Рейнольдс саны ламинарлы немесе турбулентті ағынның түрін анықтау үшін қолданылады және кедергі, жылу беру, аэродинамикалық күштер және т.б. сияқты көптеген физикалық құбылыстарға әсер етеді.

Жылулық пен қозғалыстықтың қарқындарының қатынасын алып

                  (11.1)

ыстықтық пен жылдамдықтың өрістерінің тәрізді болу шарттарын ескерсек

                                                         (11.2)

                       (11.3)

                              (11.4)

Жылу ағынының тығыздығы мен жанама кернеуін (11.4)-те ескере, жылу беру еселеуішін үйкеліс еселеуіші арқылы табамыз                         

          ,       (11.5)÷(11.7)

Бұл 1874 жылы табылған Рейнольдс тәріздігін жылу беру мен оған байланысты өзгерген ағын қажырының қарқындарын салыстыратын Стэнтон санына және (11.7)-ні х/λ-ке көбейтіп, ұқсастық теңдеуіне келтіреміз                                                                              

                      (11.8)÷(11.10)

Қаралып отырған Pr_* = Pr = 1 (11.3) шартында Рейнольдс тәріздігі (11.9) келесі ұқсастық теңдеу түрінде жазылады                                                                                    

                                                

---

                                          (11.11)

         Қаралғандай Pr = Pr_*= 1 ылғи болмайды. Сондықтан Л.Прандтль (1910 ж) мен Дж.И.Тэйлор (1919 ж) ЖШҚ-ты екіге бөліп, тұтқырлық қабатшада Pr = әр түрлі, ν_*, a_* = 0 , ал сыртқы ретсіздік қабатта ν, a << ν_*, a_*, Pr_* = 1 деп зерттеген. Т.Карман (1939 ж) аралық ( , ) қабат енгізген, Г.Райхард (1950 ж) тіпті Pr_* = әртүрлі деп жаңа теңдеу тапқан. Іс жүзінде Рейнольдстің (11.11) тәріздігімен де қанағаттана беріледі.

 


« 02 » қыркүйек 2022ж. Хаттама № 1
ЖЭҚ (ТЭУ) кафедра меңгерушісі Кибарин А.А.


Алматы энергетика және байланыс университеті

Жылуэнергетика қондыргыларының кафедрасы

Жылутехнологияларының аппараттары мен процестеріндегі жылумаңызалмасу пәні 
ЕМТИХАНДЫҚ БИЛЕТ № 11

1. 
   Көпбағыттық құбылыстар.
   

Тұрақты n көрсеткішті және       кейіптемемен сипатталатын жылуқозғалымдық құбылысты көпбағыттық (политропный процесс) деп атайды. Мысалы, жоғарыда қаралған 4 негізгі құбылыстар осы (3.23)–ге бағынады:

1) n = 0  pv⁰ = тұрақты, p = тұрақты,

2) n = ∞  p^1/пv = тұрақты, v = тұрақты,

3) n = 1  pv = тұрақты, Т = тұрақты,

4) n = k pv^k = тұрақты - жылуалмасусыз құбылыс (3.4 суретті қараңыз).

Клапейрон теңдеуі мен (3.23)-тен көпбағытты құбылыс теңдеуінің келесі (жылуалмасусыз құбылыстағыдай) түрі шығады

                                    (3.24)

Көпбағыттық құбылыстың кеңею жұмыс кейіптемесі жылуалмасусыз құбылыстағыдай табылады

          (3.25)

Жылусыйымдылықтың жалпы теңдеуі мен Клапейрон теңдеуін, Джоуль тәжірибе қорытындысын және (3.23)-ні ескере, көпбағытты құбылыстағы жылусыйымдылықтың кейіптемесі келесі түрде табылады (3.5 суретті қараңыз)

---

                                 (3.26)

         Көпбағытты құбылыстың көрсеткіші n = 1 ÷ kаралығында болғанда, оның жылусыйымдылығы теріс мәнді. Мұндай жағдай сығымдағышта болуы мүмкін - салқындатушы суға жылулық кетіп тұруына қарамай (dq < 0), жұмыс дененің ыстықтығы сығылулықтан өседі (dT > 0). Бұл жолы  c_n = dq/dT < 0.  

Көпбағытты құбылыста

    

2. 
   Қатты дененің шексіз ағынмен ағысталуы. Шекаралық қабат.
   

Қатты дененің айналасындағы шексіз ағын – аэродинамика саласындағы классикалық мәселе. Айналасында осындай ағынмен шекаралық қабат пайда болады - дененің бетіне жақын жерде түзілетін және негізгі ағыннан ерекшеленетін жұқа газ қабаты.

