ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 174
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Аэродинамика саласында шекаралық қабатты сипаттауға және оның сипаттамаларын болжауға мүмкіндік беретін әртүрлі теориялар мен модельдер бар.
-
Құбырдың ішіндегі ретсіз ағынды жылуберу.
Құбыр ішіндегі ағынның ретсіз ағынды жылу беруі әртүрлі себептермен пайда болуы мүмкін және әртүрлі салдарларға әкеледі. Біркелкі емес жылу берудің кейбір ықтимал себептері мен салдары:
Ретсіз ағын жылдамдығы: Егер құбыр ішіндегі сұйықтықтың немесе газдың шығыны біркелкі болмаса, онда жылу беру біркелкі болмайды. Ағынның жоғары жылдамдығы құбыр қабырғаларының біркелкі салқындауына немесе қызуына, әсіресе жоғары ағынды аймақтарда құбырдың біркелкі емес тозуына және зақымдалуына әкелуі мүмкін.
Жылу ағынының біркелкі бөлінбеуі: Егер жылу көзі құбыр бойымен біркелкі таралмаса, онда жылу беру де біркелкі болмайды. Бұл, мысалы, қыздыру элементтері құбыр бойымен бірдей емес орналасқан жылу жүйелерінде орын алуы мүмкін, бұл сұйықтықтың немесе газдың біркелкі қызуына әкеледі.
Құбыр қабырғаларының ретсіз ағынды жылу кедергісі: Егер құбыр қабырғалары әртүрлі аймақтарда әртүрлі жылу кедергісіне ие болса, онда жылу беру біркелкі болмайды. Мысалы, құбырдың кейбір бөліктерінде шөгінділер болса немесе жылу оқшаулауы бұзылса, бұл жылу берудегі жергілікті біркелкілікке әкелуі мүмкін.
Жұмыс ортасының ретсіз ағынды жағдайы: Құбырдың ішіндегі жұмыс ортасының әртүрлі температура немесе концентрация сияқты біркелкі емес қасиеттері болса, онда бұл да біркелкі емес жылудың берілуіне әкелуі мүмкін. Мысалы, ағында ауа көпіршіктері немесе тоқтатылған бөлшектер болса, олар жылу беруде локализацияланған өзгерістерді жасай алады.
Біркелкі емес жылу берудің салдары әртүрлі болуы мүмкін және нақты жағдайға байланысты.
« 02 » қыркүйек 2022ж. Хаттама № 1
ЖЭҚ (ТЭУ) кафедра меңгерушісі Кибарин А.А.1>1>
Алматы энергетика және байланыс университеті
Жылуэнергетика қондыргыларының кафедрасы
Жылутехнологияларының аппараттары мен процестеріндегі жылумаңызалмасу пәні
ЕМТИХАНДЫҚ БИЛЕТ № 13
-
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.
-
Ағынның жылдамдығын және шығысын өлшейтін аспаптар.
Әртүрлі контексттерде ағын мен шығысты өлшейтін құралдардың бірнеше түрі бар. Олардың кейбіреулері мыналарды қамтиды:
Анемометрлер: Бұл ауа ағынының жылдамдығын өлшеуге арналған аспаптар. Олар механикалық (мысалы, бұралу немесе жылдамдық анемометрлері), термиялық (жылу анемометрлері) немесе ультрадыбыстық (ультрадыбыстық анемометрлер) болуы мүмкін. Анемометрлер метеорологияда, аэродинамикада және желдету жүйелерінде кеңінен қолданылады.
Гидродинамикалық есептегіштер: Бұл құрылғылар құбырлардағы немесе арналардағы сұйықтықтың шығынын өлшеу үшін қолданылады. Олар әртүрлі принциптерге негізделуі мүмкін, соның ішінде қысымды өлшеу, ультрадыбыстық өлшеу, электромагниттік өлшеу және т.б. Гидродинамикалық есептегіштердің мысалдарына құйынды өлшегіштер, Питот қысым өлшегіштері, магниттік индуктивті есептегіштер және турбиналық есептегіштер жатады.
Ағын сенсорлары: бұл ауа, сұйықтықтар немесе газдар сияқты әртүрлі орталардың ағынының жылдамдығын өлшеу үшін қолданылатын құралдардың кең класы. Ағын датчиктері ағын жылдамдығын өлшеу үшін термиялық, ультрадыбыстық, электромагниттік немесе оптикалық сияқты әртүрлі принциптерді пайдалана алады. Олар әртүрлі салаларда, соның ішінде өнеркәсіпте, медицинада және ғылыми зерттеулерде қолданылады.
Ауа жылдамдығы мен көлем өлшегіштері: Бұл құрылғылар әдетте желдету немесе ауа баптау жүйелеріндегі ауа көлемінің ағынын өлшеу үшін пайдаланылады. Олар құйынды есептегіштер, термиялық өлшемдер немесе қысымды өлшеу сияқты принциптерге негізделуі мүмкін.
Бұл әртүрлі тасымалдағыштардағы ағын мен шығысты өлшеу үшін қолданылатын құралдардың бірнеше мысалдары ғана. Арнайы құралды таңдау қолданбаға және қажетті өлшеу дәлдігіне байланысты.
-
Көлденең ағынды құбырдың жылу беруі.
Көлденең ағынды құбыр арқылы жылу беру конвекция, жылу өткізгіштік және сәуле шығару арқылы жүзеге асырылады. Бұл механизмдердің өзара әрекеттесуі құбырдың жұмыс жағдайларына және тасымалданатын салқындатқыштың қасиеттеріне байланысты.
Конвекция: қыздырылған сұйықтық көлденең құбыр арқылы ағып жатқанда, қыздырылған сұйықтықтан құбыр қабырғаларына жылу беру жүреді. Конвективтік жылу беру салқындатқыш сұйықтық пен құбыр қабырғалары арасындағы конвекциялық жылу беру арқылы анықталады. Бұл жылу беру салқындатқыш бөлшектердің қозғалысына және конвекциялық токтардың пайда болуына байланысты.
Жылу өткізгіштігі: Жылу өткізгіштік арқылы құбыр қабырғалары арқылы да жүреді. Жылу өткізгіштігі құбыр жасалған материалға байланысты. Жақсы жылу өткізгіштігі бар материалдар, мысалы, металдар, құбыр қабырғалары арқылы жылуды тиімдірек тасымалдауға мүмкіндік береді.
Радиация: Құбыр қабырғаларының температурасына және қоршаған ортаға байланысты жылу сәулеленуі де болуы мүмкін. Жылу сәулеленуі Стефан-Больцман заңы арқылы анықталады және құбыр қабырғаларының температурасына және олардың сәуле шығару қасиеттеріне байланысты.
Көлденең ағынды құбыр арқылы жылу берудің дәл есебін анықтау барлық осы факторлар мен материалдың қасиеттерін ескеруді талап етеді. Есептеулерді сәйкес жылу беру және жылу өткізгіштік коэффициенттерін пайдалана отырып, жылу беру және конвекция теңдеулері негізінде жүргізуге болады.
« 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 № 14
-
Құбырдағы сұйықағулық соққы.
Құбырдағы сұйықтықтың соғуы сұйықтық ағынында жылдамдықтың немесе қозғалыс бағытының кенеттен өзгеруі орын алған кезде пайда болады. Бұл кран кенет жабылғанда немесе ашылғанда, сорғы тоқтағанда немесе жүйеде басқа өзгерістер орын алғанда орын алуы мүмкін.
Кран кенет жабылғанда немесе сорғы тоқтағанда, құбырдағы сұйықтық ағыны инерцияға байланысты алға жылжи береді. Осы сәтте құбыр қабырғаларынан шағылысып, қайта оралатын қысу және сиректеу толқындары пайда болады. Бұл толқындар қысымның жоғарылауын және сұйықтық жылдамдығының ауытқуын тудыруы мүмкін, бұл құбырдың бұзылуына немесе жүйенің басқа зақымдалуына әкелуі мүмкін.
Сұйықтықпен соғу қауіпті болуы және жазатайым оқиғаларды тудыруы мүмкін. Оның пайда болуын болдырмау және оның салдарын азайту үшін сумен жабдықтау жүйелерінде және басқа гидравликалық жүйелерде, мысалы, амортизаторлар мен қысым реттегіштерінде арнайы құрылғылар қолданылады.
