46. Қабырға арқылы бөлінген сұйықтар арасындағы жылуберіліс

Қабырға арқылы бөлінген бір жылутасығыштан екіншісіне берілетін жылуберіліс процесін практикада жиі есептеуге тура келеді. (16.1-сурет). Мұндай процесті жылуберіліс деп атайды. Ол біз бұрын қарастырған элементар процестерді біріктіреді. Алдымен жылу ыстық жылутасығыштан t_c₁ арқылы беріледі. Бұл процесс өткен тарауда көрсетілгендей, жылулық сәулеленумен қабаттасуы мүмкін. Жылуберу қарқындылығы мұнда жылуалмасу коэффицентімен α₁ сипатталады.

Сонан соң жылу қабырғаның бір бетінен екінші бетіне жылуөткізгіштікпен беріледі.

Ең соңында жылулық α₂ жылуалмасу коэффицентімен сипатталатын конвективті жылуберу арқылы қабырғадан салқын сұйыққа беріледі.

Тұрақты тәртіпте аталған үш процестің бәрінде жылу ағыны Q бірдей, ыстық және суық сұйықтар арасындағы температура құламасы үш түрлі құрамнан тұрады:

1. Ыстық сұйық пен қабырға бетінің арасында Ньютон-Рихман заңына сәйкес

t_с1-t_б1=Q ̸ (α₁ F₁)=QR_α1 (16.3)

2. Қабырғаның беттерінің арасында

t_б1-t_б2=Q R_λ (16.4)

3. Қабырғаның екінші беті мен (оның бетінің ауданы F₂ бірінші бетінің ауданына тең болмауы мүмкін, мысалы цилиндрлік бетте) салқын сұйық арасында:

t_б1-t_б2=Q ̸(α₂ F₂) =QR_α2 (16.5)

Егер (16.3), (16.4) және (16.5) теңдеулерін қоссақ, онда

t_с1-t_с2=Q( R_λ+ (16.6)

одан Q= = = (16.7)

Алынған формула кез келген пішінді қабырға беттері арқылы өтетін жылуберіліс процесін есептеуге қолданылады. Мұнда тек R_λ-ні есептеу түрі өзгеріп отырады.

R_α=1 ̸(α F) шамасы жылуберудің термиялық кедергісі деп, ал қосынды термиялық кедергі R_k жылуберілістің термиялық кедергісі деп аталады.

Жылу ағынын Q есептеп болған соң (16.3) және (16.5) формулалары бойынша қабырға беттерінің температураларын есептеуге болады:

t_б1=t_c1- QR_α1 (16.8)

t_б2=t_c2- QR_α2 (16.9)

Жазық қабырға арқылы өткен жылуберілісте (16.1-сурет) екі жақ беттерінің аудандары бір-біріне тең болып (F₁= F₂= F) R_λ=δ ̸(α F) тең болады да, бұл жағдайда жылу ағынының тығыздығын q есептеген қолайлы. Сонда (16.7) формуласы былай түрленеді

q= (16.10)

k= (16.11)

мұндағы k- жылуберіліс коэффиценті деп аталады. Ол бір жылутасығыштан екіншісіне оларды бөліп тұрған жазық қабырға арқылы өтетін жылуберіліс процесінің қарқындылығын сипаттайды. Сан жағынан жылуберіліс коэффиценті бір жылутасығыштан екіншісіне оларды бөліп тұратын жазық қабырғаның 1м² беті арқылы температуралық айырма 1 К-ге тең болғандағы өтетін жылу ағынына тең болады. Егер қабырға көп қабатты болса, онда δ ̸λ қатынасының орнына әр қабаттың қабаттың қатынастарының қосындысын алады - ∑δ_i ̸λ_i.