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

tg tм δ

7.5-rasm. Konvektiv issiqlik almashinishida haroratlarning o’zgarishi.

Konveksiya ikki turga bo’lanadi (tabiiy va majburiy). Suyuqlikning «issiq» va «sovuq» qismlaridagi zichliklar farqi ta’sirida tabiiy konveksiya yuzaga keladi. Majburiy konveksiya tashqi kuchlar (nasos, ventilyator, aralashtirgich) ta’sirida hosil bo’ladi.

Suyuqlik turbulent rejim bilan harakat qilganida issiqlik almashinish jarayoni ancha tez boradi, laminar rejimda esa sekin ketadi.
Nyuton qonuni. Konvektiv issiqlik almashinishning asosiy qonuni Nyutonning sovitish qonuni hisoblanadi. Bu qonunga ko’ra, issiqlik almashinish yuzasidan atrof muhitga (yoki, aksincha biror muhitdan qattiq jism yuzasiga) berilgan issiqlik miqdori dQ devorning yuzasiga (dF), yuza va muhit haroratlarining farqiga (t_g – t_m) hamda jarayonning davomiyligiga (d_τ) to’g’ri mutanosibdir, ya’ni:
dQ = α (t_g – t_m) dFdτ , (7.28)
bu yerda α – issiqlik berish koeffisiyenti.
Issiqlik berish koeffisiyenti quyidagi o’lchov birligiga ega:
.
Uzluksiz issiqlik almashinish jarayoni uchun (7.28) tenglama quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
Q = αF (t_g – t_m) . (7.29)
Issiqlik berish koeffisiyenti α devorning 1 m² yuzasidan suyuqlikka (yoki muhitdan 1 m² yuzali devorga) 1 s vaqt davomida, devor va suyuqlik haroratlarining farqi 1⁰S bo’lganda berilgan issiqlikning miqdorini bildiradi. Bu koeffisiyentning miqdori bir qator kattaliklarga bog’liq: suyuqlikning tezligi w, uning zichligi ρ, qovushoqligi , muhitning issiqlik-fizik xossalari (solishtirma issiqlik sig’imi s, issiqlik o’tkazuvchanlik koeffisiyenti λ, suyuqlikning hajmiy kengayish koeffisiyenti β), devorning shakli, o’lchami (quvur uchun d – diametr, L – uzunlik) va uning g’adir-budurligi ε₀.
Shunday qilib issiqlik berish koeffisiyentining qiymati kuyidagi omillarga bog’liq ekan:
α = ƒ (w, ρ, μ, s, λ, β, d, L, ε₀) . (7.30)
Issiqlik berish koeffisiyentining bir qator omillarga bog’liq bo’lganligidan, issiqlik o’tkazish jarayonlarining barcha ko’rinishlari uchun α ning qiymatini hisoblab chiqadigan umumiy tenglamani olishning imkoni yo’q. Faqat issiqlik almashinishning asosiy jarayonlari uchun tajriba natijalarini o’xshashlik nazariyasi yordamida qayta ishlash orqali kriterial tenglamalarni chiqarish mumkin. Bu kriterial tenglamalar yordamida issiqlik berish koeffisiyentining qiymati hisoblab topiladi.