И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора

 

●

 Технические науки 

 

398                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

1. Көп қабатты тегіс жүйе арқылы ыстық денеден суық денеге жылуберу (мысалы, екі қабатты 

қабырға), [Вт]: 

                                      









1

1

1

1

1

1





R

T

T

F

T

T

F

Q

w

f

w

f















;                                       

                                      









1

2

1

2

1

1

1

R

T

T

F

T

T

F

Q

w

w

w

w



















;                                       









2

3

2

3

2

2

2

R

T

T

F

T

T

F

Q

w

w

w

w



















;                                                 (4) 

                                        









2

2

3

2

3

2





R

T

T

F

T

T

F

Q

f

w

f

w















.                                       

Бұдан  төрт  белгісізі  бар  (Q;  T

w1

;  T

w2

;  T

w3

)  төрт  теңдеу  пайда  болды. Теңдеулер  жүйесін  шеше 

отырып, тегіс жүйе арқылы өтетін жалпы жылу ағынын  Q табамыз: 

 

                                 





2

2

1

1

2

1





R

R

R

R

T

T

F

Q

f

f













, [Вт].                                                     (5) 

 

Егер тегіс қабаттардың саны n болса, онда жылу ағыны: 

 

             













k

T

T

F

T

T

F

k

R

R

R

T

T

F

Q

f

f

f

f

n

i

i

f

f

1

2

1

2

1

2

1

1

2

1

































, [Вт],                          (6) 

мұндағы R – жылуберудің термиялық кедергісі; k – жылуберу коэффициенті, ол тегіс жүйе ар-

қылы жылуберу процесінің қарқындылығын сипаттайды: 

                         

2

1

1

1

1

1



















n

i

i

i

k

, [Вт/(м

2 

·К)].                                                      (7) 

Екі қабатты тегіс жүйенің границаларындағы температура:  





1

2

1

1

1



R

T

T

k

T

T

f

f

f

w











; 

                                        









1

1

2

1

1

2

R

R

T

T

k

T

T

f

f

f

w















;                                                   (8) 









2

1

1

2

1

1

3

R

R

R

T

T

k

T

T

f

f

f

w

















.  

Тегіс қабаттардың саны n болғанда, тегіс жүйенің кез-келген  границаларындағы температура: 

 

                            

























i

i

i

f

f

f

wi

R

R

T

T

k

T

T

1

1

2

1

1



.                                                   (9) 

 

Тегіс жүйе үшін жылу ағынының тығыздығы: q=Q/F, [Вт/м

2

]. 

2. Көп қабатты цилиндрлі жүйе арқылы ыстық сұйықтан суық сұйыққа жылуберу, [Вт]: 

                     









1

1

1

1

1

1

1









R

T

T

L

T

T

L

d

Q

w

f

w

f





















;                                       

                                









1

1

1

1

2

1

2

1

ln

2

1

R

T

T

L

d

d

T

T

L

Q

w

f

w

w

























;                                       

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

399 

 

                    









2

3

2

2

3

2

3

2

ln

2

1

R

T

T

L

d

d

T

T

L

Q

w

w

w

w

























;                                                    (10) 

                    









2

2

3

2

3

3

2









R

T

T

L

T

T

L

d

Q

f

w

f

w





















.                                       

Теңдеулер жүйесін шеше  отырып, цилиндрлі жүйе арқылы өтетін жалпы жылу ағынын  Q та-

бамыз: 

                               





2

2

1

1

2

1







R

R

R

R

T

T

L

Q

f

f















, [Вт].                                                           (11) 

Егер цилиндрлі қабаттардың саны n болса, онда жылу ағыны: 

 

      













L

f

f

f

f

L

n

i

i

f

f

k

T

T

L

T

T

L

k

R

R

R

T

T

L

Q

1

2

1

2

1

2

1

1

1

2

1













































,[Вт]                       (12) 

мұндағы  R  –  жылуберудің  термиялық  кедергісі;  k

L

  –  жылуберу  коэффициенті,  ол  цилиндрлі 

жүйе арқылы жылуберу процесінің қарқындылығын сипаттайды: 

               

