Тақырып Шектік қабаттың негізгі теориялары.Фазалық ауысулар және химиялық айналулардағы жылуалмасу

Қажетті есепті шешу үшін дененің температуралық өрісін, формасын және өлшемдерін білу керек. Мұндай мәліметтер процестің шектік жағдайлары деп аталады. Жылу ауысу процесінің шекті жағдайлары үш түрлі әдіспен көрсетіледі:

1 түрді шектік жағдайлар - әр уақытта дененің беттігінде температура өрісі беріледі;

2 түрді шектік жағдайлар - әр уақытта дененің әр нүктесінде жылу ағынының тығыздығы көрсетіледі;

3 түрді шектік жағдайлар – денені қоршаған ортаның температурасы және жылуалмастыру заңы беріледі.

Әр түрлі формалы беттіктердің жылуөткізгіштігі

- жалпақ көпқабатты ірге:

мұндағы іргенің ішкі және сыртқы беттігінде температура;

қабатының қалыңдығы;

қабатының жылуөткізгіштік коэффициенті.

Жалғыз қабатты жалпақ іргеге жоғарыда келтірілген теңдеу келесі түрде

ауысады:

іргенің жылу өткіздіру қабілеті,ал іргенің жылуға кедергісі деп аталады. Жылутехникалық есептерде көрсетілген екі өлшем бірдей пайдалынады. Көптеген есептерде көпқабатты іргедегі әр беттіктің температурасын анықтау керек, немесе ірге ішіндегі температурасын анықтау керек. (3.1- сурет).

3.1- сурет - Көпқабатты жалпақ іргеде температураның таралуы

a,б,с- көпқабатты іргенің бөлек қабаттары;

әр қабаттың жылуөткізгіштік коэффициенттері;

әр қабаттың қалыңдығы;

әр қабаттың беттік температурасы;

кездейсоқ температура.

- цилиндр тәрізді бір қабатты ірге

мұндағы цилиндр тәрізді іргенің (құбырдың) сыртқы және ішкі диаметрі. Көп қабатты цилиндр тәрізді іргеге келесі түрде жазылады:

Цилиндр тәрізді ірге ішіндегі температурасын анықтау үшін:

мұндағы ағынды координата.

-шар тәрізді ірге.

Шар тәрізді іргеден өткен жылу ағынының мөлшері келесі теңдеуден анықталады:

Осы теңдеуден шар тәрізді ішіндегі температура тарауының теңдеуін анықтауға болады:

мұндағы ағынды координата.

Жоғарыда келтірілген теңдеулер тек қана температураға байланысты болмаған жағдайда пайдаланады. Егерде жылуөткізгіштік коэффициенті температура өзгерген кезде өз мөлшерін өзгертетін болса жылуауысу процестерін есептеуге қосымша коэффициенттер керек. Көптеген жағдайларда қарапайым есеп жүргізу үшін байланысын тұрақты деп алуға болады.