Umumiy tushunchalar Issiqlik o’tkazishinig asosiy tenglamasi Issiqlik o’tkazuvchanlik

7.6-rasm. Issiqlik tashuvchi agentlar haroratining yuza bo’yicha o’zgarishi:
a) bir xil yo’nalishda; b) qarama-qarshi yo’nalishda.

Agar issiqlik tashuvchi agentlardan birining harorati yuza bo’yicha o’zgarmasa (to’yingan bug’ning kondensasiyalanishi, suyuqlikning qaynashi), bunday sharoitda Δt_o’r ning qiymati (7.35) yoki (7.36) tenglamalar bo’yicha hisoblanadi.

Agar issiqlik tashuvchi agentlarning yo’nalishi o’zaro kesishsa, o’rtacha haroratlar farqi quyidagi tenglama bilan topiladi:
. (7.37)
bu yerda ε_Δt – muhitlar haroratlarining nisbatiga bog’liq bo’lgan koeffisiyent. Bu koeffisiyentning qiymati tegishli adabiyotlarda keltirilagan.


7.8. Issiqlik o’tkazish jarayonlarini jadallashtirish
Neft va gazni qayta ishlash sanoatidagi ko’pchilik jarayonlar issiqlik ta’sirida boradi va bunday jarayonlarni amalga oshirish uchun turli issiqlik almashinish uskunalari ishlatiladi. Ishlab chiqarishning quvvatini oshirish uchun issiqlik almashinish uskunalari samarali ishlashi, sodda bo’lishi va mahsulot sifatiga ta’sir ko’rsatmasligi kerak. Bundan tashqari, issiqlik uskunalarini tayyorlash uchun kam metall sarf bo’lishi lozim. Bunday masalalarni hal qilish uchun issiqlik almashinish jarayonlarini jadallashtirish zarur.
Issiqlik jarayonlarini jadallashtirish uskunalar ish unumdorligini oshirishga, ularning o’lchamini kichraytirishga, ishlab chiqarish xonalarining sahnini kamaytirishga olib keladi. Bu narsa o’z navbatida issiqlik uskunalarini ishlatish va ularni ta’mirlash uchun ketayotgan sarf-harajatlarni kamaytiradi, bitta ishchiga to’g’ri keladigan mahsulot miqdorini oshiradi va hokazo. Issiqlik jarayonlari jadallashtirilganda materialni isitish uchun ketayotgan vaqt kamayadi, biroq bu hol mahsulot sifatini pasaytirishga olib kelmasligi lozim.
Tekis devorlar uchun issiqlik o’tkazish koeffisiyentini topishdagi quyidagi tenglamani tahlil qilib ko’ramiz:
.
Devorning termik qarshiligini kamaytirish uchun devor qalinligi δ ni kamaytirish va devor materialining issiqlik o’tkazuvchanlik koeffisiyenti λ ni ko’paytirish kerak. Konvektiv issiqlik almashinishni (α₁ va α₂) jadallashtirish uchun suyuqlikni aralashtirish va oqimning tezligini oshirish zarur. Agar issiqlik nurlanish orqali tarqalayotgan bo’lsa, nur chiqarayotgan yuzaning qoralilik darajasini va uning haroratini oshirish kerak bo’ladi.
Agar tekis devorning termik qarshiligi hisobga olinmasa, bunda yuqorida berilgan tenglama quyidagi ko’rinishni oladi:
. (7.38)

(7.38) tenglamadan ko’rinib turibdiki, K ning qiymati har doim α ning eng kichik qiymatidan ham kam bo’ladi.

Agar α₁ = 40 Vt/m²·K, α₂ = 5000 Vt/m²·K bo’lsa, u holda K = 39,7 Vt/m²·K bo’ladi. α₂ qiymatining ortishi K ning qiymatiga ta’sir qilmaydi. α₁ = 40 Vt/m²·K va α₂ = 10000 Vt/m²·K bo’lganda K = 39,8 Vt/m²·K bo’ladi, K ning qiymatini anchagina oshirish uchun kichik qiymatli α ning qiymati (bizning misolda α₁ ning qiymatini) o’zgartirish lozim. Agar α₂ = 5000 va α₁ = 80 bo’lsa, K = 78,8 Vt/m²·K; α₁ = 200 deb olinsa, K = 192 Vt/m²·K.
Demak α₁ << α₂ bo’lsa, jarayonni jadallashtirish uchun faqat α₁ ning qiymatini oshirish lozim ekan. Agar α₁ ≈ α₂ bo’lsa, bunday issiqlik almashinish jarayonini tezlatish uchun ikkala issiqlik berish koeffisiyentlari (α₁ va α₂) ning qiymatlarini oshirish maqsadga muvofiqdir.
Ayrim texnikaviy hisoblashlarda devorning termik qarshiligini hisobga olmasa ham bo’ladi. Amma bunda ayrim xatoliklarga yo’l quyiladi. Bu hatoliklarning qiymatini hisoblab ko’rish lozim. Ayniqsa, K ning qiymati katta bo’lganda devorning termik qarshiligi hisobga olinishi shart. Ishlab chiqarish sharoitida uskuna devorlari turli iflosliklar bilan qoplanib qoladi. Bu iflosliklar devorning termik qarshiligini ancha ko’paytiradi. Masalan, suvning qattiqligi hisobiga devor yuzasiga o’tirib qolgan ifloslik 1 mm qalinlikdagi po’lat devorning termik qarshiligiga teng.
Devor ustida har xil iflosliklarning o’tirib qolishi, issiqlik o’tkazish jarayonini sekinlashtirishdan tashqari, devorning haroratini ham oshirib yuboradi. Ayrim paytlarda devor haroratining yuqori bo’lib ketishi halokatga olib kelishi mumkin. Shu sababdan issiqlik uskunalarini ishlatishda devor yuzalarini har xil iflosliklarning o’tirib qolishidan saqlash zarur.
Issiqlik almashinish jarayonlarini quyidagi usullar yordamida jadallashtirish mumkin: 1) issiqlik tashuvchi agentlarning tezligini ko’paytirish; 2) isitish yuzasini davriy ravishda tozalab turish; 3) asosiy suyuqlik oqimini pulsasion tebranishlar orqali yuborish; 4) suyuqlikning yupqa qatlami harakatini tashkil qilish; 5) qattiq materiallarning donador qatlamidagi issiqlik almashinishda qatlamni mavhum qaynash holatiga keltirish; 6) turbulizatorlar yordamida oqimning tarkibini o’zgartirish va boshqalar. Har bir aniq sharoit uchun jadallashtirishning tegishli usulini tanlab olish kerak.