1

2

1

1

1

1

1

ln

2

1

1

1





















n

n

i

i

i

i

L

d

d

d

d

k







, [Вт/(м

2 

·К)].                                    (13) 

Цилиндрлі  қабаттардың  саны  n  болғанда,  цилиндрлі  жүйенің  кез  келген    границаларындағы 

температура: 

                            

























i

i

i

f

f

f

wi

R

R

T

T

k

T

T

1

1

2

1

1



.                                                 (14) 

 Цилиндрлі 

жүйе 

үшін 

жылу 

ағынының 

тығыздығы 

(1м 

ұзындық 

бойынша):                                           

q

L

=Q/L, [Вт/м].                                         

Барлық денелер өзін қоршаған ортаға түрлі жиілікті электромагнитті толқындар таратады. Көп-

теген қатты және сұйық денелер 0÷∞ ұзындықта толқын таратады, яғни тұтас сәулелену спектрі. Газ-

дар белгілі толқын ұзындығы бойынша энергия бөледі.  

Сәуле бөлу арқылы денелер арасындағы қосынды жылуберілу келесідей анықталады: 

 

                         













































4

2

4

1

0

12

100

100

Т

Т

F

с

Q

п



,   [Вт]                                          (15) 

 

мұндағы ε

п

 – дененің келтірілген қаралық дәрежесі; с

0

 – абсолют қара дененің сәулелену коэф-

фициенті,  с

0

= 5,67 Вт/(м

2

⋅К

4

);  F – жылуберу бетінің ауданы, м

2

. 

Міне жоғарыда келтірілген теңдеулер түрлі жылуалмасу процесін сипаттайды. Осы келтірілген 

теңдеулердегі  жылуберу  коэффицентін  өзгерту  арқлы  жылуалмасу  процесін  қарқындатуға  болады. 

Сәулелік жылуалмасуды қарқындату үшін сәуле бөлуші дененің температурасын арттырып, жүйенің 

келтірілген  қаралық  дәрежесін  күшейту  керек.  Және  керісінше    сәулелік  жылуалмасуды  баяулату 

үшін сәуле бөлуші дененің температурасын азайтып, жүйенің келтірілген қаралық дәрежесін төмен-

дету  керек.  Ал,  егер  температураны  өзгертуге  болмайтын  жағдайда,  сәулелік  жылуалмасуды  азайту 

үшін экрандар қолданылады.  

Ыстық денеден суық денеге  қабырға арқылы берілетін Q жылу мөлшерін арттыру немесе  қар-

қындату үшін, k жылуберу коэффициентін арттыру қажет, себебі F бет ауданы мен ∆Т температура-

лар айырмасы тек қана жүйенің құрылымы мен физикалық шарттарға байланысты. Егер жылуалмас-

тырғыш  құбырының  қалыңдығы  δ  аз,  ал  материалдың  (металдың)  λ  жылуөткізгіштік  коэффициенті 

 

●

 Технические науки 

 

400                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

жоғары болса, онда қабырғаның жылуөткізгіштігінің термиялық кедергісі R =  δ/λ нөлге тең болады. 

Бұдан, k жылуберу коэффициенті негізінен α

1

 және α

2

 жылубергіштік  (жылуөту) коэффициенттеріне 

тәуелді: k = (α

1

·α

2

)/(α

1

+α

2

). 

Жылуберу коэффициентінің шекті мәнінің заңдылықтары: 

- k жылуберу коэффициенті кез-келген жылубергіштік коэффициентінен әрқашанда кіші бола-

ды: k<α

1

 және k<α

2

; 

-  k  жылуберу  коэффициенті  кез-келген  кіші  жылубергіштік  коэффициентінен  әрқашанда  кіші 

болады; 

-  егер  ең  кіші  жылубергіштік  коэффициентінің  шамасы  артса,  k  жылуберу  коэффициентінің 

шамасы да артады; 

-  егер  ең  үлкен  жылубергіштік  коэффициентінің  шамасы  артса,  k  жылуберу  коэффициентінің 

шамасының артуы алдымен баяулайды, содан кейін мүлдем тоқтайды.   

Осы заңдылықтардың негізінде жылуберуді қарқындату ережелерін қалыптастыруға болады.  

