Температура градиенті: ыстық және суық орта арасындағы температура айырмашылығы жылу беру жылдамдығын анықтайды. Температураның айырмашылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым көп жылу тасымалданады.

Ағын жылдамдығы: ыстық ортаның құбырлар арқылы қозғалу жылдамдығы жылу алмасудың тиімділігіне де әсер етеді. Жоғары ағын жылдамдығы жылу беру коэффициентін арттыруы мүмкін.

Жылу бөлу және жылуды бөлу: Жылу беру тиімділігі сонымен қатар жүйенің қоршаған ортаға жылу беру қабілетіне (мысалы, ауамен жылу алмасу арқылы) және артық жылуды жоюға (мысалы, салқындату жүйесі арқылы) байланысты.
« 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 № 15

1. 
   Көлденең ағынды құбырдың жылуберуі.
   

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.

Rе = wd/ν < 5-де үзіксіздік Стокс ағыны болатыны, ал Rе > 5-де құбырдың қималауымен (14.6 суреттегі φ бағытымен) ағынның шекаралық қабаты тежеле (dp/dφ ≥ 0, dw

---

_φ/dφ ≤ 0) қалыңдап,    -де денеден ажырап, әрі қарай қарсы ағын пайда болып, құйындалып, Карман ізіне айналады. Оның жылу алмасулық екі әсері көрнекті. Ретті шекаралық қабаттың (ШҚ-тың) қалыңдауымен (1- жағдайдың ав бөлігінде) жылу беру еселеуіші ажырау в нүктесіне (φ ≈ 82⁰) дейін төмендеп, дененің ығына қарай құйындықтан өсіп, бастапқы (с) мәніне жуықтайды.

Ал, егер ШҚ ретсіз болғаннан кейін денеден ажырасса (2- жағдайдың f нүктесінде), жылу беру еселеуіші алдымен ретті ШҚ-тың қалыңдауымен (аd бойымен) азайып, ретсіз ШҚ-қа (өтпелі de аралығында) ауысқанда (φ ≈ 90⁰) 2 ÷ 3 есе өсіп, ретсіз ШҚ-тың қалыңдауымен (ef бойымен) төмендеп, ретсіз ШҚ денеден бөлінгеннен кейін (φ ≈ 140⁰) құйындықтан қайта өсіп, маңдай алдындағы (g) мәніне  жуықтайды.

2. 
   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:

3. 
   Ерікті ағынды жылуалмасудың теориялық қорытындылары.
   

Ыстықтық өрісіне байланысты пайда болған көтергіш күшпен жылжыған заттың бөлшегін ерікті ағын, ал жылудың ерікті ағынмен таралуын ерікті жылу беру дейміз.

Ерікті ағынның жылдамдығы аз, ал қысым тегеуріні жоқ болатындықтан, ШҚ-тың жылу алмасу (10.4) - (10.7) теңдеулеріндегі үйкеліс және қысым жылулықтарын ескермей, дербесті туындыларын қарапайым түрлеріне келтіріп келесі ретті ағынның ерікті жылу беру теңдеуімен қорытындыланған.


« 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 № 16

1. 
   Көлденең ағынды құбырдың жылуберуі.
   

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.

---

Rе = wd/ν < 5-де үзіксіздік Стокс ағыны болатыны, ал Rе > 5-де құбырдың қималауымен (14.6 суреттегі φ бағытымен) ағынның шекаралық қабаты тежеле (dp/dφ ≥ 0, dw_φ/dφ ≤ 0) қалыңдап,    -де денеден ажырап, әрі қарай қарсы ағын пайда болып, құйындалып, Карман ізіне айналады. Оның жылу алмасулық екі әсері көрнекті. Ретті шекаралық қабаттың (ШҚ-тың) қалыңдауымен (1- жағдайдың ав бөлігінде) жылу беру еселеуіші ажырау в нүктесіне (φ ≈ 82⁰) дейін төмендеп, дененің ығына қарай құйындықтан өсіп, бастапқы (с) мәніне жуықтайды.

Ал, егер ШҚ ретсіз болғаннан кейін денеден ажырасса (2- жағдайдың f нүктесінде), жылу беру еселеуіші алдымен ретті ШҚ-тың қалыңдауымен (аd бойымен) азайып, ретсіз ШҚ-қа (өтпелі de аралығында) ауысқанда (φ ≈ 90⁰) 2 ÷ 3 есе өсіп, ретсіз ШҚ-тың қалыңдауымен (ef бойымен) төмендеп, ретсіз ШҚ денеден бөлінгеннен кейін (φ ≈ 140⁰) құйындықтан қайта өсіп, маңдай алдындағы (g) мәніне  жуықтайды.

2. 
   
   

2. 
   Құбыр ішіндегі ағынның үйкеліс кедергісінің еселеуіші.
   

Құбыр ішіндегі ағынның үйкеліс кедергі коэффициенті әдетте «үйкеліс коэффициенті» немесе «үйкеліс коэффициенті» деп аталады. Бұл құбырдың сипаттамалары, құбыр арқылы өтетін сұйықтықтың немесе газдың физикалық қасиеттері және ағынның шарттары сияқты әртүрлі факторларға байланысты.
Ламинарлық (параллельді) ағын үшін, ағын айтарлықтай араласпай, қабатталған пластиналармен қозғалғанда, үйкелістің кедергі коэффициентін Пуазейль формуласы арқылы көрсетуге болады:
f=64/Re
Мұндағы f – үйкеліс кедергісінің коэффициенті, Re – Рейнольдс саны. Рейнольдс саны инерциялық күштердің тұтқыр күштерге қатынасы ретінде анықталады және мына формуламен есептеледі:

Re = (тығыздық * жылдамдық * диаметр) / тұтқырлық
Турбулентті ағын үшін ағын араласқан және ретсіз қозғалыспен сипатталатын болса, үйкеліс кедергі коэффициенті көптеген факторларға байланысты және күрделірек эмпирикалық теңдеулер немесе тәжірибелік мәліметтерді қолдану арқылы анықталуы мүмкін.
Айта кету керек, үйкеліс кедергі коэффициенті жеңілдету болып табылады және құбыр ішіндегі ағынның барлық бөлшектері мен ерекшеліктерін ескермеуі мүмкін. Құбыр жүйелерін дәлірек есептеулер мен жобалау үшін жүйенің нақты шарттары мен параметрлерін ескеретін мамандандырылған инженерлік әдістер мен деректерді пайдалану ұсынылады.

---

3. 
   Шектелген заттың ерікті жылуалмасуы.
   

Шектелген заттың ерікті жылуалмасуы – тұйық жүйенің ішінде орналасқан заттың әртүрлі бөліктері арасындағы жылу алмасу процесі. Мұндай жүйеде қоршаған ортамен зат алмасу болмайды, барлық процестер жүйенің өзінде жүреді.
Жылу беру әртүрлі механизмдермен жүзеге асуы мүмкін, соның ішінде:
Жылу өткізгіштік: бұл дененің ішіндегі иондар немесе электрондар тербеліс арқылы жылуды беру процесі. Бұл механизм әсіресе қатты денелер үшін маңызды, онда электрондар бір бөлшектен екіншісіне жылуды тасымалдай отырып, еркін қозғала алады.

Конвекция: Бұл тығыздық айырмашылығынан туындаған материяның қозғалысы арқылы жылуды беру процесі. Заттың бір бөлігі қызып, тығыздығы азаяды, ол көтеріледі, ал заттың салқын бөлігі төмен түсіп, конвекциялық токтар тудырады. Бұл әсіресе сұйықтар мен газдарға қатысты.

Радиация: Бұл жылуды жылулық сәулелену деп аталатын электромагниттік толқындар түрінде беру процесі. Заттар жылу энергиясын электромагниттік толқындар түрінде шығарады, оны заттың басқа бөліктері жұтып, олардың қызуын тудырады.

Шектелген жүйеде жылу оның бір бөлігінен екінші бөлігіне немесе бір заттан екінші затқа ауыса алады, жүйеде жылулық тепе-теңдік пайда болады. Бұл әртүрлі жүйелерге, соның ішінде жылу алмастырғыштарға, жылу қозғалтқышының циклдарына немесе тоңазытқышқа қолданылуы мүмкін, мұнда жылу беру жүйенің тиімді жұмысында маңызды рөл атқарады.
« 02 » қыркүйек 2022ж. Хаттама № 1
ЖЭҚ (ТЭУ) кафедра меңгерушісі Кибарин А.А.

---

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