Шекаралық қабат дененің беті мен оны айнала ағатын газ арасындағы үйкеліс әсерінен пайда болады. Газ молекулалары дененің бетімен соқтығысқан кезде қарсылық пайда болады, бұл шекаралық қабаттағы ағынның баяулауына әкеледі. Газдың тікелей дене бетіндегі жылдамдығы нөлге тең және ол жерден алыстаған сайын жоғарылайды, негізгі ағынның жылдамдығына жақындайды.

Шекаралық қабатты екі негізгі аймаққа бөлуге болады: ламинарлы және турбулентті шекаралық қабаттар. Ламинарлық шекаралық қабатта газдың қозғалысы біркелкі және реттелген түрде қозғалатын қабаттарда жүреді. Турбулентті шекаралық қабатта газдың қозғалысы ретсіз, құйындар мен араласулар болады. Ламинарлы ағынның турбулентті ағынға өтуі ағын жылдамдығының жоғарылауы немесе дене пішінінің өзгеруі сияқты белгілі бір жағдайларда жүреді.

Шекаралық қабат дененің аэродинамикалық сипаттамаларына айтарлықтай әсер етеді. Ол ағындағы дененің қозғалысына қарсылық тудырады және дене пішініне және басқа факторларға байланысты көтеру немесе түсіру күштерін тудырады. Шекаралық қабат пен оның негізгі ағынмен өзара әрекеттесуін түсіну ұшақ қанаттары немесе автомобиль жәрмеңкесі сияқты тиімді аэродинамикалық құрылымдарды дамыту үшін өте маңызды.

Аэродинамика саласында шекаралық қабатты сипаттауға және оның сипаттамаларын болжауға мүмкіндік беретін әртүрлі теориялар мен модельдер бар.

3. 
   Шекаралық қабат теориясының басты қорытындылары
   

Шекаралық қабат теориясы гидродинамика саласына жатады және қатты бетке жақын орналасқан сұйық немесе газ ағынының әрекетін зерттейді. Шекаралық қабат теориясының негізгі қорытындыларына мыналар жатады:

---

Жабысу заңы( закон прилипания) : шекаралық қабатта сұйық немесе газ ағынының жылдамдығы қатты бетке тікелей жанасады және онымен бірге қозғалады. Бұл ағын мен қатты дененің арасында бетінде сырғанау жоқ дегенді білдіреді.

Шекаралық қабаттың шекаралық дамуы: Шекаралық қабатты үш аймаққа бөлуге болады: ішкі ішкі қабат, буферлік қабат және сыртқы қабат. Әрбір аймақ ағынның әртүрлі түрлерімен және масса мен импульс берудің басым механизмдерімен сипатталады.

Ағын жылдамдығының төмендеуі: Шекаралық қабатта сұйық немесе газдың ағыны қатты бетке жақындағанда баяулайды. Бұл сұйықтық немесе газ қабаттары арасындағы тұтқырлық пен үйкеліске байланысты.

Турбуленттілік: шекаралық қабатта ағынның ламинарлы (реттелген) күйден турбулентті (хаотикалық) күйге ауысуы мүмкін. Шекаралық қабаттағы турбуленттілік энергияның үлкен шығынын тудыруы және құйындылардың пайда болуына және ағынның араласуына әкелуі мүмкін.

Қысым градиенттері және кедергі күштері: Шектік қабатта қатты бетке әсер ететін кедергі күшін тудыратын қысым градиенттері бар. Бұл кедергі күші тұтқырлық, ағын жылдамдығы және бет геометриясы сияқты көптеген факторларға байланысты.

Шекаралық қабат теориясының аэродинамика, гидродинамика, инженерия және метеорология сияқты әр түрлі салаларда кең қолданылуы бар. Ол қатты беттердің жанында ағын әрекетін түсінуге және болжауға және сұйықтық немесе газ ағындарымен байланысты объектілер мен жүйелердің дизайнын оңтайландыруға көмектеседі.

« 02 » қыркүйек 2022ж. Хаттама № 1
ЖЭҚ (ТЭУ) кафедра меңгерушісі Кибарин А.А.

Алматы энергетика және байланыс университеті

Жылуэнергетика қондыргыларының кафедрасы

Жылутехнологияларының аппараттары мен процестеріндегі жылумаңызалмасу пәні 
ЕМТИХАНДЫҚ БИЛЕТ № 12

1. 
   Қатты дененің шексіз ағынмен ағысталуы. Шекаралық қабат.
   