1.  Егер  бір  жылубергіштік  коэффициенті  екіншісінен  үлкен  не  кіші  болса:  α

1

<<α

2

  немесе 

α

1

>>α

2

,  онда  жылуберуді  қарқындату  үшін  жылубергіштік  коэффициенттерінің  кішісінің  шамасын 

арттыру керек.   

2. Егер  жылубергіштік коэффициенті шамамен тең болса:  α

1

 ≈ α

2

, онда жылуберуді қарқында-

ту үшін екі жылубергіштік коэффициенттерінің шамасын арттыру керек.   

3.  Жылубергіштік  коэффициенттерінің  үлкенінің  шамасын  арттыру  арқылы  жылуберуді  қар-

қындату  - әрқашанда экономикалық тұрғыда тиімсіз. 

4.  Егер  дененің  физикалық  табиғатына  немесе  құрылымдық  ерекшеліктеріне  байланысты  жы-

лубергіштік коэффициенттерінің кішісінің шамасын арттыру мүмкін болмаса, онда жылубергіш жүй-

енің бетіне осы кіші жылубергіштік коэффициенті жағынан қабырға орналастыру керек.  Тегіс немесе 

цилиндрлі жүйелер үшін төртбұрышты немесе  домалақ пластиналарды қабырға ретінде тығыз  орна-

ластыру керек. Жүйені қабырғалау коэффициенті ϕ – қабырғалы жүйе бетінің ауданының жазық бет-

ке  қатынасы  тең.  Мысалы,  сұйықтың жылубергіштік  коэффициенті  α

1

=1000  Вт/(м

2

⋅К), қоршаған ор-

таның жылубергіштік коэффициенті α

2

=10 Вт/(м

2

⋅К) болса, онда  қабырғалау коэффициенті ϕ=25, ал 

кіші α

2

 жағынан k шамамен 20 есеге артады. 

Жылуберу коэффициентін азайту үшін құрылым арқылы жүйенің термиялық кедергісін артты-

ру керек, яғни қабырғаны жылулық оқшаулау қажет.   

Қорытынды.  Жылулық  энергияны  сақтау  немесе  үнемдеу  көбінесе  жылудың  денеде  таралу 

процесі мен  екі дене арасындағы жылуалмасу процестеріне тәуелді.  Жылуалмасу процессі машина-

лардағы,  қозғалтқыштардағы,  қондырғылардағы,  ғимараттардың  сыртқы  қабырғаларындағы  өтетін 

процестердің негізгі құрама бөлігі болып табылады. Қазіргі таңда әлем бойынша ғылыми ізнестердің 

өзі  жаппай  энергияны  үнемдеу  проблемаларына  келіп  тіреледі.  Жылуалмасу  процесі  қарқындата 

отырып энергияны үнемдеуде бір саты алға ілгерілеуге болады.  

 

ӘДЕБИЕТТЕР 

[1] Амерханов Р.А. Теплотехника. /Р.А.Амерханов, Б.Х.Драганов – М.: Энергоатомиздат, 2006, 432 с.  

[2] Арутюнян А.А. Основы энергосбережения.-М.,2007 

[3] Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Технология энергосбережения. Учебник – М: 2006. - 352 с. 

[4] Свидерская О.В. Основы энергосбережения.-Мн.,2008 

[5] Полонский В.М. Энергосбережение.-М.,2005 

[6] Самойлов М.В. Основы энергосбережения.-Мн.,2004 

 

REFERENCES 

[1] Amerkhanov R.A. Teplotekhnika. / R.A. Amerkhanov, B.Kh.Draganov – M.: Energoatomizdat, 2006, 432s.  

[2] Arytyunyan A.A. Osnovy energozberezheniya. –M., 2007 

[3] Cibikin Yu.D., Cibikin M.Yu. Tekhnologiya energozberezheniya. Uchebnik–M., 2006-352 s. 

[4] Sviderskaya O.V. Osnovy energozberezheniya. –Mn., 2008 

[5] Polonskiy V.M. Energozberezheniya. –M., 2005 

[6] Samoilov M.V. Osnovy energozberezheniya. –Mn., 2004 

 

 

 

 

жүктеу/скачать 51,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: