Majburiy oqim ostida chegaraviy qatlamda issiqlik almashinuvi

Информация о документе

Цена	12000UZS
Размер	292.1KB
Покупки	0
Дата загрузки	07 Ноябрь 2026
Расширение	docx
Раздел	Дипломные работы
Предмет	Педагогика

Majburiy oqim ostida chegaraviy qatlamda issiqlik almashinuvi

Купить

KIRISH
Qishloq xo‘jaligi ishlab chiqarishi oldiga qo'yilgan masalani hayotga
muvaffaqiyatli tatbiq etish ko‘p hollarda muhandislik muammolarini yechishga
bog’liq bolmadi. Ular orasida eng muhimi energiyadan ratsional foydalanishdir.
Energiyaning asosiy turi issiqlik energiyasi bo'lib hisoblanadi. Boshqa turdagi
energiyalar issiqlik energiyasining mahsulidir. Elektr energiyasi, atom energiyasi,
geotermal energiya, quyosh energiyasi, yonilg‘i energiyasi va nihoyat, jonli va
jonsiz tabiat iste’mol qiladigan narsalar (odamlar ovqati ham, shuning uchun
kuchli ovqatni yuqori kaloriyali ovqat deyiladi) quyoshning issiqlik energiyasidan
olingan mahsullardir. I Yonilg‘ining yonishi natijasida ishlaydigan har qanday
qurilma va mexanizm issiqlik mashinalari hisoblanadi. Masalan, teploxod,
teplovoz, raketa, samolyot, tank, avtomobil, issiqlik elektrostansiyalari, traktorlar,
issiqlik ishlab chiquvchi qozonlar va hokazo. Ma’lumki, kishilik jamiyati hozirgi
kunda issiqlikka bo’lgan ehtiyojining asosiy qismini neft mahsulotlaridan
olmoqda. Shu munosabat bilan neftning jahon bozori iqtisodiyoti sharoitida «qora
oltin» deb atalganligi bejiz emas.Ma’lumki, neftdan olinadigan yonilg‘i (benzin,
kerosin va hokazo)larning har bir kilogrammida 40...50 ming kiloJoul issiqlik
mavjud bo’ladi. Afsuski, ishlayotgan dvigatellarning eng yaxshisi hisoblangan
dizel dvigatellarida ana shu qimmatbaho issiqlikning taxminan 40 % ga yaqini
mexanik ishga aylanadi, xolos. Suv omborlari, elektr energiyasining omborlari
(akkumulyatorlar batareyasi), gaz omborlari ishlayapti va qurilmoqda. Biroq
Respublikamiz kabi serquyosh o‘lkada yoz oylarida issiqlik keragidan ortiqcha
boMib, isrof bo‘lmoqda. Issiqlik texnikasi qonunlari bilan yaqindan tanishib,
rivojlantirilsa, ehtimol yozdagi ortiqcha issiqlik miqdorini saqlab qo'yib, qishda
ishlatish, ya’ni issiqlik omborini yaratish muammosini hal qilish mumkin bo'ladi.
Hozirgi zamon qishloq xo‘jaligi energetika balansida issiqlik energiyasi asosiy hal
qiluvchi ahamiyatga ega. Qishloq va suv xo'jaligida iste’mol qilinayotgan
energiyaning 80% ni issiqlik energiyasi tashkil qiladi. Energiyaning eng qulay turi

