Жазық қабырға арқылы жылуалмасу

Бiр сұйықтан екiншi сұйыққа жылудың жазық қабырға арқылы алмасуын қарастырамыз (13.3 сурет). Қабырғаның жылуөткiзгiштiк коэффициентi l, сұйықтардың температуралары t₁ және t₂, жылуберу коэффициенттері a₁ және a₂ белгiлi. Ыстық сұйықтан суық сұйыққа жазық қабырға арқылы алмасқан жылу ағынын анықтау керек.

Ыстық сұйықтан қабырғаға берiлетiн жылуағынының тығыздығын Ньютон-Рихман заңы бойынша анықтаймыз

(13.12)

Тұрақты режимде осы жылу ағыны қабырғаның бiр бетiнен екiншi бетiне жылуөткiзгiштiкпен тасымалданады.

(13.13)

және қабырғаның екiншi бетiнен екiншi сұйыққа берiледi

(13.14)

(13.12),(13.13),(13.14) теңдеулерiнен температура айырмашылықтарын анықтаймыз

(13.15)

Алынған теңдеулердi мүшелеп қоссақ, аттас температуралар қысқарады.

(13.16)

Сонда жазық қабырға арқылы алмасқан жылу ағынының тығыздығы

(13.17)

(13.17) теңдеуiндегi бөлшектiң бөлiмiндегi өрнектi R әрпiмен белгiлейдi

[м²×К/Вт] (13.18)

және оны жазық қабырғаның жылуалмасуға термиялық кедергiсi деп атайды. Ал термиялық кедергiнiң керi шамасын жазық қабырғаның жылуалмасу коэффициентi деп атайды

[Вт/(м²×К)] 13.19)

Олай болса жазық қабырға арқылы алмасқан жылу мөлшерiн мына теңдеумен анықтауға болады.

(13.20)

Цилиндр қабырға арқылы жылуалмасу

Бiр сұйықтан екiншi сұйыққа жылудың цилиндр қабырға арқылы алмасуын қарастырамыз (13.5 сурет). Қабырғаның жылуөткiзгiштiк коэффициентi l , сұйықтардың температуралары t₁ және t₂, жылу беру коэффициенттерi a₁ және a₂ белгiлi. Ыстық сұйықтан суық сұйыққа цилиндр қабырға арқылы алмасқан жылы мөлшерiн анықтау керек.

Ыстық сұйықтан цилиндр қабырғаның iшкi бетiне берiлген жылу ағынын Ньютон-Рихман заңы бойынша анықтаймыз

(13.38)

Тұрақты режимде осы жылу ағыны цилиндр қабырғаның iшкi бетiнен сыртқы бетiне өтедi

(13.39)

және цилиндр қабырғаның екiншi бетiнен екiншi сұйыққа берiледi.

(13.40)

(13.28), (13.29), (13.30) теңдеулерiнен температура айырмашылықтарын анықтаймыз

13.41)

Алынған теңдеулердi мүшелеп қоссақ, аттас температуралар қысқарады

(13.42)

Сонда цилиндр қабырға арқылы алмасқан жылу ағыны

(13.43)

(13.43) теңдеуiндегi бөлшектiң бөлiмiндегі өрнектi әрпiмен белгiлейдi

[м×К/Вт] (13.44)

және оны цилиндр қабырғаның жылуалмасуға сызықтық термиялық кедергiсi деп атайды. Ал сызықтық термиялық кедергінің керi шамасын цилиндр қабырғаның сызықтық жылуалмасу коэфициентi деп атайды

[Вт/(м×К)] (13.45)

Олай болса цилиндр қабырға арқылы алмасқан жылу мөлшерiн мына теңдеумен анықтауға болады

(13.46)

Инженерлiк есептеулерде көбiнесе цилиндр қабырғаның бiр қума метр ұзындығына келетін жылу ағынының тығыздығы қолданалады

(13.47)

Егер цилиндр қабырға бiртектi бiрнеше қабаттардан тұратын болса, олардың термиялық кедергiлерi өзара өзгерiссiз қосылады. Мұндай қабырға арқылы алмасқан жылу ағынының тығыздығы

(13.48)

Мұнда n-қабырға қабаттарының саны.

4. Иллюстрациялық материалдар: Виртуалды қондырғылар. Негізгі аппараттар бейнеленген плакаттар.