1 жылумассалық алмасу
жүктеу/скачать 1,46 Mb.
|
| Жылу өткізгіштік – бұл дененің ішіндегі жылуды беру процесі. Бұл жағдайда температура өзгерген кезде дененің деформациясына жұмсалатын энергия шығындары (көлемнің өзгеруі) ішкі энергияның өзгеруімен салыстырғанда аз болады деп болжамдалады. Бұл жылу өткізгіштік процесі көлемді өзгертпестен жүреді деп болжауға мүмкіндік береді. Газдардағы, тамшылы сұйықтықтардағы және қатты заттардағы жылу өткізгіштік механизмдері әртүрлі. Газдардағы жылу өткізгіштік арқылы жылудың берілуі молекулалық қозғалыс кезінде кинетикалық энергияның берілуіне байланысты; "ыстық" молекулалардың (үлкен кинетикалық энергиямен) "суықпен" соқтығысуы нәтижесінде кинетикалық энергияның берілуі жүреді, соңғысы тезірек қозғала бастайды, бұл олардың қызуына тең. Сұйықтықтарда жылу сұйықтықтың бір қабатынан екіншісіне серпімді тербелістер арқылы беріледі, бұл температура неғұрлым қарқынды болғанда жүзеге асады. Қатты денелерде жылу серпімді тербелістерге байланысты да беріледі, бірақ металдарда жылу өткізгіштік негізінен бос электрондардың қозғалысына байланысты болады.
Жылу өткізгіштік теориясының міндеттерінің бірі – температура өрісін зерттеу. Егер өріс нүктелерін бірдей температурамен қосса, изотермиялық бетті аламыз (сурет 10). Изотермиялық беттердің жазықтықпен қиылысуы ешқашан қиылыспайтын және дененің ішінде үзілмейтін изотермиялық сызықтар (изотермалар) береді. Сурет 10 – Температуралық өріс Температура градиенті – нормаль (n) бойынша температураның жоғарылауы жағына бағытталған және температурадан осы бағытқа туындыға сандық тең вектор: Жылу ағынының тығыздығы – төмен температура бағытына бағытталған вектор. Фурье гипотезасына сәйкес ол келесі мәнге тең: "-" белгісі жылу ағынының тығыздығы мен температура градиентінің векторларының қарама-қарсы бағытта екенін көрсетеді. 1.3 Стационарлық жылу жағдайында жылуды жылу өткізгіштікпен беру Егер температура өрісі уақыт өте келе өзгермесе, тұрақты жылу жағдайында жылу өткізгіштіктің берілуі орын алады. Стационарлық жылу өткізгіштік әр түрлі жылу процестерінде және тұрақты режимі бар құрылғыларда кездеседі: мысалы, жылу оқшаулағышы бар болат құбырдың цилиндрлік қабырғасы арқылы бу құбырынан қоршаған ортаға жылу жоғалуы, жылу қондырғысын қаптау арқылы жылу беру және т. б. Қалыңдығы s жалпақ бір қабатты қабырға арқылы жылу ағынын есептеу үшін материалдың жылу өткізгіштік коэффициенті λ, ал қабырғаның бүйірлеріндегі температура t1 және t2 (сурет.11), Фурье гипотезасын қолданамыз: Бұл өрнекті түрлендіру арқылы келесіні аламыз Сурет 11 – Бір қабатты қабырға арқылы жылу беру схемасы Бұл шама жылу кедергісі деп аталады. Егер қабырға бірнеше қабаттардан тұрса, олардың әрқайсысы бірдей болады (сурет. 12), онда жылу ағынының тығыздығы: Сурет 12 – Көп қабатты қабырға арқылы жылу беру схемасы Цилиндрлік қабырғада (сурет. 13) q1 және q2 ішкі және сыртқы беттеріндегі жылу ағынының тығыздығы бірдей емес, өйткені беттері бірдей емес. Беттерде бірдей-жылу ағынының қуаты, цилиндрге арналған, Вт: -бірқабатты цилиндрлік қабырға үшін -көпқабатты цилиндрлік қабырға үшін Сурет 13 – Цилиндрлік қабырға арқылы жылуды беру схемасы жүктеу/скачать 1,46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|