12.7 Қауіпсіздік техникасының негізгі талаптары
Зертханалық жұмысты орындау барысында техникалық қауіпсіздікке қойылатын негізгі талаптар:
12.7.1 Жұмыс басталар алдында:
ток өткізгіштердің изоляциясын және бекітілуін тексеру керек;
желдеткіштің қанатшаларының ішінде бөтен нәрсе жоқ болсын;
құбырдың тесіктерінде термометрлердің берік бекітілуін тексеріңіз.
12.7.2 Жұмыс жүріп жатқан аралығында:
іске қосу кнопкасын көрінген нәрсемен басуға болмайды;
желдеткіштің ауа сорғыш саңылауына бөтен нәрселер және киімнің бөліктері түсуіне жол бермеңіз.
12.7.3 Зертханалық қондырғыда ақауды байқаған кезде жұмысты тоқтатып оқытушыға хабарлау керек.
3.7.4 Жұмыстан кейін:
қондырғының тоқ өткізгіш бөліктерін айырып, реостатты қыздырғышқа ең аз ток беретін қалпына келтіріп қою керек.
Бақылау сұрақтары:
1. Жылуберіліс деп нені айтады?
2. Ньютон – Рихман теңдеунін сипатын берініз?
3. Жылуберіліс коэффициенті нені сипаттайды?
4. Жылуалмастырғыш аппарат дегеніміз не?
5. Қандай топтарға жылуалмастырғыш аппараттар бөлінеді?
6. Жылуберіліспен жылу балансының негізгі теңдеу?
7. Жылуалмастырғыш аппараттағы орташа арифметикалық тегеурін қалай анықталады?
Әдебиеттер:
1. Баскаков А.П. Теплотехника / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт.- М.: Энергоатомиздат, 1992.- 224 с.
2. Драганов Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве / Б.Х. Драганов, А.В.Кузнецов, С.П. Рудобашта – М.: Агропромиздат, 1990.-463 с.
3. Кабашев Р.А. Жылу техникасы / Р.А. Кабашев, А.К. Кадырбаев, А.М. Кекилбаев. – Алматы.: Бастау, 2008.-425 б.
4. Лариков Н.Н. Общая теплотехника / Н.Н. Лариков. – М.: Стройиздат, 1975.-559 с.
5. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / В.В. Нащокин. - М.: Высшая школа, 1975.- 496 с.
№13 Зертханалық жұмыс. Ұнтақ материалдардың жылу өткізгіштік коэффицентін анықтау
Жұмыстың мақсаты: Ұнтақ материалдардың жылу өткізгіштік коэффицентін түтік әдісімен тәжірибелі арқылы анықтау.
4.1 Жалпы мағлұматтар
Термодинамиканың екінші заңына сәйкес кеңістікте өздігінен жылу алмасу процесі жүреді, бұл температура айырмашылығы әсерінен пайда болады және төмен температура жағына бағытталады. Жылу алмасу теориясы (жылуды тасу) жылудың қозғалу заңдылықтарын және осы процестің сандық сипатын зерттейді. Жылу барлық заттарда берілуі мүмкін, сондай-ақ вакуумның ішінде де. Идеал жылу изоляторлары болмайды.
Барлық заттарда энергия микробөлшектермен тасымалдану салдарынан жылу жылуөткізгіштікпен беріледі Молекулалар, атомдар, электрондар және басқада затты құрайтын микробөлшектердің қозғалысының жылдамдықтары температураға пропорционалды. Бір-бірімен микробөлшектер әсерлесіп қозғалыс жылдамдығы жоғары бөлшектерден қозғалысы төмен бөлшектерге өзінің энергиясын береді.
Сұйықтарда микробөлшектердің қозғалуымен қатар макроскопиялық көлемдердің жылжуыда мүмкін болады,жылу беру орналасу, қозғалу арқылы беріле алады.Заттың макроскопиялық көлемдерімен бірге жылуды тасымалдау конвективтік немесе конвекциямен жылу беру деп айтады.
Осыдан конвекциямен бір мезгілде жылуөткізгіштікте өтеді. Бірақ конвективті жылу тасымалдау жылу өткізгіштікке қарағанда қарқынды болады.
