Reja: Tekis bir qatlamli devorlar issiqlik otkazuvchanligi

Mavzu:Tekis devorga va silindirik devorlaning issiqlik õtkazuvchanligi

Reja:
1.Tekis bir qatlamli devorlar issiqlik otkazuvchanligi
2.Silindirik devorlar issiqlik õtkazuvchanligi
3.Ikki qatlamli devorlar otkazuvchanligi
83. Chegara shartlarining birinchi turida statsionar issiqlik o'tkazuvchanlik. Tekis bir qatlamli devorning issiqlik o'tkazuvchanligi
8 .3-rasmda bir jinsli materialdan (g'isht, metall, yog'och va hokazo) ishlangan qalinligi ö bo'lgan yassi bir qatlamli devor ko'rsatilgan.
Materialning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti temperaturaga bog'liq emas, deb qabul qilamiz. Devorning tashqi sirtlarida temperaturalar o'zgarmas ti>t2 holda saqlab turiladi; temperatura faqat devor sirtiga perpendikulyar bo 'Igan yo'nalishdagina o'zgaradi, ya'ni temperatura maydoni bir o'lchamli, temper- 83-rasm. Tekis bir qatlamli atura gradienti dt/dx ga teng. Devor or- devor. qali o'tadigan issiqlik oqimining zichligini topamiz va temperaturaning devor qalinligi bo'yicha o'zgarish tavsifini
aniqlaymiz. Devor ichida ikkita izotermik sirt bilan chegaralangan, qalinligi dx bo'lgan elementar qatlamni ajratamiz. Bu qatlam uchun Fure tenglamasi quyidagi ko'rinishda bo'ladi:

dt

dx
(8.16) q q

yoki dt = —dx va t = —dx + c

Integrallash doimiysi c chegara shartlaridan aniqlanadi: x=() bo'lganda t=tl. Bundan c=tl, binobarin tenglama quyidagi ko'rinishda bo 'ladi: q
—— x + ti
Bu tenglamadan ko'rib chiqilayotgan devor orqali o'tuvchi issiqlik oqimining zichligini aniqlash mumkin. Ushbu tenglamaga x=ö qiymatni qo'ysak t=t2 bo'ladi, bundan
— G) = — At (8.17)
Yassi devorda issiqlik oqimining zichligi issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsenti ga, temperaturalar farqi (ti—t2) ga to'g'ri proportsional va devor qalinligi ö ga teskari proportsional bo'ladi. Shuni nazarda tutish kerakki, issiqlik oqimi temperaturaning absolyut qiymati bilan emas, balki ularning farqi —issiqlik bosimi bilan aniqlanadi.
nisbat devorning issiqlik o'tkazuvchanligi deyiladi; uning o'lchamligi [Vt/(m vad)]. (8.17) tenglikni boshqacha ko'rinishda yozish mumkin:
(8.18)
Devor qalinligining issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientiga nisbati devorning termik qarshiligi deyiladi.
(8.17) formuladan devorning yassi sirti F orqali t vaqt ichida uzatilgan umumiy issiqlik miqdori Q ning qiymatini topish mumkin.
(8.19)
Agar (8.16) formulaga (8.17) formuladan q ning qiymatini keltirib qo'ysak, temperatura egri chizig'ining tenglamasini olish mumkin.

Silindrik devorning issiqlik o'tkazuvchanligi

I ssiqlik mashinalari va issiqlik almashinuv apparatlari devorining sirtlari ko'pincha kontsentrik joylashgan ikkita Silindrik sirt (quvurlar, apparatlarning korpuslari, dvigatelning silindrlari va shunga o'xshash) bilan chegaralangan bo'ladi.
8.5-rasmda uzunligi t bo'lgan quvur bo'lagi ko'rsatilgan. Uning ichki diametri dl va tashqi diametri (12 Materialning issiqlik o'tkazuvchanligi o'zgarmas vaz ga teng. Quvurning ichki va tashqi sirtlari temperaturalari ti va t2 ga teng va tl>t2. Temperatura faqat radial yo'nalishda o'zgaradi. Tekshirilayotgan devor ichidan radiusi r va qalinligi dr bo'lgan elementar Silindrik qatlam ajratamiz. U holda Fure qonuniga asosan shu qatlamdan vaqt birligi ichida o'tadigan issiqlik miqdori
8.5-rasm. Bir qatlamli quyidagiga teng.
Silindrik devor.
dt dt

Q —z271		(8.23)
bundan
Q dr Q dt = — va t = 2171 r Chegara shartlariga asosan: r=rł; t=tl va r=r2 da t=t2 U holda	In r + c	(8.24)
Q 2171 2171 bu tenglikdan		(8.25) (8.26)

yoki
111

bundan
217 1 (8.27)
Q At
In
Olingan tenglama Silindrik devorning issiqlik o'tkazuvchanligini hisoblash formulasi bo'lib, u tlSilindrik devor qalinligi bo'yicha temperaturaning o'zgarishini aniqlash uchun (8.24) tenglikka (8.25) tenglikdan S ning qiymatini va (8.27) formuladan Q ning qiymatini qo'yamiz:
217CAt 217CAt
Inrx +tl + In ri
In —2 217C In —A 217C
yoki
(8.28)
dl
Bu tenglik logarifmik egri chiziqning tenglamasi bo'lib, tlSilindrik devor uchun issiqlik oqimining zichligi ichki yu zaning birligiga CII yoki tashqi yuzaning birligiga C12, ko'pincha quvurning uzunlik birligiga CII nisbatan olinadi.
Oxirgi hol uchun
Quvurning uzunlik birligiga nisbatan olingan issiqlik oqimi Cl/ issiqlik oqimining chiziqli zichligi deyiladi va Vt/m da o'lchanadi.
. Ko'p qatlamli Silindrik devorning issiqlik o'tkazuvchanligi
Amalda bir qatlamli Silindrik devorlar kam uchraydi. Odatda quvur sirti qo'yqa, shlak, yog' yoki issiqlik izolyatsiya qatlami bilan qoplangan bo'ladi. Yuqoridagi barcha hollarda ko'p qatlamli Silindrik devor bilan ish qilishga to'g'ri keladi.
8 .6—rasmda uch qatlamli Silindrik devor tasvirlangan.
Uning geometrik o'lchamlari, har bir qatlamning issiqlik o 'tkazuvchanligi, ichki va tashqi sirt temperaturalari tl va t4 ma'lum, qatlamlar tegib turgan joylardagi temperatura t2 va t3 noma'lum. Statsionar tartibda devorning har qaysi qatlami orqali o'tadigan issiqlik oqimi kattaligi jihatdan o'zgarmas va barcha qatlamlar uchun bir xil bo'ladi.
U hołda (8.29) formulaga asosan quyidagilarni yozish mumkin:
Birinchi qatlam uchun:

8.6—rasm. Ko'p qatlamli -6) Silindrik devor.
di ikkinchi qatlam uchun;
— to
In
uchinchi qatlam uchun

Yuqoridagi tenglamalardan har bir qatlamdagi temperatura o' zgarishini aniqlaymiz
In

2771. 
      di (8-30)
      

2 t3 — —g— In —

2771. 
      (12
      

t4 — — In
2zł3 (13
bundan
— t4 = At = q
U hołda
At (8.31)

n qatlamli devor uchun:
(8.32)
Noma'lum bo'lgan t2 va t3 temperaturalarni aniqlash uchun (8.31) tenglamadan Cl/ ni (8.3()) tenglikka qo'yish kerak.