Практикум по процессам и аппаратам пищевых производств/ С. М. Гребенюк, А. С. Гинзбург и др под ред. С. М. Гребенюка

MÖVZU 14. İSTİLİK MÜBADİLƏSİ PROSESLƏRİ – 4 SAAT. 
İ s t i l i k  m ü b a d i l ə s i  p r o s e s l ə r i n i n  ə s a s l a r ı.  Qida  sənayesi
müəssisələrində,   fazaların   qızdırılması   və   soyudulması,   şirələrin   və   məhlulların
qatılaşdırılması,  buxarın kondensləşməsi,  qida məhsulları qurudulan zaman  nəmliyin
buxarlandırılması, məhsulların dondurulması və bu kimi digər proseslər zamanı istilik
emalı yerinə yetirilir. Bütün bu proseslər, istiliyin məhsula verilməsi və ya məhsuldan
istiliyin alınması ilə müşayət olunur. Eyni zamanda, bütün bu proseslər, yalnız istilik
mübadiləsində  olan mühitlər arasında temperatur fərqinin mövcud  olduğu halda baş
verə bilər. Daha yüksək istiliyə malik, yəni istiliyini verən – i s t i l i k  d a ş ı y ı c ı s ı,
istiliyi qəbul edən, yəni daha az istiliyə malik olan isə   x l a d a a g e n t   adlanır.
Məlum   olduğu   kimi,   bir   mühitdən   digərinə   istilik,   istilikkeçirmə,   konveksiya   və
şüalanma metodları ilə verilə bilər. 
İ s t i l i k k e ç i r m ə  - maddə molekullarının hərəkəti və qarşılıqlı təması
nəticəsində, istiliyin bir molekuldan digərinə ötürülməsi prosesidir. Bərk materiallarda
istilikkeçirmə, istilikötürmənin əsas növlərindən biridir.
F u r y e  qanununa görə, divardan istilikkeçirmə ilə verilən Q – istilik miqdarı,
istilikdəyişdiricinin F – səthi, hər iki divarın 
2
1
t
t
t





 temperatur fərqi, τ – mübadilə
müddəti ilə düz, divarın δ – qalınlığı ilə tərs mütənasibdir. Yəni 



/





t
F
Q
                               (1)
burada: λ – istilikkeçirmə əmsalıdır. 
Bu   əmsal,   divarın   materialının   xüsusiyyətlərindən   və   onun   temperaturundan
asılıdır. İstiliyin artması ilə mayelərin (sudan başqa) istilikkeçirməsi azalır.
İstilikkeçirmə nəzəriyyəsində əsas anlayışlardan biri   i s t i l i k   s e l i d i r.
İ s t i l i k     s e l i  – selin istiqamətinə perpendikulyar kəsikdən axan istilik
miqdarı   ilə   xarakterizə   olunur.   Demək,   istilik   seli   vektorial   kəmiyyətdir.   Selin
istiqamətinə normal olan səthin 1 sm
2
 sahəsindən 1 saniyə ərzində axan istilik enerjisinə

---

i s t i l i k   s e l i   s ı x l ı ğ ı   deyilir. Ümumiyyətlə, istilik seli sıxlığı 
q
 nöqtəsinin
koordinatlarından və zamandan asılı olaraq  dəyişir:   
)
,
,
,
(

z
y
x
q
q

         (2)
K o n v e k s i y a – qazlar və mayelərin hərəkəti və qarışdırılması nəticəsində
istiliyin yayılması prosesidir. Maye və qazların hərəkət rejimləri, istilikvermə prosesinə
əsaslı təsir göstərir, belə ki, axının   t u r b u l e n t l i y i   yüksək olduqca istilikvermə
bir o qədər intensiv olacaqdır. 
Konvektiv   istilik   mübadiləsinin   əsas   qanunu   Nyuton   qanunudur.   Bu   qanuna
əsasən







t
F
Q
,              
K
m
Vt

2
             (3)
burada: α – istilikvermə əmsalıdır.
Qızdırıcı   səthdən   divara   konveksiya   ilə   verilə   istilik   miqdarı   (4)   tənliyi   ilə
hesablanır: 


1
1
1
g
t
t
F
Q





                                  (4)
burada: α
1
 – qızdırıcı mühitdən divara verilə istilikvermə əmsalı;
t
1
 və t
g1
 – mühitin və divarın səthinin temperaturudur.
Divarın qızdırılan səthə konveksiya ilə verilən istilik miqdarı isə (5) tənliyi ilə
təyin edilir:









2
2
2
t
t
F
Q
g
                                (5)
burada: α
2
 – divardan qızdırılan səthə verilən istilikvermə əmsalı;
t
g2
 və t
2
 – divarın səthinin və mühitin temperaturudur.
Bütün   materiallara   xas   olan   istilik   şüalanması,   0,4   –   4,0   mkm   uzunluqlu
dalğaların   elektromaqnit   rəqslərinin   enerjisidir.   İstilikdəyişdirici   aparatların
istifadəsində aparatın divarlarından ətraf mühitə itən istilik həm istilik şüalanması, həm
də konveksiya hesabına baş verir. İtirilən bu istilik miqdarı aşağıdakı (6) tənliyindən
təyin edilir:
2

---










h
g
g
it
t
t
F
Q
.
                                  (6)
burada: 
k
n
g





 – divardan havaya verilən cəm istilikvermə əmsalı;
F – aparatın xarici səthi;
t
g
 – aparatın xarici divar temperaturu;
t
h
 – havanın temperaturu.
İ s t i l i k v e r m ə n i n   ə s a s   t ə n l i y i. İstənilən istilik prosesinin əsas
xarakteristikası  –  verilən  istilik  miqdarıdır  ki,  bundan  da  istilik  mübadiləsinin   tələb
edilən həcmi və istilikdəyişdirici aparatın ölçüləri asılıdır. 
İstilikvermənin əsas tənliyi, istilik prosesləri üçün kinetik asılılıqdan çıxarılır. Bu
asılılığa görə, istilik prosesinin sürəti, prosesin hərəkətverici qüvvəsi ∆t ilə düz, R –
termiki müqaviməti ilə tərs mütənasibdir, yəni
 
t
K
R
t
F
Q






                                         (7)
burada: K – istilikkeçirmə əmsalıdır.
(7)   bərabərliyindən,   τ   –   zamanında   bir   mühitdən   digərinə   istilikdəyişdiricinin
səthindən verilən Q – istilik miqdarı aşağıdakı (8) tənliyi şəklində təyin edilir:






t
F
K
Q
                              (8)
(8) ifadəsi    i s t i l i k k e ç i r m ə n i n   ə s a s    t ə n l i y i   adlanır. 
Qurulmuş proses üçün vahid zamana aid edilən Q – istilik miqdarı (9) ifadəsi
şəklinə düşür:
t
F
K
Q




                                (9)
Bu bərabərlikdən istənilən istilikdəyişdirici aparatın tələb edilən istilikkeçirmə
səthi – F aşağıdakı tənliklə təyin edilə bilər:


t
K
Q
F



                                   (10)
3

---