Жылу беру коэфф альфа жане оның әр түрлі фактоларға (жагдайларга)тәуелділігі

54.Ұқсастық теориясы жөнінде түсініктеме. Әртүрлді физикалық құбылыстарды зертттеуде екі түрлі әдіс қолданылады; теориялық және тәжірбиелі. Бірақ іс жүзінде мәселені нәтежиелі шешуде осы әдістерді бір-бірінен бөлек пайдалануға мүмкін емес. Егер осы екі әдістің нәтежиелі жағын біріктірсе, онда әртүрлі физикалық құбылыстарды зерттеуге арналған универсалды аппаратты алуға болады. Осындай екі әдісті біріктіруде ұқсастық теориясы қолданылады. Ұқсастық теориясы – құбылыстар мен процесстерді зерртейтін ілім және теориялық тәжірбиелік іздеу әдістерінің арасын біріктіруші буын. Ұқсастық теориясы жылу алмасу процесінде, тәжірбие өткізу және тәжірбие нәтежиесін қортындылауда ғылыми негіз болады. Ұқсастық критерийлері (сандары)Мұндай өлшем шамалары комплексті, тұрақтылықтың ұқсастығы 1^ге-тең ұқсастық критериясы деп аталады. Мысалы, (щ_е*d)/n_с шамасы - Рейнольдс саны, бұл сұйықтықтың қозғалу режімін сипаттайды. Сонымен ұқсастық критериясы өлшемсіз сан, іздеп жатқан физикалық құбылысты анықтаушы физикалық өлшемді шама

55.Гидродинамикалық жане жылулық ұқсастық критерийлер (сандар),олардың фи зикалық маңыздары.Гидродинамикалық және жылулық құбылыстың қосындысы конвективті жылу беру процессін анықтайды. Гидродинамикалық ұқсастық критерийлер негізгі және туынды критерийлер деп бөлінеді. Негізгі критерийлер біріншіден Н_е – Ньютон, F_r –Фруда, E_и –Эйлер, R_e – Рейнольдс және H_o – гидродинамикалық гомохрон. Туынды критерийлерде көбінесе мына сандар пайдаланады G_a - Галилей, A_r -Архимед және G_r – Грасгоф. Негізгі критерийлерге жылу процесінде көбінесе жылу беру және жылу өткізгіштік құбылыстарды талдағанда мына сандар жатады Nu – Нуссельт, F_o- Фурье, P_e – Пекле, B_i – Био, ал туынды санға P_r – Прандтль , S_t – Стентон және басқалар. Конвективті жылу алмасу негізінен төрт ұқсастық санымен сипаттлады Nu, R_e , G_r , P_r Нуссельт саны (1887-1957 жж):

=Ьl/л (2.2.3)

Осындай (2.2.3) шаманы Нуссельт критерийсі деп атайды; Нуссельт саны қабырға мен сұйықтың арасындағы жылу алмасу қарқынын сипаттайды. Нуссельт критерийесінде анықтайтын шамаға кіреді. Мұндағы – орта жылу беру коэффициенті, Вт/(м² К); l – геометриялық өлшем, м; л– жылутасымалдағыштың (сұйықтың) жылу өткізгіштігі, Вт/(м² К) Рейнольдс саны (сұйықтықтың қозғалу режімінің критерийісі 1840-1912 жж);

R_e = щ_с *l/v_с (2.2.4)

Екпінді күштің (ағын жылдамдығының) тұтқырлық үйкеліс күшіне қатнасын және сұйықтың қозғалысын анықтайды.

Мұндағы щ_с – сұйықтың жылдамдығы, м/с х_с – сұйықтың кинематикалық тұтқырлық коэффициенті, м²/с Прандтль саны (1875-1953жж) P_r= = ссг/л (2.2.5) Үйкелістегі жылу алмасуды ескереді және сұйықтың физикалық параметрін сипаттайды. Мұндағы б_с – сұйықтықтың температура өткізгіштік коэфициенті м²/с; л – сұйықтың жылу өткізгіштік коэфициенті Вт/(м К); с – сұйықтың меншікті жылу сыйымдылығы, кДж/ (кг*К) Грасгоф саны:

G_r =g*в (Т_қ-Т_с)l³ /х² (2.2.6)

Грасгоф саны еркін қозғалыс кезіндегі гидродинамикалық жағдайды сипаттайды: Мұндағы в =1/T_с - сұйықтың көлемдік ұлғаю коэффициенті;

56.Конвективті жылу алмасудың критерийлерінің (сандарынын) ұқсастық тендеулері.Анықталатын жане анықтаушы ұқсастық сандар. Ұқсастық критерийелері теңдеуі деп – ұқсастықтық анықталатын N_u саны мен енді анықталатын сандарының (R_e, P_r, G_r) арасындағы байланысты айтады. Конвективті жылу алмасу ұқсастықтық төрт санмен сипатталады: N_u, R_e, G_r және P_r. Нуссельт саны N_u=lб/л құрамында жылу беру коэффициенті б бар , бұл негізінен анықталатын сан болады, ал Рейнольдс R_e , Грасгоф G_r және Прандтль P_r - сандары анықтаушы сандар. Анықталатын өлшеміз комеплекстер (ұқсатық критерийіне N_u) – ұқсастық сан, анықталатын шамаларды құрайды. Критерийалды ұқсастық теңдеу – ұқсастық критерийялрдың арасындағы болатын құбыластардың функционалдық байланыстарын сипаттайды. Жылу аппаратарына есептеулер жүргізгенде қажетті параметрі жылу беру коэффициенті б. Ұқсастық критерийесін N_u анықтайтын, конвективті жылу алмасудың жалпы ұқсастық теңдеуі былай жазылады.

N_u=f(R_e, G_r, P_r). (2.2.7)

Сұйықтың еріксіз қозғау процесіндегі конвективті жылу алмасудың ұқсастық теңдеуі

N_u=f(R_e, P_r) (2.2.8)Сұйықтың қозғалуы мәжбүрлі және турбуленттілік режімде болса еркін қозғалыс конвекциясының критерийісі өте аз болады, сондықтан Грасгоф критерийісі G_r есептемеседе болады. Кейбір газдар үшін Приндтль P_r критерийісі конвективті жылу алмасу процесінде, температураға байланысты мүлдем өзгермейді, сондықтан ұқсатық теңдеуі мынандай қарапайым түрде жазылады. N_u=f(R_e ) (2.2.9)Сұйық еркін қозғалыста, мәжбүрлі конвекция жоқ болады, онда (2.2.7) ұқсастық жылу беру теңдеудегі Рейнольдс санының орнына Грасгоф санын енгізген қажет, сонда мынаны табамыз N_u=f( G_r, P_r) (2.2.10)