Қатты дененің айналасындағы шексіз ағын – аэродинамика саласындағы классикалық мәселе. Айналасында осындай ағынмен шекаралық қабат пайда болады - дененің бетіне жақын жерде түзілетін және негізгі ағыннан ерекшеленетін жұқа газ қабаты.

Шекаралық қабат дененің беті мен оны айнала ағатын газ арасындағы үйкеліс әсерінен пайда болады. Газ молекулалары дененің бетімен соқтығысқан кезде қарсылық пайда болады, бұл шекаралық қабаттағы ағынның баяулауына әкеледі. Газдың тікелей дене бетіндегі жылдамдығы нөлге тең және ол жерден алыстаған сайын жоғарылайды, негізгі ағынның жылдамдығына жақындайды.

---

Шекаралық қабатты екі негізгі аймаққа бөлуге болады: ламинарлы және турбулентті шекаралық қабаттар. Ламинарлық шекаралық қабатта газдың қозғалысы біркелкі және реттелген түрде қозғалатын қабаттарда жүреді. Турбулентті шекаралық қабатта газдың қозғалысы ретсіз, құйындар мен араласулар болады. Ламинарлы ағынның турбулентті ағынға өтуі ағын жылдамдығының жоғарылауы немесе дене пішінінің өзгеруі сияқты белгілі бір жағдайларда жүреді.

Шекаралық қабат дененің аэродинамикалық сипаттамаларына айтарлықтай әсер етеді. Ол ағындағы дененің қозғалысына қарсылық тудырады және дене пішініне және басқа факторларға байланысты көтеру немесе түсіру күштерін тудырады. Шекаралық қабат пен оның негізгі ағынмен өзара әрекеттесуін түсіну ұшақ қанаттары немесе автомобиль жәрмеңкесі сияқты тиімді аэродинамикалық құрылымдарды дамыту үшін өте маңызды.

Аэродинамика саласында шекаралық қабатты сипаттауға және оның сипаттамаларын болжауға мүмкіндік беретін әртүрлі теориялар мен модельдер бар.

2. 
   Қатты дененің шексіз ағынмен ағысталуы. Шекаралық қабат.
   

Қатты дененің айналасындағы шексіз ағын – аэродинамика саласындағы классикалық мәселе. Айналасында осындай ағынмен шекаралық қабат пайда болады - дененің бетіне жақын жерде түзілетін және негізгі ағыннан ерекшеленетін жұқа газ қабаты.

Шекаралық қабат дененің беті мен оны айнала ағатын газ арасындағы үйкеліс әсерінен пайда болады. Газ молекулалары дененің бетімен соқтығысқан кезде қарсылық пайда болады, бұл шекаралық қабаттағы ағынның баяулауына әкеледі. Газдың тікелей дене бетіндегі жылдамдығы нөлге тең және ол жерден алыстаған сайын жоғарылайды, негізгі ағынның жылдамдығына жақындайды.

Шекаралық қабатты екі негізгі аймаққа бөлуге болады: ламинарлы және турбулентті шекаралық қабаттар. Ламинарлық шекаралық қабатта газдың қозғалысы біркелкі және реттелген түрде қозғалатын қабаттарда жүреді. Турбулентті шекаралық қабатта газдың қозғалысы ретсіз, құйындар мен араласулар болады. Ламинарлы ағынның турбулентті ағынға өтуі ағын жылдамдығының жоғарылауы немесе дене пішінінің өзгеруі сияқты белгілі бір жағдайларда жүреді.

Шекаралық қабат дененің аэродинамикалық сипаттамаларына айтарлықтай әсер етеді. Ол ағындағы дененің қозғалысына қарсылық тудырады және дене пішініне және басқа факторларға байланысты көтеру немесе түсіру күштерін тудырады. Шекаралық қабат пен оның негізгі ағынмен өзара әрекеттесуін түсіну ұшақ қанаттары немесе автомобиль жәрмеңкесі сияқты тиімді аэродинамикалық құрылымдарды дамыту үшін өте маңызды.

---

Смотрите также файлы

• Учебное пособие для мастеров производственного обучения и наставников на производстве под общ ред. В. И. Блинова. М., Издательство Юрайт, 2017 г.docx

• Жай блшектерге амалдар олдану блімі бойынша жиынты баалау 29. 11. 22ж Таырыбы.docx

• Марапаттары.docx

• Отчет по лабораторной работе 2 Решение нелинейных уравнений.docx

• Тіл ел тірегі сынып сааты.docx