bo'lgan elektr energiyasi, hozircha shu balansning faqat 6—7 % ni tashkil qiladi,
xolos. Issiqlik energiyasining qishloq xo'jaligidagi asosiy iste’molchisi traktorlar
va avtomobillarga o'rnatilgan ichki yonuv dvigatellari hisoblanadi. Chunki ichki
yonuv dvigatellari issiqlik dvigatellari hisoblanadi. Issiqlik dvigatellarida
yonilg'ining silindrda yonishi hisobiga hosil bo'lgan issiqlik miqdori mexanik ishga
aylantiriladi. Shuning uchun issiqlik texnikasi fanining ahamiyati katta. Bundan
tashqari qishloq va suv xo'jaligi ishlab chiqarishida issiqlik energiyasidan har xil
maqsadlarda foydalanilmoqda: xonalarni isitish va ventilatsiya qilish, binodagi
havoni konditsirlash, issiqlik xo'jaliklari, sovitish mashinalari, ishlab chiqarish
jarayonlarini bug' bilan ta’minlash va hokazolar. Qishloq va suv xo'jaligi ishlab
chiqarishi jarayonlarida yonilg'i energiya zaxiralarini iqtisod qilish, atrof-muhitni
himoyalash muammolari, noan’anaviy va tiklanuvchan energiya manbalaridan
keng foydalanishga qo'yilayotgan qat’iy talablardan qishloq va suv xo'jaligi oliy
o'quv yurtlarining ta’lim muassasalari ta’lim yo'nalishlari bitiruvchilari roli
oshmoqda. Ko'rsatilgan muammolar yechimi ko'proq energetik masalalar bo'yicha
kadrlar tayyorlash darajasiga bog'liq. O'quv qo'llanmada qishloq va suv
xo'jaligining barcha sohalarida energetik qurilmalardan samarali foydalanish
hamda turli issiqlik manbalarining ratsional ishlatalishi bo'yicha masalalami hal
qiluvchi kadrlar uchun zarur ma’lumotlar keltirilgan

2.1.Quvurlarda majburiy oqimda issiqlik berish
Suyuqlik quvur bо‘ylab harakatlanganda oqimga qarshilik kuchlari ta’sirida
butun quvur kо‘ndalang kesimi va uzunligi bо‘ylab suyuqlik harakati о‘zgarib
boradi. Suyuqlik oqimi turbulent va laminar holatda bо‘lishi mumkin.
Suyuqlikning fizik xususiyatlari о‘zgarishi tufayli laminar oqimda (Re ≤2300 )
noizotermik harakatda ikkita holat bо‘lishi mumkin – qovushqoq va gravitatsion
qovushqoq.
Bunday harakatlar uchun issiqlik berish qonunlari har xil va ular har xil
mezon tenglamalari orqali izohlanadi.
Laminar gravitatsion – qovushqoqlik holatda harakatlanayotgan issiqlik
tashuvchining о‘rtaga issiqlik berish koeffitsiyentini taxminiy qiymatini quyidagi
formula orqali hisoblash mumkin:
Nu жd =0,15 Re жd0,33⋅Pr ж0,33(Gr жd ⋅Pr ж)0,1⋅(
Pr ж
Pr c )
0,25
⋅εe
(1)
bu yerda
εe− quvur uzunligi ℓ ning diametri d ga nisbatini hisobga oluvchi
tuzatma.
εe ning ℓ/d kattalikka bog‘liq ravishdagi qiymatlari jadvalda
kо‘rsatilgan. О‘xshashlik mezonlaridagi indeks suyuqlikni yoki devorni о‘rtacha
haroratlarga tegishli ekanliklarini kо‘rsatadi. (s – devor; j –suyuqlik).
Suyuqlik turbulent
(Re ≤10000 ) harkatlanganda, ℓ/d>50 bо‘lsa, issiqlik
berish koeffitsiyentini о‘rtacha qiymati  ni quyidagi formula orqali topish
mumkin.
Nu жd =0,02 Re жd0,8 ⋅Pr 0,43⋅(
Pr ж
Pr c )
0,25
(2)
Prc−
devordagi suyuqlikni о‘rtacha harorati bо‘yicha olinadi.

