Оѕтїстік ќазаќстан мемлекеттік фармацевтика академиясы
жүктеу/скачать 7,98 Mb.
|
Лекция-Процессы-и-аппараты-фармацевтических-производств-2-курс-4-семестр-15-сагат-каз
- Бұл бет үшін навигация:
- Жылулық баланс.
- Жылуалмасудың негізгі теңдеуі
- Жылуөткізгіштік
- Конвективті жылуалмасу
- Жылулық сәулелену .
| Жылуөткiзгiштiк деп температура айыпмашылықтары бар денелердiң бiр-бiрiне тікелей тиiскенде жылу алмасуын айтады. Бұл кезде жылу микробөлшектердiң (атомдар, молекулалар, электрондар және т.б.) өзара соқтығысулары нәтижесiнде тасымалданады.
Конвекция тек қана сұйық және газ ортада байқалады. Бұл процесс кезiнде жылу сұйық (газ) бөлшектерiнiң (макробөлшектердiң) қозғалуы нәтижесiнде тасымалданады. Заттың микробөлшектерi барлық уақытта қозғалыста болады, олай болса жылу конвекция арқылы тасымалданғанда жылуөткiзгiштiк арқылы да тасымалданады. Мұндай қабаттаса жылу тасымалдауды конвективтi жылуалмасу деп атайды. Сәулелену деп жылудың кеңiстiкте электромагниттi толқындар көмегiмен таралуын айтады. Бұл процесс кезiнде алдымен дене жылуы сәуле энергиясына (электромагниттi толқындарға) айналады, ол кеңiстiкте таралып, екiншi денеге түсiп, осы денемен жұтылады (қайта жылу энергиясына айналады). Жылулық баланс. Ыстық жылутасымалдағыштың берген жылуын (Q1) суық жылутасымалдағыш (Q2) алады Мұнда аппараттың жылулық жүктемесі. Ыстық жылутасымалдағыштың шығыны , оның энтальпиясы , ал аппараттан шыққанда . Сәкесінше суық жылутасымалдағыштың шығыны - , оның бастапқы энтальпиясы және соңғы энтальпиясы . Сонда жылулық баланс теңдеуі (1) Егер жылуалмасу кезінде жылутасымалдағыштардың агрегаттық күйлері өзгермесе, олардың энтальпиялары жылусыйымдылық С пен температураның t көбейтіндісіне: Жылутасымалдағыш шығынының оның жылусыйымдылығына С көбейтіндісін оның толық жылусыйымдылығы деп атайды. Егер жылусыйымдылықтарды температураға тәуелсіз деп қабылдасақ, (1) теңдеу мына түрге келеді: (2) немесе (3) Жылуалмасудың негізгі теңдеуі Жылу мөлшері мен жылуалмасу бетінің F байланысын сипаттайтын жылуалмасу процесінің жалпы кинетикалық тәуелділігі жылуалмасу теңдеуі болады: (4) Мұнда К –жылуалмасу коэффициенті; орташа температура тегеуріні; уақыт. (4) теңдеуге сәйкес ыстық жылутасымалдағыштан суық жылутасымалдағышқа берілген жылу мөлшері жылуалмасу ауданына F, тнмператураның орташа тегеурініне , уақытқа тура пропорционал. Үздіксіз процестерге жылуалмасу теңдеуін былай жазамыз: (5) (4), (5) теңдеулерден жылуалмасу коэффициентінің өлшем бірлігі және физикалық мағынасы шығады. Жылуалмасу коэффициенті 1 секундта ыстық жылутасымалдағыштан суық жылутасымалдағышқа 1 м2 аудан арқылы орташа температура айырмашылығы 1 градусқа тең кезінде берілетін жылу мөлшерін көрсетеді. Жылуөткізгіштік Фурье заңы. Фурье гипотезасына сәйкес dt уақыты аралығында dF изотермиялық бет арқылы өтетiн dQ жылу мөлшерi, темпертура градиентiне dt/dF тура пропорционал: Теңдеудiң оң жағындағы минус” таңбасы жылу мөлшері мен температура градиентi векторларының қарама-қарсы бағытты екендiгiн ескередi. Жылу температураның төмендеуiне қарай тасымалданады, ал бұл бағытта температураның өзгеруi терiс таңбалы. Теңдеудегі пропорционалдық коэффициент l заттың физикалық қасиетiне байланысты жылу өткізу қабілетін сипаттайды және жылуөткiзгiштiк коэффициентi деп аталады. Сонымен жылуөткізгіштік коэффициенті жылуөткізгіштікпен уақыт бірлігінде аудан бірлігі арқылы изотермиялық бетке нормаль бағытында температура 1 градусқа төмендегенде тасымалданатын жылу мөлшерін көрсетеді. Конвективті жылуалмасу Ағынның ортасында жылу жылуөткізгіштікпен және конвекциямен қабаттаса тасымалданады. Жылудың былай қабаттаса тасымалдануын конвективті жылалмасу деп атайды. Көп жағдайларда сұйық пен қатты дене беттерi арасындағы жылу ағынын анықтау керек болады. Бұл конвективтi жылу алмасуды жылуберу деп атайды. Жылуберуді есептеу үшін Ньютон – Рихман заңы қолданылады: (23) Бұл теңдеу бойынша берілетін dQ жылу мөлшері уақытқа , қабырға ауданына dF, температура айырмашылығына тура пропорционал. Үздіксіз процестер үшін: (23, а) Пропорционалдық коэффициенті жылуберу коэффициенті деп аталады. Жылуберу коэффициенті сұйық пен қабырға арасындағы жылу тасымалдау қарқынын сипаттайды.. коэффициентінің өлшемі: Жылулық сәулелену. Сәуле энергиясы молекулалар және атомдар iшiндегi күрделi процестердiң нәтижесiнде туындайды. Табиғатта кездесетiн сәулелердiң барлығының табиғаты бiр. Олар жарық жылдамдығымен таралатын электромагниттi толқындар. Электромагниттi толқындар бiр-бiрiнен толқын ұзындығымен және тербелу жиiлiгiмен ажыратылады. Дененiң 1 м2 ауданынан уақыт бiрлiгiнде сәулеленген жылу мөлшерiн дененнiң сәулелену қабiлеттiлiгi деп атаймыз: . Денеге түскен сәуле энергиясы Ет болсын . Оның бiр бөлiгi жұтылады Еж, екiншi бөлiгi шағылады Еш, ал үшiншi бөлiгi дене арқылы өтiп кетедi Еө. Сонда дене үшiн сәуле энергиясының балансы. (17.1) Энергия балансын Ет бөлсек (17.2) Бұл өрнектiң оң жағындағы бiрiншi мүше дененiң сәуле энергиясын жұту қабiлетiн А сипаттайды, екiншi – шағылдыру қабiлетiн R және үшiншi - өткiзу қабiлетiн D сипаттайды. Олай болса (17.3) Бұл шамалар өлшемсiз және О-ден 1-ге дейiн өзгередi. Егер А=1 болса, онда R=D=0. Бұл кезде барлық түскен сәуле энергиясын дене жұтып алады. Мұндай денелердi абсолют қара дене деп атайды. Егер R=1 болса, онда А=D=0. Бұл кезде барлық түскен сәуле энергиясын дене толығымен шағылдырады. Мұндай денелердi абсолют ақ дене деп атайды. Егер D=1 болса, онда А=R=0. Бұл кезде барлық түскен сәуле энергиясы дене арқылы өтiп кетедi. Мұндай денелеруi абсолют мөлдiр дене деп атайды. жүктеу/скачать 7,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|