16-маъруза КТЖваК 1-кисм

16-маъруза Иссиқлик алмашиниш жараёнлари Иссиқлик ўтказиш. Текис ва цилиндрсимон деворларнинг иссиқлик ўтказиши.

• Режа:
• Умумий тушунчалар.
• Иссиқлик баланси.
• Иссиқлик ўтказувчанлик.
• Ҳарорат майдони ва градиенти.
• Текис ва цилиндрсимон деворнинг иссиқлик ўтказиши.

Температураси юқори бўлган жисмдан температураси паст жисмга иссиқликнинг ўз - ўзидан, қайтмас ўтиш жараёнига иссиқлик алмашиниш дейилади.

Иссиқлик (иссиқлик миқдори) – бу иссиқлик алмашиниш жараёнининг энергетик характеристикаси бўлиб, жараён мобайнида узатилган ёки олинган энергия миқдори билан белгиланади.

Иссиқлик алмашиниш жараёнида иштирок этувчи жисмлар иссиқлик ташувчи - элткич ёки иссиқлик элткич деб номланади.

Иссиқлик баланси

Иссиқлик баланси

Агар, иссиқлик элткичнинг массавий сарфи G1, совуқлик элткичнинг сарфи G2 бўлса, бу ҳол учун иссиқлик баланси қуйидагича ёзилади:

Температура майдони ва градиенти

 Муҳитларда иссиқлик оқими ва температуранинг тақсимланиши ўртасидаги боғлиқликни аниқлаш иссиқлик алмашиниш назариясининг асосий вазифаларидан биридир.

Текширилаётган муҳитнинг ҳамма нуқталари учун исталган бирор вақтдаги температура қийматлари мажмуига температура майдони дейилади.

Изотермик юзага нормал бўйича йўналган температура ҳосиласи температура градиенти деб номланади. Температура градиенти вектор катталикдир.

Температура градиенти нольга тенг бўлмаган (gradt 0) шароитдагина иссиқлик оқими ҳосил бўлиши мумкин. Маълумки, иссиқлик оқими ҳар доим температура градиенти чизиғи бўйлаб ҳаракат қилади. Лекин, унинг ҳаракат йўналиши температура градиентига қарама-қарши бўлади.

12.6-расм. Температура градиентини аниқлашга оид.

Иссиқлик ўтказувчанлик

Фурье қонуни. Қаттиқ жисмларда иссиқлик тарқалиш жараёнини тажрибавий ўрганиш натижасида Фурье (1768-1830) иссиқлик ўтказувчанликнинг асосий қонуни кашф этди. Ушбу қонунга биноан, иссиқлик ўтказувчанлик орқали узатилган иссиқлик миқдори dQ температура градиенти t/n, вақт d га ва иссиқлик оқими йўналишига перпендикуляр бўлган майдон юзаси dF га пропорционал бўлади, яъни:

 

 

Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти турли материаллар учун қуйидаги ораликда бўлади:

- газлар учун 0,0050,5 Вт/(мК);

- суюқликлар учун 0,080,7 Вт/(мК);

- иссиқлик қоплама ва қурилиш материаллари учун 0,223,0 Вт/(мК);

- металлар учун 2,3458,0 Вт/(мК).

Текис деворнинг иссиқлик ўтказувчанлиги

Иссиқлик ўтказувчанликнинг асосий қонунини ифодаловчи тенглама:

ёки

 

бу ерда  нисбат деворнинг иссиқлик

ўтказувчанлигини, унга тескари

катталик / - деворнинг термик

ёки иссиқлик қаршилигини

ифодалайди.

16.2-расм. Текис бир қатламли деворнинг иссиқлик ўтказувчанлик тенгламасини келтириб чиқаришга оид.

Цилиндрик деворнинг иссиқлик ўтказувчанлиги

16.3-расм. Текис, кўп қатламли деворнинг иссиқлик ўтказувчанлик тенгламасини келтириб чиқаришга оид.
16.4-расм. Цилиндрик деворнинг иссиқлик ўтказувчанлик тенгламасини келтириб чиқаришга оид

1 қатламли йилиндрик девор орқали ўтувчи иссиқлик миқдори:

1 қатламли йилиндрик девор орқали ўтувчи иссиқлик миқдори:

п қатламли текис девордан ўтувчи иссиқлик миқдори:

п қатламли цилиндрик девордан ўтувчи иссиқлик миқдори: