|
1. Кеңістікте жылу тасудың тәсілдері.
2. Күрделі жылу алмасу.
3. Ньютон-Рихман теңдеуі.
4. Жылу беру α коэффициенті деген не; ол қандай факторларға тәуелді?
5. Еркін конвекция үшін кеңістіктегі критериалдық теңдеу.
6. Критериалдық теңдеудің с, n тұрақтылары жұмыста қалай анықталады?
№ 6 Зертханалық жұмыс. Цилиндірді көлденеңен ағыстаудағы еріксіз жылу беруді зерттеу
Жұмыс мақсаты: әдістеме тәжірбиесімен таныса келе, цилиндірдің оғыстауы көлделеп шарыңттың теңдеуі, турақты және жылу беруі орташа анықтаушы еселеуіш С.
6.1 Кіріспе
Конвективті жылуалмасу. Конвективті жылуалмасу немесе жылуберу процессі деп жылуөткізгіш пен конвекция арқылы қатты дене және сұйық ортаның арасындағы жылуалмасу. Конвекция тек қана газда және сұйық заттарда болады, бұлардың бөлшектері жеңіл қозғалады. Табиғатта екі қозғалыс кездеседі, ол еркін және еріксіз. Еркін қозғалыс (нағыз ағындық) сұйықтықтың қатпарларының суық және жылыу тығыздығының әртүрлі болуынан туады. Еріксіз қозғалыс (еріксіз ағындық) бөтен қоздырғыштардың әрекетінен пайда болады. Мысалы: сорғыш, желдеткіш және т.б. Басқа жағдайда еркін қозғалыспен еріксіз бірге жетілуі мүмкін. Ақырғысы салыстырмалы әсер көп болады егер сұйықтың және нүктелерінің қызуы әртірлі не еріксіз қозғалыстың жылдамдығы аз болса. Жылуалмасу ағындық қорқыны жылуалмасу еселеуіші а-мен мінезделеді, оның формуласы Ньютона-Рихманамен аңықталады (3.4) жалпы жылуберу еселеуіші жылуалмасудан үстінгісі өзгеруі мүмкін, сандықтан жылуберу еселеушінің үстінгісінің ортасын айырады және жылуберудің жергілекті еселеуіш элементі үстінгі бөлшегі біреуі болу керек. Жылуберу процессі сұйық қозғалыстың шарттымен тығыз байланысты. Сұйықтың ағысын екі тәртіп айырады – ретті және ретсіздік. Ретті тәртіпте ағыс бірғалыпты, тікағынды мінезде. Ал реттсіздін тәртіпте – құйын, ретсіз қозғалыста болады (6.1сурет).
Ағынның тәртібі Рейнольдса санына байланысты
 (6.1.1)
Осы ағынның негізгі факторларын анықтап, есептейді:
ω – сұйық қозғалысының негізгі жылдамдығы, м/с;
d – құбырдың диаметрі, м;
ν – кинетикалық еселеуіштің созылмалығы.
Рейнольдса санында ретсіздін тәртібі реттіге өтеді.
Rекр=2300
Rе>2300, біресе ретсіздін тәртіпте,
Rе<2300, біресе ретті тәртіпте.
Ретсіздін қозғалыста барлық поток құйынды тәртіпсіз қозғалысқа толады. Олар үздіксіз шығады, жоғалады. Бірақ кез келген ретсіздіктің жұқа қабық үстінгісі созылманың қажауы сұйықты тоқтатады, жылдамдық 0-ге дейін түседі. Сұйықтықтың жылуберудегі
қозғалыс тәртіп процессі үлкен мағына береді. Өйткені олармен жылу ауыстыру механизмі анықталады.
Цилиндірдің көлденеңнен ағыстау еріксіздігінің жылубергіштігі. Цилиндірдің көлденең ағыстау процессінің жылубергіштігінің ерекшеліктері бірнеше. Олар сұйық қозғалыс цилиндір үстінгісінің сұйықдинамика суреттімен түсіндіріледі. Тәжірбие көрсеткіштері жәй, қарсылықсыз цилиндр ағыстау мінезі ас мөлшерде орын алады. Rе<5 (3.6а - суретті) Рейнольдса санының көбінде, тәжірбие мінезінде, ағыстау құбырын құйынды бөлік аймағын қашанда құрып отырады.
Срнымен бірге цилиндірдің шептік және артқы (қорек) қалдығын тазалаудағы жағдайымен мінезі мүлтінсіз әртүрлі. Алдынғы нүктеде жүгірген ағын екіге бөлінеді және тұйықөлмелі құбырдың алдыңғы бөлігін бағу ағыстайды. Құбырдың сыртына шекаралық қабат пайда болады, оның алдынғы нүктеде кішкентай қалдығы бар және арықарай өлшемі ақырындап өседі. Шекаралық қабат шекарасының сыртына жабысқан, сұйық қабаттының жылдамдығы, құбыр периметрі көлдененнен көтеріліп ал Бернулли теңдеуіне ұқсас қысым азаяды. Периметр нүктесіне жеткен, φ=90о бұрышына жауапты (алдынғы нүкте бұрышынан алынады), жылдамдық үлкен мағынаға жетеді және арықарайкішрейе босатайды, қысымның тиәсті көтерілуімен бірге және ағым үзіндісі құйынды ортаның пайда болуымен, құбыр бөлігінің қоректісін қосып алуы.
Осындай өзіндік ағыстау құбыры күшті өлшемде жылубергішке шағылысады. Құбыр жеңберіндегі қарқынды жылуберу бірдей емес. Ең үлкен мағыналы еселеуіш жылубергіш (0о=φ) цилиндірді жасайтын маңдайшадан байқалады, онда шекаралық қабаттың жуандығы азайтылған. Цилиндр үстінгі сұйық қозғалыс қорқыны жылуалмасу бағытында бірден түседі және φ=90-100о та ең кішісіне жетеді. Бұл өзгеріс шекаралың қабат жуандығына байланысты өседі, құбырдың үстінгісін негізгі ағыннан бөледі. Құбыр бөлігінің еселеуіші жылуберуі қайтадан өседі, жылу шығару жақсару себебінен құйынды қозғалыс және сұйық сыйымдылығы.
  
180о
φ
90о
6
.1 сурет- Цилиндірді көлденеңен ағыс
Цилиндр ағысында жылуберу еселеуішін орташа тәжірибелі аңықтағышының әдісі. Тәжірибе жағдайда жылу, цилиндр үстінің бүір еленгі Ғ шеңбер орақешықтық жылу сәуесі жолымен, конвекция және жылуберу, экволент қуатымен электрожылу формуласымен анықталуы мүмкін (6.1.2). Жылу ағысының қосындысы Q конвектыжылуалмасу Qк және Qл -
Достарыңызбен бөлісу: |
