Ilmiybaza.uz KONVEKTIV ISSIQLIK ALMASHINUVI. NURLANISH BILAN ISSIQLIK ALMASHINUVI Reja: 1. Asosiy tushunchalar. 2. Suyuqliklarning erkin xarakati holatida issiqlikning berilishi. 3. Suyuqlikning qaynashi (bug’ga aylanishi) va suyuqlikka aylanishi (kondensatsiya) da issiqlikning berilishi. 4. Issiqlik nurlanishining xususiyatlari. 5. Issiqlik nurlanishining asosiy qonunlari. Ilmiybaza.uz 1. Asosiy tushunchalar Konvektiv issiqlik almashinish xodisasi suyuqlik (gaz) bilan uni to’sib turgan devor orasida ularning bevosita bir-biriga tegishi natijasida sodir bo’ladi. 4- rasmda yassi sirt (devor)ga suyuq- lik bo’ylama oqim bilan tegib o’tmokda. Agar t1 > t2 bo’lsa, issiqlik oqimi: Q = a (t1 – t2)F (16) bu yerda; t1 – suyuqlik xarorati; t2 – idish ichki sirtining xarorati; F – idish devorining sirti m2;  – issiqlik berish koeffitsiyenti. Uning o’lchov birligini aniqlaymiz, (16) tenglikdan: k M вm F t t Q     2 2 1 ) (  (17) Issiqlik oqimining zichligi (q) M 2 вm F q  Q bo’lsa, ) ( 2 1 t t q    bo’ladi. 4- rasm. Issiqlik berish koeffitsiyenti (a)ning son qiymati o’zgaruvchan bo’lib, ko’pgina omillarga bog’liq: 1.Suyuqlik (yoki gaz)ning fizik xususiyatlariga (zichlik, qovushqoqligi, issiqlik sig’imi, issiqlik o’tkazuvchanligi va xokazo); 2.Idish devoriga nisbatan suyuqlikning tezligiga, nisbiy tezlikning ortib borishi bilan a ortib boradi (masalan, piyoladagi yoki chelakdagi issiq choyni aylantirib turilsa, tez sovushi ma’lum); 3.Idish devorining shakliga; 4.Idish devorining sirt tekisligiga; 5.Idish devoriga tegib xarakatlanayotgan suyuqlikning oqish turiga (turbulent yoki laminar). YUqoridagi sabab (omil)larga ko’ra, a ning son qiymati fizik jadvallarda Ilmiybaza.uz berilmaydi. Xar bir aniq holat uchun tajriba yo’li bilan aniqlanishi kerak yoki taxminiy qiymatini «o’xshashlik nazariyasi» bilan hisoblash mumkin. 2. Suyuqliklarning erkin xarakati holatida issiqlikning berilishi Isigan va sovuq gazlar (suyuqliklar) zichliklarining xar hilligi hisobiga bo’ladigan issiqlik almashinish suyuqliklarning erkin xarakatidagi issiqlik berilishi deyiladi. Bunday tabiiy konvektsiya usulida xonalarning isishi, idishdagi suv yoki suyuqliklarning isishi, sovutgichdagi mahsulotlarning sovushi, atmosfera havosining sovushi (isishi) va x.k. sodir bo’ladi. 5-shaklda isigan devor (pech) bilan xona havosi orasida issiqlik berilishidagi jarayon ifodalangan bo’lib, a ning o’zgarib borish grafigi bilan ko’rsatilgan. 5- rasm. 3.Suyuqlikning qaynashi (bug’ga aylanishi) va suyuqlikka aylanishi (kondensatsiya) da issiqlikning berilishi Qaynash jarayonida idish devoriga tegib turgan suyuqlik qatlamining xarorati to’yingan bug’ xaroratidan yuqoriroq bo’ladi. Bunday xaroratlar farqini xaroratlar bosimi deb yuritiladi. Xarorat bosimining ortib borishi bilan qaynash jarayoni kuchayib,juda ko’p miqdorda bug’ pufakchalari xosil bo’ladi va pufakchali bug’lanish deyiladi (6a- rasm ). Xarorat bosimining yanada ortib borishi natijasida bug’ pufakchalari bir- biriga qo’shilishib, yupqa qatlam (plyonka) xosil qiladi, buni plyonkali bug’lanish deyiladi (6b-shakl). 6v-shaklda xaroratlar bosimi juda katta bo’lganda suyuqlik va idish devori tasvirlangan.Masalan, qizigan qozonga, dazmolga yoki pechga suv tomsa, oniy Ilmiybaza.uz bug’ plyonkasi hosil bo’ladi va suv tomchisini otib (sachratib) yuboradi. Bug’ning suyuqlikka aylanishi (kondensatsiyadagi) issiqlik berilishi kondensatsiyalanish turiga bog’lik bo’ladi. Kondensatsiyalanish plyonkasimon va tomchisimon bo’lishi mumkin. 