdori yassi devor uchun topilgan uslubda topiladi.

Aytaylik, diametri uzunligidan juda kichik bo‘lgan quvur ichidan issiq suyuqlik yoki gaz o‘zgarmas t₁ temperaturada harakat kilsin. quvur atrofidagi soviq muhitning temperaturasi o‘zgarmas va t₂ ga teng bo‘lsin
(2-rasm).

2-расм.

2

kuvur devori bir qatlamli bo‘lib, issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti λ, ichki diametri d₁ tashqi diametri d₂ ga teng. Issiq muhitning devorga issiqlik berish koeffitsiyenti α₁ va devor sirtidan soviq muhitga issiqlik berish koeffitsiyenti α₂. Devor sirtlarining nomaʼlum temperaturalari t_dev1 va t_dev2.

Barqaror rejimda issiq muhitdan devor sirtiga beriladigan, devor orqali o‘tadigan va devor sirtidan soviq muhitga beriladigan issiqlik oqimi o‘zgarmas va bir-biriga teng bo‘ladi. U holda issiqlik oqimi uchun quyidagi uchta tenglikni yozishimiz mumkin:

(12)

Bu tengliklar sistemasini temperaturalar farqiga ko‘ra yechib va qo‘shib quyidagi tenglikni hosil qilamiz:

(13)
bu yerda:

chiziqli issiqlik uzatish koeffitsiyenti deyiladi va birligi [ ] bo‘ladi.
Silindrik devor orqali uzatilayotgan issiqlik oqimining zichligi:

Chiziqli issiqlik uzatish koeffitsiyentining son qiymati 1 м uzunlikdagi quvurdan temperaturalari farqi 1⁰ bo‘lgan issiq muhitdan soviq muhitga uzatiladigan issiqlik oqimining qiymatiga teng bo‘ladi. Shuning uchun (14.12) tenglikni quyidagicha yozishimiz kerak:
(14)
Ko‘p qatlamli silindrik devor orqali issiqlik uzatilganda , issiqlik oqimi quyidagi tenglikdan topiladi:
(15)
Devorning ichki yoki tashqi sirtiga qaratilgan issiqlik oqimining zichligi quyidagi tenglamalar yordamida topiladi:

Chiziqli issiqlik uzatish koeffitsiyentiga teskari bo‘lgan 1/Ks kattalik, silindrik devor orqali umumiy chiziqli termik qarshilik deyiladi:
(16)
bu yerda: tashqi termik qarshilik;
ko‘p qatlamli silindrik devorning ichki termik qarshiligi;
R_s – ning birligi
Ichki sirtning temperaturasi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
(17)
Tashqi sirtning temperaturasi:
(18)

4 Issiklik izolyasiyasining kritik diametri

Atrof muhitga issiqlik yo‘qotilishini kamaytiradigan, har qanday issiq sirt qoplamasi – issiqlik izolyasiyasi deyiladi.

Issiqlik izolyasiyasi sifatida – asbest , po‘kak, slyuda, penobeton, jun, shishali momiq va shunga o‘xshash boshqa issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti past bo‘lgan materiallar ishlatiladi.
Aytaylik, silindrik devor bir qatlamli izolyasiya bilan koplangan. Izolyasiya qalinligi o‘zgarganda α₁, α₂, d₁, d₂ , λ₁, λ₂, t₁ va t₂ o‘zgarmas bo‘lib, to‘liq termik qarshilik quyidagiga teng:

Izolyasiyaning tashqi diametri d₃ ortishi bilan izolyasiya qatlamining qarshiligi ( ) ham ortadi, lekin bir vaqtda izolyasiya tashqi sirtining issiqlik berish qarshiligi kamayadi.
Tenglamaning o‘ng tomonidagi birinchi kattalikdan d₃ bo‘yicha hosila olib va Q ga tenglashtirib, quyidagiga ega bo‘lamiz.
bundan
(19)
Formuladan ko‘rinib turibdiki, izolyasiyaning kritik diametri d _kr quvurning issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti qanchalik kichik va izolyasiyaning tashqi sirtidan atrof - muhitga issiqlik berish koeffitsiyenti α₂ qanchalik katta bo‘lsa, shunchalik kichik bo‘ladi.
K_s dan olingan ikkinchi hosila Q dan katta bo‘ladi. Shuning uchun kritik diametrda issiqlik qarshiligi eng kichik, issiqlik oqimi esa eng katta qiymatga erishadi. (14.3-rasm).



q
d_izkr e d_iz >d_kr

A B

3-расм.

d₂ d_kr d₃ d

(14.19) tenglamaga ko‘ra agar izolyasiyaning tashqi diametri d_iz= d_kr bo‘lsa atrof - muhitga issiqlik yo‘qotilishi maksimal qiymatga erishadi. K(nuqta) va izolyasilanmagandagi qiymatiga teng bo‘ladi.

Agar d ortsa, lekin d_kr dan kichik bo‘lsa issiqlik yo‘qotilishi ortadi (AK chiziq).
Agar izolyasiyaning tashqi diametri ortib borsa d_iz ® d_kr issiqlik yo‘qotilishi kamayib boradi (KV).
Demak izolyasiyaning yaxshi natija berishi uchun kritik diametr –izolyasiyalanmagan quvur diametridan kichik bo‘lishi kerak d_kr< d₂ yoki izolyasiya materialining issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti quyidagicha bo‘lishi kerak:
(20)

5 Issiklik uzatishni jadallashtirish

Issiqlik qurilmalarini amalda ishlatish issiq muhitdan soviq muhitga issiqlik uzatilishini yaxshilash sharoitlarini talab qiladi. Bu sharoit asosan issiqlik uzatish koeffitsiyentiga bog‘liq.

Barcha issiqlik uzatish termik qarshiliklari nisbatlarining tahlili issiqlik uzatish jarayonini tadqiqot qilish va issiqlik oqimi qiymatini sezilarli o‘zgartirish imkonini beradi.
Issiqlik uzatishni jadallashtirishni ikki usulini ko‘rib chiqamiz: