Konvektiv issiqlik almashishning о’xshashligi va modellashtirish. Konveksiyada issiqlik berilishi

Информация о документе

Цена	9000UZS
Размер	195.8KB
Покупки	0
Дата загрузки	13 Май 2023
Расширение	docx
Раздел	Курсовые работы
Предмет	Энергетика

Konvektiv issiqlik almashishning о’xshashligi va modellashtirish. Konveksiyada issiqlik berilishi

Купить

Mundarija Kirish I bob KONVEKTIV ISSIQLIK ALMASHISHNING О’XSHASHLIGI VA MODELLASHTIRISH 1.Gidrodinamik chegaraviy qatlam. 2. Issiqlik chegaraviy qatlam II bob ERKIN VA MAJBURIY KONVEKSIYADA ISSIQLIK BERISH. 1. Cheklangan fazodagi issiqlik berish . 2. Majburiy konveksiyada issiqlik berish.Issiqlik tashuvchining laminar va turbulent oqimi. 3. Jismning kо’ndalang oqib о’tishida issiqlik berish. III bob TABIIY KONVEKSIYADA ISSIQLIK BERILISHI. Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar

Gidrodinamik chegaraviy qatlam Suyuqlik yoki gaz oqimi qattiq jism oatrofidan oqib о’tishida tezlikni keskin pasayishi sodir bо’ladi va jism sirtida uning tezligi nolga tenglashadi. Qattiq jismga bevosita tegib turadigan suyuqlikning zarrachalari uning sirtiga yopishadi deb faraz qilinadi. Suyuqlik zarrachalarining qattiq jismga yopishish gipotezasini yopishish sharti deb qabul qilingan. Yopishish natijasida yopishqoqlik kuchlar ta’siridan qattiq jism sirtida yupqa qatlam hosil bо’ladi va jism sirtida uning tezligi noldan to jismdan uzoqdagi oqim tezligigacha bо’lgan chegara о’zgaradi. Sirtning boshlang’ich qismida laminar chegaraviy qatlam hosil bо’ladi va uning qalinligi boshlang’ich qirradan uzoqlashgan sari ortib boradi (1-rasm). 1-rasm. konvektiv issiqlik almashish: 1-laminar, 2-о’tis

x ning kichik qiymatlarida chegaraviy qatlamdagi oqim laminar bо’lib turadi. x ning kattalashishi bilan chegaraviy qatlamning qalinligi ortib boradi, qatlamning turg’unligi buziladi va chegaraviy qatlamdagi oqim turbulent bо’lib qoladi. Laminar chegaraviy oqimning turbulent oqimga о’tishi Reynoldsning kritik soni balan aniqlanadi. Yupqa plastinka uchun Reynoldsning kritik soni quyidagiga teng:Re kp=w0xkp/v=10 5...2×10 5 ; (2) Bu yerda x kr -plastinkaning qirrasidan kritik masofa. Turbulent rejimda sirt yaqinida yupqa laminar tо’shama qatlam hosil bо’ladi. Harakat tezligi eng keskin о’zgaradigan suyuqlik qatlamiga gidrodinamik chegaraviy qatlam deb aytiladi (L. Prandtl, 1904 y). 2-rasm. Gidrodinamik chegaraviy qatlamda tezlikning (A) va issiqlik chegaraviy qatlamda temperatura о’zgarishi (B

qatlam shuncha ingichka bо’ladi. Bosh qirradan x masofa qancha katta bо’lsa chegaraviy qatlam shuncha yо’g’on bо’ladi. Chegaraviy qatlam ichida 0<y<δг bо’lganda ∂wx/∂y≠0 shart saqlanadi. y=0 bо’lganda - wx=0 . Chegaraviy qatlamdan tashqarida δг≤ y bо’lganda ∂wx/∂y=0 va wx=w0 shart saqlanadi. Issiqlik chegaraviy qatlam Gidrodinamik chegaraviy qatlam tushunchaga о’xshash issiqlik chegaraviy qatlam degan tushuncha ham kiritilgan (G.N. Krujilin). Issiqlik chegaraviy qatlam δu - bu devor yaqinidagi qatlam bо’lib uning temperaturasi devorning tд temperaturasidan to jismdan uzoqdagi suyuqlikning t0 temperaturasigacha bо’lgan chegarada о’zgaradi. Issiqlik chegaraviy qatlam ichidagi soha uchun 0<< y<< δu bо’lganda - ∂t/∂y≠0 shart saqlanadi. y=0 bо’lganda - t=tc . Chegaraviy qatlamdan tashqarida δu≤

farq qiladi. Taqqoslash va texnik hisoblashlarda gazli muhitlar uchun Pr ≈1 va δu≤ δг deb olinadi. Chegaraviy qatlam nazariyasi chegaraviy masalani matematik ifodalashni soddalashtirish usuli va uni yechish imkoniyati bо’lib hisoblanadi. Issiqlik berish koeffitsiyentini aniqlash uchun hisoblash formulalarini gidrodinamik va issiqlik chegaraviy qatlamlar nazariyasi asosida chiqarish mumkin.

ERKIN VA MAJBURIY KONVEKSIYADA ISSIQLIK BERISH. 1. Cheklangan fazodagi issiqlik berish . 2. Majburiy konveksiyada issiqlik berish.Issiqlik tashuvchining laminar va turbulent oqimi. 3. Jismning kо’ndalang oqib о’tishida issiqlik berish. Notekis qizish sababli suyuqlikda zichlikning barqarorsiz taqsimlanishi oqibatida erkin konveksiya vujudga keladi. Bu holda temperaturalar farqi zichliklarning farqini va kо’tarish kuchi qiymatini, sirtning yuzasi esa- jarayonning tarqalish sohasini belgilaydi. Suyuqlikning erkin harakati laminar va turbulent bо’lishi mumkin. Issiqlik berish jarayonlari cheksiz va chegaralangan fazolar uchun turlarga ajratiladi. Cheksiz fazolarda suyuqliklar harakati uch xil rejimida bо’lishi mumkin, ya’ni laminar, о’tishli va turbulent (1-rasm, A). 1-rasm. Qizdirilgan vert

rejimda α issiqlik berish koeffitsiyenti x ga bog’liq bо’lmaydi. Shunday qilib, cheksiz fazoda issiqlik berish jarayoni uchun sirtning geometrik shakli emas, balki uning uzunligi asosiy ahamyatga ega. Katta yuzali qizdirilgan goriziontal sirtlar yaqinida kо’tariluvchi va tushuvchi oqimlar hosil bо’ladi (1-rasm, B). Kichik yuzali sirtlar uchun faqat kо’tariluvchi oqim sodir bо’ladi. Qizdirilgan plitalar ostidan suyuqlikning harakati sirt ostida yupqa qatlamda paydo bо’ladi. Sharlar, silindrik quvurlar uchun suyuqliklarning erkin harakat tavsiflari vertikal va qiyalik devorlar bо’ylab harakat rejimiga о’xshashdir (1-rasm, V). Quvur diametri qancha katta bо’lsa, laminar oqimning buzilish ehtimoli shuncha katta bо’ladi. Kichik diametrli quvurlarda laminar oqimning buzilishi quvurdan uzoqda sod

almashishni xisoblash katta qiyinchiliklargsha ega. Chegaralangan berk fazolarda issiqlik almashish xisoblashlarini soddalashtirish uchun ekvivalentli issiqlik о’tkazuvchanlik koeffitsiyenti ishlatiladi, ya’ni: λэк=Qδ /(ΔtF ) ; (4) bu yerda δ -berk fazoning eni, qalinligi. Konveksiyaning ta’siri konveksiya koeffitsiyenti bilan xisobga olinadi: εk= λэк/λ= f(Gr ,Pr ) . (5) Taxminiy xisoblashlar uchun Gr Pr >10 3 bо’lganda εk=0,18 (Gr ,Pr )0.25 . (6) olinadi.Bundan λэк=εkλ va q= λэкΔt (7) aniqlanadi. 2-rasm. Chegaralangan berk fazoda suyuqlikning erkin xarakati-tabiiy sirkulyatsiya: t1>t2 Majburiy konveksiyada issiqlik berish. Issiqlik tashuvchining laminar va turbulent oqimi. Majburiy konveksiyada issiqlik berish turli xil issiqlik almashinuv apparatlari va qurilmalarida keng foydalaniladi.

О’zgarmas kesimli kanal ichidagi oqim, yassi plastinkalarni va quvurlarni bо’ylama aylanib о’tish oqimlari ajralmas oqimga misollar bо’lib xisoblanadi. 2) Ajraladigan oqim – agar tizimda burilishlar,kesimning keskin о’zgarishi, egriligi katta bо’lgan sirtlar uchrasa xosil bо’ladi. Oqimning ajralish joylarida turg’unli soxalar, teskari oqimlar va uyurmalar paydo bо’ladi. 3-rasm. Barqarorlashgan laminar (A) va turbulent(B) suyuqlik oqimining quvur kesimi bо’yicha oqim tezligining taqsimlanishi. Laminar oqimda suyuqlikning oqish rejimi qovushqoq va qovushqoq- gravitatsiyali bо’lishi mumkin. (3-rasm, A). Laminar rejimda о’rtacha issiqlik berish koeffitsiyentni xisoblash uchun quyidagi kriterial tenglama tavsiya etiladi:Nu =0,17 Rе 0.33Pr 0,43Gr 0,1 (Pr/Pr c)0,25 ; (8) bu yerda belgilovchi temp

keskin о’zgarishi faqat chegara qatlam ichida kuzatiladi. Turbulent oqimlar uchun quyidagi kriterial tenglama tavsiya etiladiNu =0,021 Rе 0,8 Pr 0,43(Pr/Pr C)0,25 ; (10) Bu yerda belgilovchi kattaliklar (8) tenglamadagi kabi olinadi. Pr =0,7…2500; Rе =10 4...5 10 6 va l/d>50 bо’lganda (10)-chi formulani barcha tomchili va gazsimon issiqlik tashuvchilar uchun qо’llash mumkin. Jismning kо’ndalang oqib о’tishida issiqlik berish Kо’pchilik issiqlik almashish apparatlarda (suv-quvurli qozonlar, havo qizdirgichlar, ekonomayzerlarda) quvurlar issiqlik tashuvchi oqimga kо’ndalang joylashtiriladi. Quvurlarni kо’ndalang aylanib о’tishda issiqlik tashuvchi oqim bо’linadi, quvur orqasida uyurmali soha paydo bо’ladi (4-rasm, A). 4-rasm. Yakka quvurni kо’ndalang aylanib о’tish (A) va αϕ/α nisbatning о’z

bо’lganda oqimning ajralishi yuz beradi va issiqlik berish minimumga erishadi,ϕ>100 ° bо’lganda esa –oqim turbulentlanishi tufayli issiqlik berish ortadi. α -ning о’rtacha qiymatini aniqlash uchun quyidagi kriterial tenglamalar tavsiya etiladi: Nu =0,5 Rе 0,5 Pr 0,38(Pr/Pr C)0,25 ; Rе =5...10 3 ; (11) Nu =0,25 Rе 0,6 Pr 0,38(Pr/Pr C)0,25 ; Rе =10 3...10 5 . (11a) Kо’p sonli quvurlardan iborat bо’lgan bog’lam-tо’plamlarga birlashtirilgan issiqlik almashish apparatlarda issiqlik berish jarayoni ancha murakkab bо’ladi. Amalda bog’lam-tо’plamlarda quvurlar kо’p hollarda shaxmatli yoki yо’lakli tartibda joylashtiriladi (5-rasm). Birinchi qator quvurlardan oqib о’tish shartlari yakka quvurni aylanib о’tish jarayoniga о’xshash bо’ladi. 5-rasm. Yо’lakli (A) va shaxmatli (B) tartibda joylashagan do

Keyingi qatorlarda oqim turbulentlanishi tufayli aylanib о’tish tavsifi о’zgaradi va issiqlik berish oshadi. Issiqlik berish tо’plamdagi x1/d va x2/d nisbiy qadamlarga ham bog’liq bо’ladi. Yо’lakli tо’plamlarda oldingi quvurlar keyingilarni tо’sadi va ular orasida turg’un sohalar vujudga keladi. Shaxmatli tо’plamlarda barcha quvurlar bir xil sharoitda bо’lib turbulentlanish darajasi oshadi. Shuning uchun, shaxmatli tо’plamlarda yо’laklilarga qaraganda issiqlik berish yuqori bо’ladi. Quvurning 3-4 qatorlaridan keyin oqim barqarorlashadi.Quvur tо’plamlarining о’rtacha issiqlik berish koeffitsiyentini aniqlash uchun, Rе =10 3...10 5 bо’lganda quyidagi kriterial tenglamalardan foydalaniladi: quvurli yо’lakli joylashaganda  0,25 0,65 0,33 0, 26 Re Pr Pr/ Pr C Nu  ; (12) quvurlar shaxmatli jo

$chiqishdagini esa t 11 bilan belgilasak, uholda oqimning kanal uzunligi b о ’yicha о ’rtacha temperaturasi ts quyidagi formula bilan aniqlanadi:tc=t0±(t'−t \\) /ln { {t' - t} over {t −t0¿¿ (1) (1) formulada musbat ishora suyuqlik sovitilayotganda, manfiy ishora esa isitilayotganda olinadi. Agar oqim temperaturasi о ’zgarishi unchalik katta b о ’lmasa, о ’rtacha temperaturani quyidagi formuladan aniqlanadi: tc=0,5 (t'+t \\) }} { ¿¿ (2) Ma’lumki, tomchi suyuqlklar va gazlarning fizik parametrlari temperatura о ’zgarishi bilan о ’zgarib turadi. shning uchun fizik kattaliklar oinadigan aniqlovchi temperatura sifatida oqimning о ’rtacha temperaturasi yoki devorning о ’rtacha temperturasi yoki chegara qatlasining о ’rtacha temperaturasi olinadi: tч⋅к= 0,5 (tд+tс) (3) Issiqlik berish$

kuchli b о ’lsa, muhit ham shunchalik, tez harakat qladi. Shunday qilib, tabiiy konveksiya faqat suyuq (gaz) muhitdagina amalga oshishi mumkin. Tabiiy konveksiya y о ’li bilan issiqlik almashnuvida qizigan zarralar yuqoridan tushayotgan sovuq zarralarga qarshi, ‘ni pastdan yuqoriga tomon harakat qiladi. Bunda murakkab harakat vujudga kelib, k о ’tariluvchi va tushuvchi oqimlar t о ’qnashadi. 1–rasm. xavoning vertikal issiq sirt b о ’ylab harakatlanishi: x 1 – laminarharakatlanish soxasi; x 2 –oraliq harakatlanish soxasi; x 3 –uyurmaviy turbulent harakatlanish soxasi; Tabiiy konveksiyada issiqlik almashnuv jarayoni k о ’pchilik issiqlik qurilmalaridek uzatiladi. 1-rasmda havoning qizigan vertikal quvur atrofida harakatlanish sxemasi k о ’rsatilgan. Quvurnin pastki qismida havoning yupqa qat

qismining hammasida oqish tartibi turbulant b о ’ladi. Harakat tartibi о ’zgarishiga qarab issiqlik berish koeffitsiyenti α ning qiymati ham о ’zgaradi. Quvurning pastki qismidaa quvurning balandligi b о ’ylab kamayadi, x 2 qismida (oraliq oqim) a qisman ortib, turbulent oqim qismida о ’zgarmasligicha qoladi. Qizdirilgan tomoni yuqoriga qaragan gorizontal yassi devor yoki plita atrofida suyuqlikning о ’ziga xo harakati kuzatiladi. (2-rasm) 2 –rasm. Isitilgan gorizontal sirtda suyuqlik erkin xarakatining tavsifi. Qizdirilayotgan yuza katta bо’lsa mahalli kо’tariluvchi va tushuvchi oqimlar hosil bо’ladi (2-rasm, a), yuza kichik bо’lsa, birgina kо’tariluvchi oqim hosil bо’ladi (2-rasm,b). Xuddi shu plitalarning qizdirilgan sirti pastga aragan bо’lsa, suyuqliknin harakati sirt ostida, yupqa qi

M.A.Mixeyev tabiiy konveksiyada issiqlik almashinuviga doir kо’p tajriba natijalarini tahlil qildi va issiqlik almashinuvining turli xollarida issiqlik berilishini topishga imkon beradigan bir qator tenglamalarni taklif etdi. Umumiy holda, ak ni aniqlash uchun M.A.Mixeyevning quyidagi kriterial tenglamasinin foydalanish mumkin:Nu =C(Gr ⋅Pr )m,αk =Cχ (Gr ⋅Pr )m/1 (5) (5) tenglamani har qanday shaklli jismlarni (Pr  0,7 b о ’lganda) suyuqlik yoki gaz yuvib о ’tayotganda q о ’llash mumkin. Aniqlovchi temperatura sifatida chegara qatalmining о ’rtacha temperaturasi t= 0,5 (t j + t s ) olinadi. Aniqlovchi geometrik о ’lcham sifatida quvur va shar diametri, yassi devor uchun uning balandligi olinadi. S va m konstantalar argument (Gr,Pr) ning о ’zgarish oralig’iga bog’liq. Ularning qiymatlari 1–

2. Kriteriyalar tarkibiga kirgan barcha fizik konstantalar suyuqlikning о ’rtacha temperaturasida olinadi. 3. Pr soni suyuqlikning о ’rtacha temperaturasi b о ’yicha olinadi. Gazlar uchun Pr=const, Pr/Prg=1 b о ’ladi. 4. Gr . Pr  10-3 b о ’lsa, Nusselt soni deyarli о ’zgarmaydi va 0,5 ga teng b о ’ladi, ya’ni α= 0,5 χ/l . Demak, bunday sharoitda issiqlik almashinuvi faqat issiqlik о ’tkazuvchanlikka bog’liq b о ’ladi. Ba’zi hollarda tabiiy konveksiya chegaralangan fazoda (deraza oynalari oralig’i, devor qatlami va shunga о ’xshash) r о ’y beradi. Chek langan fazodagi issiqlik berish. Cheklangan fazoda issiqlik berish suyuqlikning tabiatiga, uning temperaturasi, bosimiga, cheklangan fazoning shakli va о ’lchamlariga hamda sovuq va issiq sirtlarining о ’zaro joylashishiga bog’liqdir. Chekla

3–rasm. suyuqlikning vertikal 4–rasm.suyuqliknin gorizontal tirqishlardagi tabiiy sirkulyatsiya tirqishlardagi tabiiy xarakati a–keng tirqish; b–tor tirqish 5–rasm. Suyuqlikning silindrik tirqishlardagi tabiiy harakati . Vertikal tirqishlarda suyuqlikning harakat tavsifi devorlar orasidagi masofa d ga bog’liq b о ’ladi: d katta b о ’lsa tushayotgan va k о ’tarilayotgan oqimlar bir–biriga xalaqit bermasdan harakatlanadi (3-rasm, a); d kichik b о ’lsa, oqimlar bir–biriga xalaqit berib ichki sirkulyatsiya konturlari hosil b о ’ladi (3–rasm,b).

Xulosa Gorizontal tirqishlarda suyulikning erkin harakati qizigan va sovuq sirtlarning о ’zaro joylashishiga va о ’rtalaridagi masofaga bog’liq b о ’ladi. Agar yuqori devor temperaturasi pastki devor temperaturasidan katta b о ’lsa, suyuqlikning erkin xarakati kuzatilmaydi. Yuqori devordan pastki devorga issiqlik issiqlik о ’tkazuvchanlik yoki nurlanish orqali uzatiladi (4-rasm, a). Agar pastki devor temperaturasi yuqori b о ’lsa, suyuqlikning pastdagi temperaturasi yuqori va zichligi kam b о ’lgan qismlari yuqoriga k о ’tariladi, sovuq qismlari esa pastga xarakatlanadi va tirqishda suyuqlikning k о ’tarilayotgan va tushayotgan oqimlari paydo b о ’ladi (4-rasm, b). Gorizontal silindrik tirqishlarda (5-rasm) suyuqlik sirkulyatsiyasi tirqishlar diametri nisbatiga bog’liq b о ’ladi. Isitilgan

о ’tkazuvchanlik bilan almashtiriladi va ekvivalent issiqlik о ’tkazuvchanlik koeffitsiyenti degan tushuncha kiritiladi.χcэк=Qδ /(Δt⋅F) Bu yerda δ –cheklangan fazonin qalinligi (kengligi). Ekvivalent issiqlik о ’tkazuvchanlikni χэкв , muhitning о ’rtacha temperaturasidagi issiqlik о ’tkazuvchanligiga χ nisbati – konveksiya koeffitsiyenti deb ataladi. eэк= χэкв /χ=f(Gr ⋅Pr ) Taqribiy hisoblashlarda, (Grs . Prs)  0 holda eк=0,18 (Gr⋅Pr)0,25 b о ’ladi. Bundan keyin χэкв =e ks va q= χэкв ¿Δt aniqlanadi.

Купить

Информация о документе

Продавец

Konvektiv issiqlik almashishning о’xshashligi va modellashtirish. Konveksiyada issiqlik berilishi

Похожие документы