Сабақтың тақырыбы Жылулық қозғалыс. Броундық қозғалыс. Диффузия
8 қмж физика
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұмыс үстеліндегі «жылу берілудің түрлері». Интерактивті тақта, үлестірмелі қағаз. Сабақтың ортасы
- G (топпен жұмыс)
|
Жұмыс үстеліндегі «жылу берілудің түрлері». Интерактивті тақта, үлестірмелі қағаз. | ||
|
Сабақтың ортасы |
G (топпен жұмыс) Оқушыларға қайшы мен қарандашты ұстап көруге ұсынамын. - Бұл екеуінің температуралары бірдей, себебі бұлардың сынып бөлмесінде болғандығына бірнеше уақыт болды. Бірақ қолмен ұстағанда қайшы қарындаштан қарағанда суық болып сезіледі? - Не себептен радиаторларды төбеге емес, терезенің төменгі тұсына қояды? - Неліктен жазды күні ашық, жұқа киім киеміз? 1 «Өмір ағашы» әдісі 1 -топ . Жылу берілу түрлері. 2-топ . Жылу өткізгіштік 3-топ . Конвекция. 4-топ Сәулелік жылу алмасу Оқушылар тапсырманы топпен орындайды. Сұйықтың немесе газдың макрокөлемдерінің бір-біріне қатысты қозғалуын конвекция деп атайды. Егер конвекция температурасы әр текті ортада орындалатын болса, ортаның макрокөлемдерінің ( бөлшектерінің) орын ауыстыру нәтижесінде жылу алмасу пайда болады. Жылудың конвекциямен тасымалдануына жылу өткізгіштік әр қашан ере жүреді. Мұндай біріктірілген процесс конвективтік жылу алмасу деп аталады. Техникада көбінесе сұйық (газ) ағыны және қоршаған қатты денелер беттерімен конвективтік жылу беріліс деп аталатын жылу алмасу процесі кездеседі. Бұл процес сұйықтың (газдың) қозғалу сипатымен байланысты. Пайда болу табиғаты бойынша сұйықтың (газдың) екі түрлі қозғалуын айырады- еркін және еріксіз.Еркін деп сұйықтың немесе газдың қыздырылған және суық бөлшектерінің тығыздықтары айырымы нәтижесіндегі пайда болатын қозғалысты айтады. Еріксіз қозғалыс (конвекция) сыртқы механикалық қоздырушылар (насостар, желдеткіштер ж.т.б) әрекетінен пайда болады. Сұйықтың (газдың) ағыны ламинарлы немесе турбулентті тәртіппен қозғалады. Ламинарлы тәртібіне қозғалысжайбарақат өтеді, сұйықтың қабаттары араласпай, бір-біріне параллельді қозғалады. Турбулентті тәртібінде сұйықтың қозғалысы бейберекет, құйынды болады. Дененің беті мен сұйық (газ) ағыны арасындағы конвективтік жылу берілік процестің қарқындылығын конвективтік жылу беру коэффициент a k( Вт/(м2.К)) сипаттайды. Жалпы жағдайда ak коэффициенттің мәнісі дененің (каналдың) пішініне, оның геометриялық өлшемдеріне, сұйықтың (газдың) қозғалу жылдамдығына, ағыс тәртібіне, сұйықпен қабырғаның температураларына және ағынның физикалық қасиеттеріне тәуелді болады. Конвективтік жылу алмасу кезіндегі беттен сұйыққа берілетін жылу ағыны Ньютон-Рихман теңдеумен есептеледі. Qк = a к F ( tб - tсу) (30) мұнда Ғ- жылу алмасатын беттің ауданы, м2, tб - дене бетінің температурасы, 0С, tсу - сұйықтың (газдың) температурасы, , 0С. Күрделі жылу алмасу және жылуды алып беру. Нақты жағдайлардың көбінде жылу өткізгіштік, жылудың конвекциясы және сәулеленуі қатарөтеді, яғни күрделі жылу алмасу орындалады. Мысалы, қазан қондырғының ошағындағы ыстық газ ағыны мен қабырға арасындағы жылу алмасу. Мұндай жағдайда жылу алмасудың қарқындылығын жылу беріліс коэффициеттердің қосындысымен бағалайды: a = aк + aл. (31) мұнда ak - конвективтік жылу берілік коэффициенті, ac - сәулелі жылу беріліскоэффициенті. Сонда қабырға бетінің 1 м2 ауданына конвекция және сәулелену арқылы келіп түсетін жылу ағыны Ньютон-Рихман формуласы негізінде былай анықталады: q = a ( tсұ -tб) . (32) Жылу техникалық құралдарда жылу ыстық ортадан (газдан, сұйықтан) суық ортаға бөліп тұратын қабырға арқылы тасымалданады. Мұндай процес жылуды алып беру деп аталады. Жылуды алып беру процесі ыстық ортадан берке қарай конвективтік жылу берілістен, қабырғаның жылу өткізгіштігінен және беттен суық ортаға қарай конвективтік жылу берілістен тұрады. Жылу алып беруді есептейтін теңдеулердің түрі қабырғаның пішініне тәуелді болады. Жазық, көп қабаттардан тұратын қабырғадан өтетін жылу ағынының тығыздығын Вт/м2 анықтайтын формуласында Q= k ( tсу1 -tсу2)F , (33) tсу1 және tсу2 - ыстық және суық орталардың температуралары; К- жылуды алып беру коэффициент, Вт /(м2.К) төмендегі формула бойынша есептеледі k = , (34) a 1 мен a2 - ыстық және суық орта жақтарындағы жылу беру коэффициенттер, Вт /(м2.К); бі- і- і қабаттың қалыңдығы,м. λ1 -і-і қабаттың материалының жылу өткізгіштік коэффициенті, Вт /(м2.К); бі / λ1 - і-і қабаттың термиялық кедергісі, м2. К / Вт. Цилиндрлік қабырғаның жылуды алып беруін есептегенде жылу ағынының сызықтық тығыздығы qe , Вт/м деген шама қолданылады: qe = ke π ( tce1-tce2) . мұнда е- жылуды алып берудің сызықтық коэффициенті, Вт/ (м.К), бірнеше қабаттардан тұратын цилиндрлік қабырға үшін былай есептеледі: d1 - цилиндрдің ішкі диаметрі; n - қабаттардың саны; dn+1 n- ші қабаттың сыртқы диаметрі,м. Жылу алмастырғыш аппараттар. Жылу алмасатын сұйықтар мен газдарды жылу тасығыштар деп атайды. Бір жылу тасығыштан екіншіге жылу тасымалдау орындалатын құрылғыны жылу алмастырғыш аппарат деп атайды. Әрекет негізі бойынша аппараттарды рекуперативтік, регенеративтік, араластырулық және ішкі жылу қорымен қамтылған түрлеріне бөледі. Рекуперативтік аппаратта жылу ыстық жылу тасығыштан суық жылу тасығышқа оларды айырып тұратын қабырға қыздыру бет арқылы тасымалданады. Олар, мысалы, бу және су қыздыратын қазандар, конденсаторлар ж.т.б.). Регенеративтік жылу алмастырғыш аппаратында ыстық және суық жылу тасығыштар қыздыру бет бойымен кезегімен өтіп шығады.Жылу алмасу бет бойымен ыстық жылу тасығыш ағып өткен кезде, қабырға жылуды қабылдап, қыздырылады, ал жылу тасығыш суып аппараттан шығарылады. Енді кезек суық жылу тасығышқа келеді. Ол ыстық бет бойымен өтіп шығу барысында қыздырылады. Мұндай аппараттарға қазан қондырғылардың және металлургия пештердің ауа қыздырғыштары жатады, сусымалы материалдарды қолданатын регенераторлар ж.т.б. жатады. Араластырулық аппараттарда жылу алмасу ыстық және суық жылу тасығыштардың бір-бірімен араластыру нәтижесінде орындалады. Мұндай аппараттарға градирня, скруббер ж.т.б. жатады. Ішкі жылу қорымен қамтылған жылу алмастырғыштарда әдеттегідей екі емес, бір жылу тасығыш қолданылады. Ол аппараттың өзінде бөлінетін жылуды қабылдайды. Мысалы, ядролық реактор, электрқыздырғыштар ж.т.б. Жылу алмастырғыш аппараттар әр түрлі болғанымен жылуға есептелудің негізгі ережелері барлығы үшін бірдей болады. Аппараттардың жылуға есептелуі жұмысының қалыптасқан тәртібі үшін жүргізіледі және екі негізгі теңдеулердің шешуіне негізделеді. Олар жылу баланс теңдеуі және жылуды алып беру теңдеуі. Бақылау сұрақтары: 1. Температуралық өріс және температура градиенті ұғымдары. 2. Жылу өткізгіштік туралы жалпы түсініктер. Фурье заңы. 3. Жылу сәулелену туралы жалпы ұсыныстар. Старан-Больцман заңы. 4. Конвективтік жылу алмасу туралы жалпы ұсыныстар. Ньютон-Рихман теңдеуі. 5. Жылуды алып беру процесі. Жылу алып беру коэффициенттер. 6. Жылу алмастырғыш аппараттардың классификациясы жүктеу/скачать 7,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу: 
| |