Konvektsiya hodisasi. Gaz va suyuqliglarda konvektsiya

Konvektsiya hodisasi. Gaz va suyuqliglarda konvegtsiya Reja: 1.Erkin va majburiy konvegtsiya 2.Konvektiv issiqlik almashinuvning differensial tenglamasi 3.Quyosh suv isitgichida konvegtiv issiqlik almashinuv Odatda gaz va suyuqlik qattiq jism sirtiga tegib harakatlanganda isiydi yoki soviydi. Masalan: qizdirilgan pech va uning mo'risiga sirpanib tegib o'tadigan havo yoki suyuqlik isiydi. Qozonxonadan trubalarga uzatiladigan issiq suv yoki bug' shu trubalarni va batareyalarni qizdiradi. xonadagi havo qizigan trubalarga va batareyalarga tegib isiydi hamda xonani isitadi va h.k Qattiq jism sirti bilan suyuqlik yoki gaz (havo) orasida sodir bo'ladigan bu hodisaga issiqlik almashinuvi deyiladi. Agar issiqlik uzatiladigan (qattiq jism) devorning temperaturasi Td va shu devorni sirti bilan o'zaro sirpanib o'utadigan issiqlik tashuvchi (gaz, havo, suyuqlik)ning temperaturasi Tc bo'lsa, u holda qattiq jismdan beriladigan issiqlik konvektiv issiqlik almashinuv miqdori Q, issiqlik almashinuv sirti F ga proporsional bo'ladi: Q=αF(Td -Tc) (1) Bu formulaga N'yuton-Rihmanning konvektiv issiqlik almashinuv formulasi deyiladi. Bunda issiqlik almashinuvi qattiq jism sirtidan suyuqlik yoki gazga va aksincha bo'lishi mumkin. formuladagi α-issiqlik berish koeffinienti deyiladi va Bm(m2K) larda o'lchanadi. Bu koeffisient konvektiv issiqlik almashinuv intensivligini bildiradi. (1) formuladan (2) ko'rinishida ifodalanadi. α-issiqlik berish koeffisientining qiymati turli nuqtalarda turlicha bo'ladi. Agar issiqlik tashuvchi gazsimon yoki suyuq moddalar qattiq jism devorlari bilan o'zaro ta'sirlashadigan bo'lsa. bunda sodir bo'ladigan konvektiv issiqlik almashinuvidagi solishtirma issiqlik oqimini Fure quyidagi tenglama orqali aniqlash mumkinligini ko'rsatdi: (3) bu yerda λ- issiqlik tashuvchi (gaz yoki suyuqlik) ning issiqlik uzatish koeffinienti, kj(m soam K); n - qizdirilgan yuzaga nisbatan normal; - issiqlik tashuvchi temperatura o'zgarishining normalga nisbatan gradienti deyiladi. (3) formula differensial tenglama yordamida ifodalanadi va keltirib chiqariladi. Dastlab (2) formulaning asoslanishini 1-rasm yordamida tushuntirish mumkin. 1-rasm. Issiqlik tashuvchining chegara qatlami. Ko'p sonli tajribalar shuni kursatadiki, qizigan devor yaqinida issiqlik tashuvchining oqimi muallaq bo'lib, devordan δ uzoqlikda oqim turbulent rejimni oladi. Chunki δ qatlamda issiqlik tashuvchining temperaturasi vaqt bo'yicha tez uzgarib boradi. Bu qatlamga yopishqoq qatlam oqimi deyiladi. Shuning uchun bu qatlamda konvektiv issiqlik almashinuvi sodir bo'lmaydi, ya'ni issiqlik oqimi devordan issiqlik uzatish bilan beriladi. Demak issiqlik o'zgarishining gradienti (4) ga teng bo'ladi. (4) ni (3) ga qo'yib (5) ni hosil qilamiz. Bu yerda bilan belgilanadi va issiqlik berish koeffisienti deb ataladi. (16.5) va (16.1) formulalarni o'zaro tenglashtiramiz: yoki (6) Ushbu formulaga konvektiv issiqlik berish koeffisientini aniqlashning matematik ifodalanishi deyiladi. Gazlarda va suyuqliklarda tabiiy va majburiy konvektiv issiqlik almashinuvi farqlanadi. Issiqlik oqimi nasoslar, shamol haydagich yoki shamol yordamida majburiy harakatga keltiriladi. Tabiiy issiqlik oqimi suyuqlik va gazlar qizigan qattiq jism bilan ta'sirlashganda hosil bo'ladi (2-rasmga ...