Tо‘g‘ri tekis quvurda turbulent harakat qilayotgan gazning issiqlik berish
koeffitsiyentini quyidagi formula orqali hisoblash mumkin. Nu ж(x/d)=0,022 Re ж(x/d)
0,8 ⋅Pr ж0,43⋅εe
(3)
Agar
x/d≥15 bо‘lsa, εe≈1 va x/d<15 bо‘lsa, εe=1,38 (x/d)0,12 ga teng bо‘ladi.
2.2.Erkin harakatlanishda issiqlik berilishi
Gravitatsion kuch ta’sirida erkin harakat hosil bо‘ladi. Harakatlar turbulent
va laminar bо‘lishi mumkin.
Erkin laminar harakatda vertikal devorning issiqlik berish koeffitsiyenti
quyidagi formula orqali topiladi:
Nu жx =0,6 (Gr жx Pr ж)0,25
(
Pr ж
Pr c )
0,25
(4)
Laminar oqimida
tc= const bо‘lganda vertikal devorning issiqlik berish
koeffitsiyenti quyidagi formula bilan hisoblanadi:
Nu жx =0,63 (Gr жx Pr ж)0,25
(
Pr ж
Pr c )
0,25
(5)
Suyuqlikning gorizontal quvur atrofida erkin laminar harakatlanganda
о‘rtacha issiqlik berish koeffitsiyenti quyidagi formula orqali hisoblanadi:
Nu ж,d=0,5 (Gr ж,dPr ж)0,25
(
Pr ж
Pr C)
0,25
(6)
Rivojlangan turbulent harakat (
Gr ж,dPrж ) bо‘lganda vertikal devor bо‘ylab
erkin harakatlanishda issiqlik berish koeffitsiyenti quyidagi formula orqali topiladi:
Nu ж,x=0,15 (Gr ж,xPr ж)0,53
(
Pr ж
Pr C)
0,25
(7)
(4), (5), (6), (7) formulalarda aniqlanuvchi harorat deb qizigan yuzadan
uzoqroqdagi harorat qabul qilinadi.

(4) va (7) formulalarda aniqlanishi kerak bо‘lgan kattalik sifatida xch qabul
qilingan. x-devorning boshidan boshlab issiqlik berish koeffitsiyenti aniqlanuvchi
maydonga bо‘lgan masofa, (5) formulada ℓ - devor uzunligi, (6) formulada esa d –
quvurning tashqi diametri.
Agar suyuqlik hajmi katta bо‘lmasa, devor har xil kichik teshiklar bilan
chegaralangan, bu chegaralangan hajm deb ataladi, bunda issiqlik berish
koeffitsiyenti suyuqlikning turiga, uning harakatiga, devorlar orasidagi hararotlar
farqiga, teshiklarning geometrik kattaliklariga bog‘liq bо‘ladi.
Amaliy xisobda kо‘pincha suyuqlik qatlamidan issiqlik oqimini topish kerak
bо‘ladi. Bunday sharoitda chegaralangan hajmdagi qо‘sh jarayonlarni issiqlik
о‘tkazuvchanlikning ekvivalent jarayoniga almashtirib hisoblanadi:
q= (λэкв /δ)(tC1− tC2) Вт/м 2
(8)
bu yerda 
ekv – chegaralangan hajmda issiqlik о‘tkazuvchanlik va konveksiya bilan
issiqlik о‘tishini hisobga oluvchi issiqlik о‘tkazuvchanlikning ekvivalent
koeffitsiyenti
λэкв = εкλ
(9)
bu yerda   suyuqlikning issiqlik о‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti, Vt/m  K;

k – issiqlik о‘tishida konveksiyaning ta’sirini ifodalovchi koeffitsiyent.
(Cr − Pr )ж>10 3
bо‘lgan aniqlikda εк=0,8 (Cr − Pr )ж
0,25 deb qabul qilish
mumkin.
Aniqlanuvchi harorat sifatida
tж=0,5 (tC1− tC2), oC
(10)
Aniqlanuvchi kattalik qilib teshik qalinligi 
k qabul qilingan. Gorizontal
teshik bо‘lgan sharoitda yuqori yuzasini harorati pastki qismdagi haroratdan yuqori
bо‘ladi, suyuqlik harakat qilmaydi va
λэкв = λ, konvektiv issiqlik almashinuvi
qiymati nolga teng bо‘ladi.

Masala: 1. Diametri 17 mm quvurning ichki sirtiga suvdan berilgan issiqlik
berish koeffitsiyentini toping, agar quvur harorati 30 ΟC , quvur ichidagi suvning
harorati
60 ΟC , suvning tezligi 0,5 m/s bо‘lsa.
Yechish: Quvur ichidagi issiqlik almashinuvida oqim holatini aniqlovchi
mezon bо‘lib Reynolds mezoni hisoblanadi:
Re c=Wd /Vc=(0,5 /0,017 )/0,478 ⋅10 −6=17800

Re c>Rkp= 2300

Harakatlanish holati turbulent bо‘lgani uchun issiqlik almashinuvi quyidagi
ifodadan hisoblanadi:
Nu c=0,021 Re c0,8⋅Pr c0,43⋅(
Pr c
Pr к.c)
0,25

Suyuqlik harorati
t=60 oC bо‘lganda Pr c=2,98 , λ=65 ,9⋅10 −2Вт/м оС. Devor
harorati
tк.с=30 oC bо‘lgan Pr к.с=5,42 (jadvaldan olindi):
Nu c=0,021 ⋅17800 0,8⋅2,98 0,43⋅(
2,98
5,42 )
0,25
=72 ,5

α= Nu λ
d=72 ,5 0,659
0,0017 = 2810 Вт/м 2оС

Masala: 2. Balandligi 3 m bо‘lgan vertikal devorning sirtidagi harorat
15 ΟC
ga teng. Xonadagi havoning harorati
25 ΟC . Havodan devorga issiqlik berish
koeffitsiyentini toping.
Yechish: issiqlik almashinuvi erkin konveksiyada sodir bо‘ladi. Gr
c Pr
c
kо‘paytmasining qiymatini aniqlaymiz:
Gr c= ρgh 3Δt
γc2 = 9,81 ⋅33⋅10 ⋅10 12
298 ⋅15 ,52 = 3,70 ⋅10 10

Pr c=0,701 ;
Gr cPr c=2,59⋅10 10
Issiqlik berish koeffitsiyentini aniqlaymiz:
Nu =0,15 (Gr cPr c)0,33
(
Pr c
Pr к.c)
0,25
=0,15 (2,59 ⋅10 10)0,33⋅1= 435

α= Nu λ
h = 435 ⋅0,0267
3 = 3,88 [Вт/м 2оС].

2.3.Issiqlik chegaraviy qatlam
Gidrodinamik chegaraviy qatlam tushunchaga о‘xshash issiqlik chegaraviy
qatlam degan tushuncha ham kiritilgan (G.N. Krujilin). Issiqlik chegaraviy qatlamδu
- 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≤ y
bо‘lganda - ∂t/∂y=0 va t=t0 shart saqlanadi.
Nazariy tahlil kо‘rsatadiki, laminar chegaraviy qatlamda
δг/δu= Pr 1/3
(3)
Bu yerda
Pr =v/a -Prandtl soni, temperatura va tezlik maydonlarining о‘xshashlik
о‘lchovi.
(3) tenglamadan kо‘rinadiki,
Pr =1 bо‘lganda gidrodinamik va issiqlik
chegaraviy qatlamlarning qalinligi bir xil bо‘ladi.
Pr <1 bо‘lganda- δг<δu , Pr >1
bо‘lganda-
δг>δu bо‘ladi.

Prandtl soni kichik 0,004 kattaliklardan, ya’ni suyuq metallar uchun, to
yuqori 4000 kattaliklargacha, ya’ni yopishqoq yog‘lar uchun bо‘lgan tartibda
о‘zgaradi. Kо‘pchilik suyuqliklar uchun Pr >1 bо‘ladi. Gazlar uchun Prandtl soni 1
dan kam 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.
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 vertikal devor (A), gorizontal plitalar (B) va silindrik sirtlar
yaqinida (V) issiqlik tashuvchining erkin harakati:1-laminar, 2-о‘tishli va 3-
turbulent rejimlar.

1-chi sohada (1-rasm,A) laminar chegara qatlamining qalinligi ortishi
natijasida issiqlik berish koeffitsiyenti α kamayadi. Turbulentlanishning
boshlang‘ich davrida 2-chi sohada
α koeffitsiyent ortib boradi va rivojlangan
turbulent rejimida о‘zgarmas qiymatga erishadi. 3-chi sohada rivojlangan turbulent
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 sodir bо‘dishi mumkin.
Xar xil shakldagi va о‘lchamli jismlar uchun erkin konveksiyali issiqlik
almashish bо‘yicha kо‘p natijalarni umumlashtirish tufayli quyidagi kriterial
munosabatlar tavsiya etiladi:
1) gorizontal quvurlar uchun (
d<0.245 m; 10 3<Gr Pr <10 8 )
Nu = 0,5 (Gr Pr )0,25(Pr/Pr c)0,25
; (1)
2) vertikal sirtlar va quvurlar uchun:
a) laminar rejimda
(2)
b) turbulent rejimida
(Gr Pr >10 9)

Nu =0,15 (Gr Pr )0..33(Pr/Pr c)0,25 . (3)
(1)-(3)tenglamalar suyuqlik va gazlar uchun
Pr ≥0,7 bо‘lganda о‘rinlidir.
Belgilovchi temperatura sifatida chegara qatlamdagi о‘rtacha
tбҳ=0,5 (tc−t0)

temperatura olinadi. Belgilovchi о‘lcham sifatida quvurlar va sharlar uchun
ularning diametri; yassi devorlar uchun esa – ularning uzunligi olinadi.
Chegaralangan berk fazolarda issiqlik berish jarayoni erkin rivojlanmaydi
va fazoning shakli xamda о‘lchamlari bilan aniqlanadi. Bunday turdagi issiqlik
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

2.4.Majburiy konveksiyada issiqlik berish issiqlik tashuvchining
laminar va turbulen oqimi .
Majburiy konveksiyada issiqlik berish turli xil issiqlik almashinuv
apparatlari va qurilmalarida keng foydalaniladi. Bunday sharoitlarda issiqlik
almashish intensivligi kо‘p jixatdan issiqlik tashuvchining xarakat tezligiga bog‘liq
bо‘ladi. Oqimlar ikki turga ajratiladi:
1) Ajralmas oqim – oqib о‘tadigan sirtdan ajralmaydigan.
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 temperatura sifatida suyuqlikning temperaturasi olinadi,
belgilovchi о‘lcham esa-ekvivalentli diametr:
dЭ=4F/П
; (9)
bu yerda F,P -kanal kesimning yuzasi va perimetri.
(8)-chi formulani har qanday suyuqlik uchun qо‘llash mumkin va
l>50 d
shartda kanalning uzunligi
l buyicha о‘rtacha α issiqlik berish koeffitsiyenti
beradi. Pr
C mezoni devorning о‘rtacha temperaturasi bо‘yicha aniqlanadi. Pr/ Pr C
tavsif issiqlik oqimining yо‘nalishini hisobga oladi.
Turbulent oqimda intensiv aralashtirish natijasida yadro kesimi bо‘yicha
suyuqlikning temperaturasi amalda bir xil bо‘ladi (16-rasm, B). Temperaturaning
keskin о‘zgarishi faqat chegara qatlam ichida kuzatiladi. Turbulent oqimlar uchun
quyidagi kriterial tenglama tavsiya etiladi
Nu =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.
2.5.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‘zgarishini
ϕ burchakka bog‘lanishi (B)
ϕ= 0°
bо‘lganda chegara qatlamning qalinligi minimal bо‘lsa, issiqlik berish
αϕ
koeffitsiyentning maksimal qiymati kuzatiladi (4-rasm, B). ϕ=90 ...100 0
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 doiraviy
quvurli tо‘plamlarda issiqlik tashuvchining harakati.
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
; (12)
quvurlar shaxmatli joylashganda

$Nu = 0,41 Rе 0,6 Pr 0,33(Pr/Pr C)0,25. (12a) Bu formulalarda belgilovchi о‘lcham sifatida quvurning tashqi diametri, belgilovchi temperatura –issiqlik tashuvchining о‘rtacha temperaturasi, belgilovchi tezligi sifatida esa – tо‘plamning eng tor kо‘ndalang kesimdagi tezligi olinadi. 1. Cheklangan fazodagi issiqlik berish. Issiqlik oqimini aniqlovchi barcha formulalarda suyuqlik temperaturasi qiymati kiradi. Bu temperatura esa, kо‘pincha, kanalning kesimi va uzunligi bо‘ylab notekis taqsimlangan. Shu sababli texnik hisoblashlarda suyuqlik temperaturasi sifatida oqimining о‘rtacha temperaturasi olinadi. Bu temperaturaga aniqlovchi temperatura deyiladi. Devorning о‘rtacha temperaturasini t d , suyuqlikning kanalga kirishdagi о‘rtacha temperaturasini t 1 , chiqishdagini esa t 11 bilan belgilasak, uholda oqimning kanal uzunligi bо‘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 bо‘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 koeffitsiyentini aniqlash tenglamalarida har doim
suyuqlikning о‘rtacha tezligi olinadi:w трт = 1
F ∫ wdF = V
F
(4)
Ba’zi о‘xshash sonlarga chiziqli о‘lcham kiradi. Yumaloq quvurlar uchun
chiziqli о‘cham sifatida quvurning ichki diameri olinadi. Kesimi yumaloq
bо‘lmagan kanallar uchun ekvivalent diametr d
ekv =4F/S olinadi, bu yerda F–
kanalning kо‘ndalang kesim yuzasi; S–kanalning tо‘liq (hо‘llangan) perimetri.
Oqim quvurni yoki quvurlar tо‘plamini kо‘ndalangiga yuvib о‘tayotganda
aniqlovchi о‘lcham sifatida quvurning tashqi diametri olinadi; oqim plitani yuvib
о‘tayotganda, oqim о‘nalishi bо‘yicha uning uzunligi oinadi.
Yuqoridaaytib о‘tilganidek, suqlikning erkin xarakatlanishiga temperaturalar farqi
sabab bо‘ladi. Bu erkin harakatlanishfaqat issiqlik almashinuv bо‘lgandagina
vujudga kelishi va davom etishi mumkin, degan sо‘zdir. Bunda issiqlik
almashinuvi qanchalik kuchli bо‘lsa, muhit ham shunchalik, tez harakat qladi.
Shunday qilib, tabiiy konveksiya faqat suyuq (gaz) muhitdagina amalga oshishi
mumkin.
Tabiiy konveksiya yо‘li bilan issiqlik almashnuvida qizigan zarralar
yuqoridan tushayotgan sovuq zarralarga qarshi, ‘ni pastdan yuqoriga tomon
harakat qiladi. Bunda murakkab harakat vujudga kelib, kо‘tariluvchi va tushuvchi
oqimlar tо‘qnashadi.

1–rasm. xavoning vertikal issiq sirt bо‘ylab harakatlanishi: x
1 –
laminarharakatlanish soxasi; x
2 –oraliq harakatlanish soxasi; x
3 –uyurmaviy
turbulent harakatlanish soxasi;
Tabiiy konveksiyada issiqlik almashnuv jarayoni kо‘pchilik issiqlik
qurilmalaridek uzatiladi. 1-rasmda havoning qizigan vertikal quvur atrofida
harakatlanish sxemasi kо‘rsatilgan.
Quvurnin pastki qismida havoning yupqa qatlami kichikroq tezlik bilan
yuqoriga kо‘tarilib, laminar oqim hosil qiladi.shundan keyin harakatlanish
davomida qatlam qalinligi ista–sekin ortib boradi. Bunda tezlik ortadi, laminar
oqim tartibi buziladi, harakat о‘ziga xos “gajaksimon” kо‘rinishga ega bо‘ladi. Bu
oraliq oqim barqaror bо‘lmaydi, u turbulent oqim bilan almashnadi va quvurning
yuqori qismining hammasida oqish tartibi turbulant bо‘ladi. Harakat tartibi
о‘zgarishiga qarab issiqlik berish koeffitsiyenti α ning qiymati ham о‘zgaradi.
Quvurning pastki qismidaa quvurning balandligi bо‘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 qismida rо‘y beradi (2-rasm,v).
Diametri kichik bо‘lgan (1 mm gacha) tachalarda isitishyuzasi kichik
bо‘lgani tufayli, laminar oqim temperatura bosimi Δt katta bо‘lganda ham saqlanib
qoladi.
Δt ning unchalik katta bо‘lmagan qiymatlarida esa, tayoqcha atrofida
deyarli xarakatlanmaydigan isitilgan suyuqlik qatlami hosilbо‘ladi.
Tajriba natijalari shuni kо‘rsatadiki, chegaralanmagan fazodagi tabiiy
konveksiya asosan muhitning fizik xossalariga va temperatura bosimiga bog‘liq
bо‘lar ekan.
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 bо‘lganda) suyuqlik
yoki gaz yuvib о‘tayotganda qо‘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–jadvalda berilgan.
1-jadval
S va m konstantalar qiymatlarining Sr–Pr ga bog‘liqligi.
Konstanta 10 -3
-5 .
10 2
5 .
10 2
–2 .
10 7
2 .
10 7
–10 13
S 1,18 0,54 0,135

M 0,125
0,250 0,333
Yuqoridagi tenglamani quyidagi konkret hollar uchun quyidagicha yozish
mumkin:
1. Gorizontal quvurlar uchun (103  Gr .
Pr  108_ _ )
Nu=0,5 (Gr .
Pr) 0,25
(Pr / Prg) 0,25
(6)
2. Vertikal sirtlar (quvurlar, yassi qattiq jismlar)uchun:
a) laminar oqishda (103  Gr .
Pr  109)
Nu=0,76 (Gr .
Pr) 0,25
(Pr / Prg) 0,25
(7)
b) turbulent oqishda (Gr .
Pr  109)
Nu=0,15 (Gr .
Pr) 0,33
(Pr / Prg) 0,25
(8)
Yuqoridagi tenglamadan issiqlik berish koeffitsiyentini о‘rtacha qiymatini
hisoblashda quyidagilarga alohida e’tibor berish zarur:
1. Tenglamalar, Pr  0,7 bо‘lgan suyuqliklar uchun tо‘g‘ridir.
2. Kriteriyalar tarkibiga kirgan barcha fizik konstantalar suyuqlikning
о‘rtacha temperaturasida olinadi.
3. Pr soni suyuqlikning о‘rtacha temperaturasi bо‘yicha olinadi. Gazlar
uchun Pr=const, Pr/Prg=1 bо‘ladi.
4. Gr .
Pr  10-3 bо‘lsa, Nusselt soni deyarli о‘zgarmaydi va 0,5 ga teng
bо‘ladi, ya’ni α= 0,5 χ/l Demak, bunday sharoitda issiqlik almashinuvi
faqat issiqlik о‘tkazuvchanlikka bog‘liq bо‘ladi.
Ba’zi hollarda tabiiy konveksiya chegaralangan fazoda (deraza oynalari
oralig‘i, devor qatlami va shunga о‘xshash) rо‘y beradi.

2.6. Cheklangan 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. Cheklangan fazoda
suyuqlikning о‘ziga xos erkin harakati 4-5–rasmlarda tasvirlangan.

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 bо‘ladi: d katta bо‘lsa tushayotgan va kо‘tarilayotgan oqimlar bir–
biriga xalaqit bermasdan harakatlanadi (3-rasm, a); d kichik bо‘lsa, oqimlar bir–
biriga xalaqit berib ichki sirkulyatsiya konturlari hosil bо‘ladi (3–rasm,b).
Gorizontal tirqishlarda suyulikning erkin harakati qizigan va sovuq
sirtlarning о‘zaro joylashishiga va о‘rtalaridagi masofaga bog‘liq bо‘ladi. Agar
yuqori devor temperaturasi pastki devor temperaturasidan katta bо‘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 bо‘lsa, suyuqlikning pastdagi temperaturasi yuqori va
zichligi kam bо‘lgan qismlari yuqoriga kо‘tariladi, sovuq qismlari esa pastga
xarakatlanadi va tirqishda suyuqlikning kо‘tarilayotgan va tushayotgan oqimlari
paydo bо‘ladi (4-rasm, b).
Gorizontal silindrik tirqishlarda (5-rasm) suyuqlik sirkulyatsiyasi tirqishlar
diametri nisbatiga bog‘liq bо‘ladi.
Isitilgan sirt pastda joylashgan bо‘lsa, suyuqlik sirkulyatsiyasi sirtining
yuqori qismida (5-rasm, a) kuzatiladi, pastki qismida sirkulyatsiya kuzatilmaydi.
Tashqi silindrik sirt qizdirilganda (5-rasm,b) suyuqlik sirkulyatsiyasi yuqoridagi
sovuq sirtining ostida rо‘y beradi.
Tirqishlar orqali murakkab issiqlik uzatish jarayonini hisoblashda uni
ekvivalent issiqlik о‘tkazuvchanlik bilan almashtiriladi. Jism bilan uni yuvib
о‘tayotgan suyuqlik о‘rtasidagi issiqlik oqimining о‘rtacha zichligi quyidagi
tenlamaldan aniqlanadi:q=
χэкв
δ (tc1−tc2)= χ
δ(tc1−tc2)
Bunda
χэкв –issiqlik о‘tkazuvchanlikning ekvivalent koeffitsiyenti; bu kattalik
issiqliki tirqish orqali issiqlik о‘tkazuvchanlik va konveksiya orqali uzatilishini
tavsiflaydi;
χ
–suyuqlik issiqlik о‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti;
εк= χэкв /с
–konveksiya koeffitsiyenti.
Tushuvchi va kо‘tariluvchi oqimlar tufayli gazlarning harakati murakkab
bо‘ladi.
Bunday issiqlik almashinuvini hisoblash juda qiyin. Hisoblashni
soddalashtirish maqsadida murakkab issiqlik almashinuv jarayonini issiqlik
о‘tkazuvchanlik bilan almashtiriladi va ekvivalent issiqlik о‘tkazuvchanlik
koeffitsiyenti degan tushuncha kiritiladi.

