Kafedrasi “sanoat korxonalarida energiya tejamkor tadbirlarni samaradorligini baholash”

Konvektiv issiqlik uzatish. Asosiy tushuncha va ta'riflar.
Konvektiv issiqlik uzatish deganda biz konveksiya va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan issiqlik uzatish jarayonini tushunamiz. Suyuqlik yoki gaz oqimi va qattiq sirt orasidagi konvektiv issiqlik almashinuvi konvektiv issiqlik uzatish yoki oddiygina issiqlik uzatish deb ataladi. Odatda, muhandislik hisoblarida issiqlik uzatish aniqlanadi va buning uchun Nyuton-Rixman qonuni qo'llaniladi.
Vt
Bu erda α - issiqlik uzatish koeffitsienti, uning jismoniy ma'nosi quyidagicha: bu devor va suyuqlik o'rtasidagi birlik harorat farqida suyuqlik bilan devorning birlik maydoniga almashtiriladigan issiqlik miqdori.
Issiqlik uzatish murakkab jarayondir. α koeffitsienti ko'p sonli omillarga bog'liq bo'lib, konvektiv issiqlik uzatishni o'rganishdagi asosiy qiyinchilik issiqlik uzatish koeffitsientini α aniqlashda yotadi.
Umumiy holatda, α issiqlik almashinuvi yuzasi bo'ylab o'zgarishi mumkin va shuning uchun sirt ustida o'rtacha hisoblangan issiqlik uzatish koeffitsienti va sirtning bitta elementiga mos keladigan mahalliy yoki mahalliy issiqlik uzatish koeffitsienti qo'llaniladi.
Erkin (tabiiy) konvektsiyani va majburiyni ajrating. Erkin konvektsiya bilan gaz qizdirilgan va sovuq suyuqlik zarralari zichligidagi farq tufayli, ikkinchisida - tashqi kuchlar (nasos, shamollatish va boshqalar) tufayli harakatlanadi.
Issiqlik uzatish jarayonining intensivligi sezilarli darajada suyuqlik oqimi rejimiga bog'liq. Ma'lumki, ikkita asosiy oqim rejimi mavjud: laminar va turbulent. Laminar rejimda oqim sokin, reaktiv xarakterga ega. Turbulent bilan - harakat tartibsiz, uyurma. Harakat rejimining o'zgarishi ma'lum bir "kritik" tezlikda sodir bo'ladi.

Erkin suyuqlik harakati paytida issiqlik uzatish.

5-rasm. Turli xildagi kanallardagi suyuqlik harakati.

Vertikal kanallar va tirqishlarda, ularning qalinligi d ga qarab, suyuqlikning aylanishi (5-rasmga qarang) ikki yo'l bilan davom etishi mumkin: o'zaro aralashuvsiz va aylanma halqalarning paydo bo'lishi bilan.

Gorizontal kanallarda jarayon isitiladigan va sovuq yuzalarning o'zaro joylashishi va ular orasidagi masofa bilan belgilanadi.

Hisob-kitoblarni osonlashtirish uchun konvektiv issiqlik uzatishning murakkab jarayoni odatda issiqlik o'tkazuvchanligining elementar hodisasi sifatida ko'rib chiqiladi, shu bilan birga ekvivalent issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti λ_ekv tushunchasi kiritiladi.

bu erda Q - issiqlik miqdori; δ - oraliq qatlamning qalinligi; F - issiqlik almashinuvi maydoni; ∆t - harorat farqi.

Konveksiyaning ta'siri konveksiya koeffitsienti bilan hisobga olinadi bu erda λ - suyuqlikning issiqlik o'tkazuvchanligi.
Erkin harakatlanish uchun E_k = E_k (Gr*Pr) va taxminiy hisob-kitoblar uchun quyidagi hisoblangan bog'liqliklar qabul qilinadi:

yoki
E_k = 1, agar Gr*Pr < 1000 boʻlsa.