Issiklik uzatish

Issiklik uzatish

Reja:

1. 
   Asosiy tushunchalar.
   
2. 
   Yassi devor orqali issiqlik uzatish.
   
3. 
   Silindrik devor orqali issiqlik uzatish.
   
4. 
   Issiqlik izolyasiyasining kritik diametri.
   
5. 
   Issiqlik uzatishni jadallashtirish.
   

6. 
   Asosiy tushunchalar
   

Issiqlikning issiq muhitdan (gaz yoki suyuqlik) soviq muhitga ular orasidagi ajratuvchi qattiq devor orqali berilishi issiqlik uzatish deyiladi.

Oldingi boblarda ko‘rib chiqilgan issiqlikning issiqlik o‘tkazuvchanlik, konveksiya va nuriy berilishi sanoatda qo‘llaniladigan issiqlik almashinuv qurilmalarida devor orqali issiqlik uzatish jarayonining bir qismi hisoblanadi.
Issiqlik uzatishga quyidagilarni misol keltirish mumkin: bug‘ qozonida tutun gazlaridan suvga issiqlik, qaynatuvchi quvur devori orqali uzatiladi yoki qizitadigan asbob devori orqali issiq suvdan yoki bug‘dan xona havosiga issiqlik uzatiladi.
Bu qurilmalarda issiqlik tashuvchilar o‘rtasidagi issiqlik almashinuvi protsessi asosiy ish protsessi hisoblanib, devor issiqlik o‘tkazgich bo‘lib xizmat qiladi va issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti yuqori bo‘lgan materialdan tayyorlanadi.
Issiqlik yo‘qotilishini kamaytirish talab qilinganda devor yaxshi izolyasiya xususiyatiga ega bo‘lgan, yaʼni issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti kam bo‘lgan materialdan tayyorlanadi.
Issiqlik o‘tkazishni hisoblashda birlik vaqt ichida ajratuvchi devor orqali issiqlik tashuvchilar orasidagi uzatilgan issiqlik miqdori aniqlanadi. Yoki berilgan issiqlik miqdorini issiq muhitdan soviq muhitga uzatish uchun talab qilinadigan sirt yuzasi aniqlanishi mumkin.
Bundan tashqari devorlarni konstruksiyalashda har bir qatlam sirtidagi temperaturalar ham hisoblanadi.
Devorlar har-xil, yaʼni yassi, silindrik, sharsimon, qovurg‘asimon va boshqa shakllarda bo‘lishi mumkin.

Yassi devor orkali issiklik uzatish

Temperaturasi t₁ bo‘lgan issiq muhitdan temperaturasi t₂ bo‘lgan soviq muhitga qalinligi δ, issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti λ bo‘lgan bir qatlamli yassi devor orqali issiqlik uzatish jarayonini ko‘rib chiqamiz.

t

t₁ a₁ a₂

t_dev1

t_dev2

Q t₂

δ
x

kalinligi δ , issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti λ bo‘lgan bir qatlamli yassi devor orqali temperaturasi t₁ bo‘lgan issiq muhitdan temperaturasi t₂ bo‘lgan soviq muhitga issiqlik uzatish jarayonini ko‘rib chiqamiz. Bunda isituvchi muhitdan isitilayotgan muhitga devor orqali o‘tadigan issiqlik oqimi Q va devor sirtlarining temperaturalari t_dev1 va t_dev2 ni aniqlash talab etiladi.
Issiqlik uzatish murakkab jarayon bo‘lib, bunda issiqlik barcha usullarda yaʼni, issiqlik o‘tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish usulida uzatiladi. Bu issiqlik uzatish jarayoni uch qismdan iborat bo‘ladi. Birinchi qism - issiqlikni konveksiya usulida issiq muhitdan devorga berilishi. Konveksiya bir vaqtning o‘zida issiqlik o‘tkazuvchanlik va nurlanish bilan birga kuzatiladi. Ikkinchi qism - devor orqali issiqlik o‘tkazuvchanlik. Uchinchi qism - issiqlikni konveksiya usulida ikkinchi sirtdan soviq muhitga berilishi. Bu jarayonda ham konveksiya, issiqlik o‘tkazuvchanlik va nurlanish bilan birga kuzatiladi.
Issiq muhitdan devorga konvektiv issiqlik almashinishi usulida beriladigan issiqlik miqdori Nyuton-Rixman qonuniga ko‘ra quyidagi tenglikdan topiladi:
(1)
bu yerda: α₁ - issiq muhitdan devor sirtiga issiqlik berish koeffitsiyenti;
F - yassi sirt yuzasi;
Issiqlik o‘tkazuvchanlik usulida yassi devor orqali o‘tadigan issiqlik oqimi quyidagi tenglikdan topiladi:
(2)
Devorning ikkinchi sirtidan soviq muhitga issiqlikning konvektiv usulda berilishi Nyuton -Rixman formulasiga ko‘ra topiladi:
(3)
bu yerda α₂- devorning ikkinchi sirtidan soviq muhitga issiqlik berish koeffitsiyenti.
Barqaror rejimda (1), (2) va (14,3) tengliklaridagi issiqlik oqimi Q bir xil bo‘ladi. Bu uch tenglikni temperaturalar farqiga ko‘ra yechib quyidagiga ega bo‘lamiz:


Bu tengliklarni bir-biriga qo‘shib, to‘liq temperatura bosimini olamiz:
(4)
bundan issiqlik oqimining kattaligini topamiz:
(5)
yoki issiqlik oqimining zichligi:

(14.5) tenglikdagi kattalik K harfi bilan belgilanib, Vt/(m²k) da o‘lchanadi va issiqlik uzatish koeffitsiyenti deyiladi.
(.6)
u holda (7)

Hosil qilingan (14.7) tenglik issiqlik uzatishning asosiy tenglamasi deyiladi.

Issiqlik uzatish koeffitsiyenti son jihatdan bir birlik devor sirtidan temperaturalari farqi 1⁰ bo‘lgan issiq muhitdan soviq muhitga uzatiladigan issiqlik oqimining qiymatiga teng bo‘ladi.
Issiqlik uzatish koeffitsiyentiga teskari kattalik issiqlik uzatilishining termik qarshiligi deyiladi:
(8)
bu yerda: - tashqi termik qarshilik;
- devorning ichki termik qarshiligi.
Ko‘p qatlamli yassi devor orqali issiqlik uzatilganda har bir qatlamning termik qarshiligi qo‘shib hisoblanadi:

u holda ko‘p qatlamli yassi devor uchun issiqlik uzatish koeffitsiyenti quyidagi tenglikdan topiladi:
(9)
Ko‘p qatlamli yassi devor uchun (14.7) tenglikka ko‘ra issiqlik uzatish tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:
; ; (10)
Yassi devor sirtidagi temperaturalar quyidagi formulalar yordamida aniqlanadi:

(11)