χcэк=Qδ /(Δt⋅F) (9)
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 )
(10)
Taqribiy hisoblashlarda, (Grs .
Prs)  0 holda
eк=0,18 (Gr⋅Pr)0,25
bо‘ladi. Bundan keyin
χэкв =e
ks va q= χэкв ¿Δt aniqlanadi.
Xulosa.
Issiqlik energetika qurilmalarini ish jarayoni bevosita issiqlik almashinuvi
jarayoni bilan bog’liq bo’ladi.Issiqlik almashinuvi turlari turli muhitlarda issiqlik
almashinuvi, issiqlik almashinuvi defferensial tenglamasi ishchi jismning

quvurlarda harakatlanish jarayonida oqim tezligiga bog’liq holda issiqlik berish .
Ishning ikkinchi qismida esa issiqlik almashinuvi jarayonlarini ko’rib chiqildi.
Suyuqlikning aralashmasiz zichligini yoritish jarayoni, bu holda harakatni
ulanishi ko’rib chiqiladi. Bunday ulanish darajalari xususiy holler uchun bundan
boshqa umumiy aralashma zichligi dinamikasi ko’rib chiqilishi. Quvirlarda
chegaralangan shartli zichlik jarayoni bir biridan farqini yoritish. Shuning uchun
ularni yordamida qo’llaniladigan yaqin usullar foydalaniladi, qilingan ishga ilmiy
tomondan yondoshiladi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati.
1. Madaliev E.O‘.Issiqlik texnikasi. Oliy darslik.:"Farg'ona" nashriyoti; 2009.- 122
bet.

2. Nurmatov J. va boshqalar. Issiqlik texnikasi. Oliy o‘quv yurtlari talabalari uchun
o‘quv qo‘llanma.–T.: «O‘qituvchi», 1998,- 256 b.
3. Авданик Н.А. Руенитейн Л и “Теориа и практика довычи нефти
4. Rashidov Yu.K, Tursunov U.X, Mamajonov T.M “Issiqlik ta’minoti”,O’quv
qo’llanma. Toshkent TAQI 2000 y
INTERNET MA’LUMOTLARI
www.ziyonet.uz.axborot – ta’lim tarmog‘i
www.energy.com
http://rbip.bookchamber.
http://energy-mgn.nm.
http://www.rosteplo.ru:
http://www.abok.ru
http://www.03-ts.ru

Majburiy oqim ostida chegaraviy qatlamda issiqlik almashinuvi

Купить

Похожие документы
2001-yil sentabr voqealri va uning xalqaro munosabatlarga
1945-1990-yillarda Buyuk Britaniya
1918-1923 yillarda xalqaro munosabatlar, Versal Vashington siyetemasining tuzilishi
Ahmad al-farg‘oniy
Almashlab ekishni loyihalashtirish va joriy etish

Информация о документе

Продавец

Majburiy oqim ostida chegaraviy qatlamda issiqlik almashinuvi

Похожие документы