6- shakl 7- rasm. Ma’lumki, bug’ tegib turgan idish devorining xarorati (tg) bug’ xarorati (t) dan ancha past bo’lganda kondensatsiya sodir bo’ladi, ya’ni t > tg . Suv bug’ining kondensatsiyalanishi ko’pincha plyonkasimon bo’ladi, tomchisimon kondensatsiya bo’lishi uchun idish devori moylangan bo’lishi kerak. 4.Issiqlik nurlanishining xususiyatlari Ilmiybaza.uz Issiqlik uzatilishining bu turida issiqlik energiyasi jismlar bir-biriga tegmagan holda ham amalga oshaveradi, ya’ni fizika kursidan ma’lum bo’lgan infraqizil (issiqlik) nuri masafaga uzatilishi mumkin. Jismga tushayotgan nur (issiqlik) energiyasi qisman jismdan qaytadi, qisman yutiladi va qisman jism orqali o’tib ketadi. Demak, jismga tushayotgan issiqlik nuri - QH 3ta tashkil etuvchiga bo’linishi mumkin. QH = Qyu + Qk + Qo’ (18) yoki 1= yu + k + u (19) 3. Issiqlik nurlanishining asosiy qonunlari Issiqlik nurlanishi xodisasida 4 ta asosiy qonunlar mavjud. 1) Plank qonuni, jism nurlanish energiyasining (Eo) xar hil xarorat va to’lkin uzunliklariga qarab taqsimlanish qonuniyatini ifodalaydi. Absalyut (mutloq) qora jismning nurlanish xususiyati (Eo), to’lqin uzunligi  = 0 bo’lganda yeo = 0 bo’ladi. To’lqin uzunligining ortib borishi bilan yeo ortib boradi va xar bir xarorat uchun eng katta qiymatga max ega bo’ladi. Keyinchalik kamayib borib,  = da yeo yana nolga teng bo’ladi. Barcha to’lqin uzunliklaridagi nurlanish energiyasining mikdori:   d E Е 0 0 0    (20) 2) Stefan-Boltsman qonuni, absolyut qora jism nurlanishining uning xaroratiga bog’lanishini belgilaydi. Stefan va Boltsmanlar bu bog’lanishni quyidagi matematik shaklda asoslaydilar. E0 = 5,7 · 10 – 8 · T4 (21) ya’ni, absolyut qora nurlanish energiyasi termodinamik xaroratining to’rtinchi darajasiga proportsionaldir. (185) formulani hisoblashga osonlashtirish uchun soddalashtiramiz, ya’ni Ilmiybaza.uz absolyut qora jismning nurlanish koeffitsenti C0 ni kiritamiz. C0 = 5,7 · 10 – 8 =5,7 [vt / m2 0k] U holda 4 0 0 100     T C E (22) Absolyut qora bo’lmagan (ixtiyoriy) jism uchun nurlanish energiyasi 4 100     T C E (23) yoki 4 100 5,7       T E  (24) bu yerda, C0   C – ixtiyoriy, ya’ni absolyut qora emas jismning qoralik darajasi. 3) Kirxgof qonuni, jismning nurlanish va yutish qobilyatlari orasidagi bog’lanishni ifodalaydi. Kirxgofning xizmati shuki, jismlarda ye va YU xar xil bo’lishiga qaramay, ularning nisbatlari bir hil - faqat xaroratga bog’likligini aniqladi. 0 0 2 1 1 .... ю E ю E ю E ю Е    Absolyut qora jism uchun So =5,7 va YUo=1 bo’lganligi uchun (23) tenglikni va C0   C ni hisobga olib yozish mumkin: S =C0 · YU = 5,7 · YU (25) YA’ni jismning qoralik darajasi yutish qobilyatiga son jixatidan teng yoki jismning yutish qobilyati nurlanish qobilyati kabidir. 4) Lambert qonuni, nurlanish energiyasining miqdorini uning yo’nalishiga bog’liqligini ifodalaydi.   cjs E E  H  (26) Ma’lum burchak yo’nalishidagi jismning nurlanish qobilyati ye nur tushayotgan sirtga normal yuza bilan nur orasidagi burchakka bog’lik. Nazorat uchun savollar: 1.Suyuqlikni erkin harakatidagi issiqlik almashinish deganda nimani tushunasi? Ilmiybaza.uz 2.Bug’lanish jarayonidagi issiqlik almashinish xodisasini tushuntiringg. 3.Kondensatsiyada issiqlik almashinishi haqida ma’lumot bering? 4.Issiqlik nurlanishi tushunchasi. 5.Issiqlik nurlanishining asosiy qonunlari. 6.Plank va Stefan-Boltsman qonunlari. 7.Krixgof va Lambert qonunlari.