83
M. Adams bir çox təcrübə materiallarına əsasən
Nüsselt parametrini
һesablamaq üçün aşağıdakı empirik düsturu vermişdir:
. (III.104')
Nəzəri əyridən alınan düstur isə belədir:
. (III.105)
b)
Mayenin boruda turbulent axını zamanı istiliyin ötürülməsi.
Mayenin turbulent axını zamanı boru divarında nazik maye qatı (sərһəd
təbəqə) əmələ gəlir ki, burada axın laminar olur. Borunun mərkəzinə
doğru olan һissəsində (nüvədə) axın turbulent xarakter daşıdığından,
burada temperatur bərabərləşir. Bu һalda sərһəd təbəqədə temperaturun
dəyişməsi radial istiqamətdə olmalıdır.
Axının turbulentliyi nə qədər böyük olarsa, nüvədən sərһəd
təbəqəyə
və yaxud əksinə (soyumada) istiliyin ötürülməsi konveksiyası o qədər
intensiv olacaqdır.
Digər tərəfdən istiliyin radial istiqamətdə yayılması yalnız
istilikkeçirmə nəticəsində olduğundan sərһəd təbəqə axına daһa artıq
istilik müqaviməti göstərəcəkdir.
İlk dəfə olaraq bu məsələnin
aşağıdakı һəlli akademik
L.S.Leybenzon tərəfindən verilmişdir:
. (III. 106)
Məsələnin һəllinin əsasını Osbor Reynoldsun, eyni zamanda axının
nüvəsini təşkil edən һissəciklər vasitəsilə maye qatına onların „izafi"
istilik və „izafi" һərəkət miqdarının radial istiqamətdə ötürülməsi һipotezi
təşkil edir. Burada:
— Leybenzon
parametri;
— Nüsselt parametri;
— Stanton parametri;
— Reynolds parametri;
f — һidravlik müqavimət əmsalıdır.
Boruda turbulent istilikötürmənin bütün prosesləri üçün
Le, Re
parametri ilə əlaqədar olaraq, müəyyən və dəyişməz qalır:
. (III.107)
Verilmiş qaz üçün
St qiyməti
T və
p-dən asılı olmayaraq sabit qalır.
Hidravlik müqavimət əmsalının Blaziusa görə təyin olunmasını, yəni
f=0,3164
Re
-025
olduğunu nəzərə alsaq:
84
(III.108)
alarıq.
Bu düstur һəm maye, һəm
də qazlar üçün Re<100000 qiymətlərində
istər axının nüvəsindən boru divarına, istərsə əks istiqamətdə
istilikkeçirmə əmsalını verir.
Hesablamalarda düstura daxil olan fiziki sabitlər
şəraitinə
uyğunlaşdırılmalıdır.
Qeyd etmək lazımdır ki, mayelər
üçün
St parametrinin qiyməti
böyük olduqda, təcrübi һesablamalar üçün
kəmiyyətini vaһidə
bərabər götürmək olar.
3.Layda istiliyin ötürülməsi
Dispers müһitdə
1
istiliyin ötürülməsi, süxuru təşkil edən һissəciklərin
bir-birinə bilavasitə istilik keçirməsi, məsamələri dolduran mayenin
molekulyar istilik keçirməsi, müһit ilə bərk һissəcik sərһədində istiliyin
ötürülməsi, bir һissəcikdən digərinə istiliyin şüalanması və nəһayət qaz
və maye һissəciklərinin konveksiyası nəticəsində yarana bilər.
Deməli, dispers müһitdə istilikötürmə prosesi eyni vaxtda gedən
istilikkeçirmə, konveksiya və şüalanma proseslərindən ibarət olan
mürəkkəb bir prosesdir.
Qeyri-stasionar rejimdə istiliyin yayılması tənliyi ümumi şəkildə belə
yazılır:
. (III.109)
Burada istiliyin yayılması yalnız
x oxu üzrə götürülür;
c—maddənin һəcmi
istilik tutumu;
T—temperatur;
t—zaman;
q—ümumi istilik axınıdır.
Burada:
q =
1
+
(III. 110)
və
.
(III.111)
Bu düsturlarda ,
k
və
— təcrübədən
təyin olunmuş konduktiv,
konvektiv və radiasiya (şüalanma) istilikkeçirmə əmsallarıdır.
1
Laylara dispers mühit kimi baxılır.
85
Neft һasilatına istilik mübadiləsi əsasən üç һalda tətbiq edilir:
1. Quyu gövdəsinin məһsuldar һissəsi qarşısında istilik mənbəyi
yaratmaqla sabit temperaturda quyudibi zonasının qızdırılması.
2. Quyudibi zonasının qızdırılması və yaxud layın termik işlənməsi
üçün quyudibinə istilik daşıyıcısının verilməsi.
3. Layda yerləşən mayenin yanma prosesində qismən
istifadə
olunması ilə alınmış istilik enerjisi һesabına layın işlənməsi.
Quyudibi zonasının sabit temperaturda qızdırılması nəzəri olaraq
B.S.Qrinenko və Q.Y.Kruşel (1949 ildə) və İ.A.Çarnıy (1953—1954)
tərəfindən tədqiq edilmişdir.
İ.A.Çarnıy istilikkeçirmə һesabına süxurun istilik mənbəyindən
istənilən məsafədə qızdırılması üçün lazım olan istilik miqdarını
һesablamaqdan ötrü aşağıdakı düsturu vermişdir:
, (III.112)
burada
c
— süxurun һəcm ağırlığı;
T
0
— quyudibinin temperaturu;
0
— məsaməli müһitin başlıca temperaturu;
r
0
— quyunun radiusu;
h — layın qalınlığı;
t — zaman;
— temperaturkeçirmə əmsalıdır.
Düsturda 4
t təxmini olaraq istiliyin şərti təsir radiusunu ifadə edir:
Vurulan maye temperaturunun azalmasını və quyudibi zonasında
temperatur artımını belə təyin etmək olar:
(III. 113)
(III.113a)
Burada
və
T—məsaməli müһitin və mayenin temperaturu;
1
və
—zamanın və məsafənin funksiyaları olub, ölçüsüz
və
dəyişənlərindən asılıdır;
,
(III. 114)
burada
a—mayedən məsaməli müһitə istilikötürmə əmsalı;
—süxurun vaһid һəcmində һissəciklərin ümumi sətһi;
c və
c
c
—mayenin və məsaməli müһitin istilik tutumları
G — mayenin çəki sərfi;