O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta‘lim vazirligi qarshi davlat universiteti «kasbiy ta’lim»

13-MA`RUZA: PLYONKALI QAYNASH REJIMIDA ISSIQLIK ALMASHISH.


Ma’ruzada yoritiladigan savollar:

1. 
   Gorizontal quvur ichida plyonkali rejimda issiqlik almashish.
   
2. 
   Vertikal quvurlarda va plastinkalarda plyonkali rejimda –turbulent oqimda issiqlik almashish.
   
3. 
   Pufakchali rejimda issiqlik berish koeffitsiyenti – yeng katta qiymatga erishishi.
   

Oldingi paragrafdan ma’lumki, plyonkali qaynash rejimida sirt va suyuqlik orasida plyonka bug‘ qatlam hosil bо‘ladi. Bu qatlam suyuqlikni sirtdan ajratadi. Plyonka bug‘ qatlamida issiqlik harorati t bо‘lgan sirtdan xarorati t_T bо‘lgan suyuqlikka issiqlik konvektiv va issiq nurlanish yо‘llari bilan beriladi. (t > t_T deb olinganda, albatta).

Issiqlik almashtirish jadalligi plyonkali qaynash rejimida pufakchali bug‘ qatlamining termik qarshiligi orqali aniqlanadi. Termik qarshilik esa bug‘ qatlamining qalinligiga bog‘liq, qalinlik ortsa, termik qarshilik xam ortadi. Qalinlik miqdori esa sirt о‘lchamlari va shakli va og‘irlik maydonida sirtni joylanishiga bog‘liq. Gorizontal quvur ichida plyonkali rejimda qaynayotgan suyuqlik erkin xarakat qilganida quvurning yuqori qismida bug‘ qatlami xosil bо‘ladi va bu qatlam tо‘planib sirtda pufakchalar shaklida ajraladi.Bu bug‘ qatlami qalinligi millimetrni bir necha qisminigina tashkil qiladi va xarakati laminar bо‘ladi. Issiqlik berish koeffitsiyenti bu xolda о‘rtacha 100-800 Vt/m² grad ga teng. Shunday gorizontal quvurlarda plyonkali rejimda qaynab ozod xarakatlanayotgan suyuqlik bilan quvurning ichki sirti orasidagi ni
(1)
formula bilan xisoblaydilar. Bunda -bug‘ni plyonkadagi effektiv bug‘ xosil bо‘lish issiqligi D- quvur diametri. Formuladagi kattaliklar issiqlik eltuvchining bug‘ fazasiga tо‘g‘ri keladi, faqat suyuq fazaga olingan.
Vertikal quvurlarda va plastinkalarda plyonkali rejimda qaynab xarakatlanish turbulentli (uyurmali) bо‘ladi. Plyonka sirti tо‘lqinsimon tebranadi va plyonka qalinligi xarakat yо‘nalishida ma’lum qiymatgacha oshib boradi. Tajribalar kо‘rsatadi qiymati quvur yoki plastina balandligi va bug‘ sarfiga deyarli bog‘liq emas. Bundagi jarayon suyuqlikni konveksiya tufayli xarakatidagi jarayonga о‘xshash bо‘lib arximed kuchi orqali aniqlanadi. Bu xolda ni qiymatini
(2)
formuladan xisoblaydilar. Bunda  va  belgilari suyuqlik va bug‘ga tegishliligini eslatib quyamiz.
Plyonkali qaynash rejimida katta о‘lchamdagi gorizontal plita yoki plastina sirtida plyonkaning sirti tо‘lqinsimon tebranishlar qiladi. Tо‘lqinsimon tebranishlar bо‘lganligi uchun plita yoki plastinaning ayrim joylarida yuqoriga sakrab turadigan bug‘ pufakchalari xosil bо‘lib turadi. Agar sirt xarorati suyuqlik xarorati ga yaqin yoki unga teng bо‘lsa, sakragan joyini suyuqlik zarrachasi oladi va oshadi, lekin t > t_T bо‘lsa, sakrashlar kо‘payib bug‘ qatlami xosil qiladi.
Sirt xarorati sferoidal xolat yoki Leydenfrost nuqtisi deb aytiladigan xaroratga teng yoki bundan kichik bо‘lgan xolda plyonkali qaynash rejimi yо‘qoladi. Plyonkali qaynash rejimi yо‘qolganda suyuqlik sirtga tegadi va kо‘payadi. Ana shu xolatga mos keladigan xaroratga suyuqlikning chegaraviy о‘ta isitish xarorati deb aytadilar. Agar suyuqlik xarorati bо‘lsa, suyuqlik fazasi termodinamik absolyut noustivor (absolyut noturg‘un, absolyut beqaror) xolatda bо‘ladi, suyuqlik о‘z-о‘zidan parchalanadi va bug‘lanadi.
I-rasmda qiymatini R ga bog‘lanishi tasvirlangan. Absissa о‘qida suyuqlikni

I-rasm.

qaynashidagi bosim, ordinata о‘qida suyuqlik xaroratining qiymatlari keltirilgan. Punktir chizig‘i suyuqlikni chegaraviy о‘ta isitish xarorati ning R ga bog‘lanishini ifodalaydi. chizig‘i esa suyuqlikni tо‘yintiruvchi va suv bug‘ xolatidagi qiymatini R ga bog‘lanishini tasvirlaydi. Bu ikkala chiziq kritik nuqtaga K.N. ga tamom bо‘ladi. Bu K.N. nuqta moddalarni kritik xolatlariga tо‘g‘ri keladi. Chegaraviy о‘ta isitish xarorati moddalarning tabiatiga bog‘liq.

Jadval.

Suyuqlik
Etil spirti	78.3	195
Metil spirti	64.5	190
Atseton	56.1	181
Dietil efir	34.5	144
Benzol	80.1	226
Pentan	36.1	147
Geksan	68.7	182
Gaptan	98.4	215

Jadvalda qiymatlar normal atmosfera bosimida bir necha suyuqliklar uchun kattaliklar qiymatlari keltirilgan. Agar chegaraviy xaroratlar farqining miqdori kattalikdan katta bо‘lsa plyonkali qaynash yо‘qoladi. Shunday qilib,

(3)
tenglikdagi proporsionallik koeffitsiyenti S<1 bо‘lsa plenkali qaynash bо‘lmaydi. Odatda oraliqda о‘zgarar ekan.
Yuqorida aytilganidek sirt harorati о‘ta tо‘yinish harorati dan ancha katta bо‘lganda, ya’ni bо‘lganda, suyuqlik sirt sathiga tegolmayda, chunki suyuqlik sirtga yaqin kelganda gidrodinamik beqaror holatida bо‘lib о‘z-о‘zidan parchalanib bug‘lanadi. Bu о‘z-о‘zidan parchalanish hodisasi, suyuqlik gidrodinamik beqaror holatda bо‘lishiga qaramasdan plyonkali qaynash rejimi sodir bо‘la oladi degan hulosaga olib keladi. Plyonkali qaynash rejimini yо‘qolishiga olib keladigan issiqlik oqimining zichligi
(4)
Ifodadan hisoblanishi mumkin. bunda

tengligini aytgan edik, qiymati (1),(2) formulalar bilan hisoblanadigan issiqlik berish koeffitsiyenti.
Shunday qilib qaynash jarayonida issiqlik almashish jadalligi qaynash rejimiga bog‘liq holda о‘zgarar ekan va pufakchali rejimda eng katta qiymatga erishar ekan, degan xulosa chiqadi. Plyonkali qaynash rejimida xavfli hodisa bо‘lmasligi uchun ni kamaytirish, boshqacha aytilganda ni kamaytirish lozim ekan.