2.4. Сфералық қабырға.

λ = const кезіндегі, біртекті қабырғадағы температуралық өріс :

, (24)

мұндағы және — сфералық қабырғаның ішкі және сыртқы температурасы; және — шар тәріздес қабырғаның ішкі және сыртқы диаметрі; d — t температура анықталатын сфералық беттің диаметрі.

Жылуөткізгіштіктің температуралық тәуелділігін есептеу кезіндегі біртекті сфералық қабырғадағы температуралық өріс:

. (25)

п қабатты қабырғадан құралған сфералық қабырғаның жылуөткізгіштік формуласы:

. (26)

және температуралары бар екі орта арасындағы жылуберу:

. (27)

Көп қабатты қабырға арасындағы жылуөткізгіштік коэффициент, Вт/К,

, (28)

немесе

, (28а) мұндағы и — жылуберілудің термиялық; — п қабатты қабырғаның жылуөткізгіштігінің термиялық кедергісінің қосындысы; — жылуберудің жалпы термиялық кедергісі, К/Вт.

Қыр қабырғалық беттегі жылуалмасу

Екі ортаның арасындағы жылуберудің интенсификациясы үшін орталарды бөліп тұратын қабырға беттерін қырлау қолданылады. Ереже бойынша, жылуберілудің коэффициентінің аз шамасы кезінде(немесе термиялық кедергінің үлкен мәнінде), жылуалмасу бетінің қырлауы орындалады.

0. Тұрақты көлденен ағысы бар тік қырлы қабырға.

Қырлы қабырғаның негізгі параметрлері (1-сурет.): l, h , δ — қырдың ұзындығы, биіктігі, қалыңдығы; П=2(l + δ)—қырдың периметрі; f = lδ — қырдың ағыс ауданы; b — қыр қадамы; B, — жазық қабырғаның ені мен қалыңдығы; , — қабырғаны қоршайтын орта температурасы, > ; , — қабырғаның жазық беті мен қыр бетінен қоршаған ортаға жылуберу коэффициенті; , — қырдың негізгі және соңғы бөлігіндегі температурасы.

Бір тік қырдан қоршаған ортаға беттің жылуберуін есептеу кезінде температурасы бар, жылу ағынын , Вт келесі формуламен анықталады:

, (29)

мұндағы —қырдың негізіндегі шығын температура, К; — параметр, ; — гиперболалық тан­генс; λ — қыр материалының жылуөткізгіштігі, Вт/(м∙К).

Жазық беті бар қабырғаның қыр беттерінің арасындағы жылу ағыны келесі формуламен анықталады:

, (30)

Мұндағы п — қабырғаның 1м еніне келетін қыр саны; l — қабырғаның ұзындығы (қырдың ұзындығы), м.

Қабырғаның қыр беттеріндегі жылу беру кезіндегі жылу ағынының қосындысы:

. (31)

Бір жағында бір қыры бар, жазық қабырғамен бөлінген, екі ортаның арасында жылуберілумен негізделген, жылу ағыны:

, (32)

мұндағы F — қабырғаның қырланбаған бетінің ауданы, м²; — қабырғаның қырланбаған бетіндегі жылуберу коэффициенті, Вт/(м²∙К); — қабырға материалының жылуөткізгіштігіті , Вт/(м∙К); E —қырдың эффективті коэффициенті; — қырлану коэффициенті.

Қырдың эффективті коэффициенті E, оның жұмысшы сипаттамасы болып табылады және шындығында, егер беттің бетіндегі температура t₀ тең болса, қырдан қоршаған ортаға таралатын жылу ағыны келесі теңдікпен сипатталады:

(33)

немесе қырдағы жылу беруді ескерсек,

, (33а)

мұндағы —қыр беттеріндегі орташа температура.

Қырдан жылуалуды жоғарлату mh азайту арқылы алуға болады .

Қырлану коэффициенті:

, (34)

мұндағы — қабырғаның қырланған бетінің қосынды ауданы, м².

(32) формуладан , деп алсақ, онда жылуберу кезіндегі қырланған қабырға арқылы өтетін жылу ағыны:

, (35)

Жұқа қырдың эффективті коэффициенті (δ<<l және П=2l) келесі тәуелділіктен анықтауға болады:

, (36)

Мұндағы: , немесе 2 суреттегі графиктен табуға болады.

Жылуберуді есептеу үшін қырдың h биіктігін 0,5δ кеңейту керек. Қырдың соңындағы температура :

немесе , (37)

Мұндағы и — қырдың соңындағы және оның негізіндегі шығын температура, К; —гиперболалық косинус.

0. Тұрақты қалыңдықтағы шеңбер қыры бар цилиндрлік қабырға.

Сырты сақина тәріздес қырланған құбыр(3- сурет) арқылы өтетін жылуберуді есептеу h=R-r ескеріп, E эффективтивтік коэффициент, 4-сурет бойынша анықталатын түзету коэффициентіне көбейтіп келесі (35) және (36) формуламен есептеу жұмыстары жүргізіледі.

Сақина тәріздес қырдың эффективтік коэффициенті:

, (38)

мұндағы — ден тәуелді 4-суреттегі график бойынша анықталатын коэффициент; — қырдың эффективті биіктігі, м; — қырдың соңы мен негізгі бөлігіндегі шығын температураларының қатынасы

т параметрі келесі теңдеуден анықталады:

.

Ішкі жылу көздерін есептеу кезіндегі жылуалмасу.

Кейбір белгілі бір шарттарда денелер жылуды бөлу немесе жұту үрдісі жүреді, мысалы электрөткізгіштіктің джоульдік қызуы, химиялық экзотермиялық және эндотермиялық реакциялар, реактордың жылубөлу элементтеріндегі ядролық үрдістер және т.б. Бұл үрдістер жылудың ішкі көздерінің қуаты мен көлемді жылу бөліну интенсивтілігімен , анықталады.