Егер тамшылы сұйық қозғалғанда агыс жылдамдығын кенет өзгертсе (ысырманы ашса не жапса, сорғы тоқтап қалса жэне т.б.) қысымның қатты өзгеруінен болған сұйықағулық соққы туады. Сұйықағулық соққы кезінде қысым шамасы бірнеше рет өсіп, құбырдың қабырғасына күшті әсер етеді. Сол себептен кейде құбырлар істен шығып бұзылуы мүмкін. Сұйықағулық соққы болғанда қатты шу мен құбырдың дірілдеуі байқалады. Сұйықагулық соққыны толық зерттеп жэне теориялық негізін салған Н.Е. Жуковский.
Ысырманы лезде толық жапқанда қысымның максимал өсуін Жуковский кейіптемесі бойынша анықтауға болады: 
-
Көпіршіктену (кавитация).
Көпіршіктер немесе кавитация - қысымның өзгеруі нәтижесінде сұйықтықтағы немесе газдағы көпіршіктердің пайда болуы мен құлауының физикалық процесі. Сұйықтықтағы қысым белгілі бір мәннен төмен түссе, мысалы, сұйықтықтың жылдам қозғалысы немесе оның жылдамдығының жоғарылауы салдарынан көпіршіктер пайда болады.
Көпіршіктер пайда болған кезде көпіршіктер сұйықтықтың немесе қоршаған ортаның буымен немесе газымен толтырылады. Содан кейін сыртқы қысымның немесе өзгеретін жағдайлардың әсерінен көпіршіктер күрт кішірейіп, құлап кетуі мүмкін. Көпіршіктердің ыдырауы қысым мен температураның күшті жарылыстары түріндегі энергияның бөлінуімен бірге жүреді, бұл әртүрлі әсерлерге әкелуі мүмкін.
Кавитация әртүрлі салаларда оң және теріс әсер етуі мүмкін. Мысалы, кейбір өнеркәсіптік қолданбалар беттерді тазалау немесе сұйықтықтарды араластыру үшін кавитацияны пайдаланады. Дегенмен, басқа жағдайларда кавитация сорғылар, кеме винттері немесе су құбырлары сияқты жабдықты немесе құрылымдарды зақымдауы мүмкін. Техникада кавитация да шу мен діріл тудыруы мүмкін.
Сонымен қатар, кавитация гидродинамика мен аэродинамикада маңызды. Ол әуе қалқандарының тиімділігіне, кеме винттерінің, жел туннельдерінің және сұйықтық немесе газ ағыны бар басқа жүйелердің жұмысына әсер етуі мүмкін.
Жалпы алғанда, кавитация әртүрлі жүйелер мен жабдықтарды жобалау мен пайдалану кезінде көптеген факторларды ескеруді талап ететін күрделі физикалық процесс болып табылады.
-
Көлденең ағынды құбырлар дестесіндегі жылуберу.
Көлденең ағынды құбырлар дестесіндегі жылу беру - бұл көлденең орналасқан құбырлар жүйесі арқылы екі орта арасындағы жылуды беру процесі. Жылу берудің бұл түрі әртүрлі инженерлік жүйелерде, соның ішінде жылыту, ауаны баптау және өндірістік процестерде кеңінен қолданылады.
Жұмыс принципі мынада: бір орта (мысалы, ыстық су немесе бу) құбырлар арқылы өтеді, ал басқа орта (мысалы, ауа немесе су) бұл құбырларды қоршайды. Жылу ыстық ортадан суыққа құбыр қабырғалары арқылы беріледі.
Көлденең ағынды құбырлар дестесіндегі жылу беру тиімділігіне әсер ететін факторларға мыналар жатады:
Құбыр материалының жылу өткізгіштігі: тиімді жылу беруді қамтамасыз ету үшін құбыр материалы жақсы жылу өткізгіштікке ие болуы керек.
Құбырдың өлшемі және конфигурациясы: Құбырлардың геометриясы мен диаметрі ыстық және суық орта арасындағы байланыс бетінің ауданына әсер етеді. Үлкен бетінің ауданы жылуды тиімдірек тасымалдауға ықпал етеді.