Қатты монолитті денелерде макроскопиялық көлемдері қозғалуы мүмкін емес, сондықтан оларда жылу тасымалдау тек қана жылуөткізгіштік арқылы жүзеге асады. Бірақта қыздырған кезде, тұқымды, түйіршікті, материалдарды құрғатқанда (құм, астық және т.б.) көбінесе араластыруды қолданады. Сонда жылу тасымалдау процессі қаркынданып физика тұрғысымен сұйықтағы конвективті жылу тасымалдауға ұқсайды.
Жылу тасымалдаудың үшінші әдісі сәуле тарату болады. Сәуле тарату арқылы жылу барлық сәулелі мөлдір ортада, соның ішінде вакуумда да беріледі. Сәуле тарату бұл электрмагниттік толқындар арқылы кеңістікте жылудың таралуы. Жылу алмасу сәуле таратумен өткен кезде сәуле шығарушының ішкі энергиясының бір бөлігі электрмагниттік толқындардың энергиясына ауысады, осы толқындар кеністікте таралып басқа затпен жұтылып жылу энергиясына ауысады.Жоғарда аталған жылуалмасу әдістерінің жиынтығын күрделі жылу алмасу деп атайды.
Жылуды тасымалдау қарқындығы жылу ағыны тығыздығымен сипатталады, яғни бірлік уақыт ішінде беттін бірлік ауданы арқылы берілетін жылу мөлшері. Бұл мөлшер q әріпімен белгіленеді және өлшем бірлігі [Вт/м2].
Жылуөткізгіштікпен жылуды тасымалдау бөлшектердін тікелей жанасумен іске асады. Жылуөткізгіштікпен қатты денелерде жылу тасымалданады, ал сұйықтармен газдарда бүкіл көлемдері қозғалыста болмаған жағдайда. Жылуөткізгіштік дене элементтерінің микрокұрылымы қозғалысының жергілікті температурасына байланысты. Газдарда бұл без-берекетсіз молекулярлық қозғалысы. Қатты металдар орташа температура күйінде болғанда, жылудын берілуі бос электрондар қозғалысы арқылы өтеді, ал бейметалды қатты денелерде жылуөткізгіштікпен жылу алмасу барлық молекулар мен атомдардың тепе-тендік күйінен жылжу салдарынан пайда болатын серпімді акустикалық толқындармен жүзеге асады.
Практикада жылуөткізгіштік жеке түрінде тек қана металдарда болады. Газдармен сұйықтарда жылуөткізгіштік конвекциямен сәуле таратумен ере жүреді. Ерекшелік болатын екі қатты қалқа арасында қамалған қалындығы 10 – 11мм тен өте жұқа газ немесе сұйық қабаттары.
Жылуөткізгіштік теориясы негізіне Фурье заңы жатады, бұл жылуөткізгіштік арқылы температуралық өріс пен ондағы жылуды таралу қарқындығының мөлшерлік өзара байланысын бекітеді. Осы заңға сәйкес жылу ағынының тығыздығының векторы температура градиентіне пропорционалды және бағыт бойымен қарсы болады.
q = -λ∙gradt,[Вт/м2] (13.1)
мұнда «-» таңбасы градиент температурасы және жылу ағыны тығыздығы векторларының бағыттары қарама-қарсы екенің көрсетеді ол яғни температура төмендеу жаққа бағытталады.
λ - заттың жылуөткізгіштік коэффициенті, бұл сан мәнімен температура градиентті 1К/м болғанда 1м2 бет ауданынан өтетін жылу ағыны тығыздығына тең. Жылуөткізгіштік коэффициенті заттын жылу өткізу қабілеттігін сипаттайды және зат материалының физикалық қасиетіне тәуелді, өлшем бірлігі [Вт/м∙К]. Жылуөткізгіштік коэффициенті металдарда жоғары, ал газдарда төмен болады. Жылуизоляциялық материалдар өзімен қатты компонентпен ауаның қоспасын ұсынады, ал температура жоғарылағанда ауаның жылу өткізгіштігі аздап ғана өсу салдарынан өзінің қасиеттерін жояды.
Изотермиялық бет деп дененің геометриялық барлық нүктелерінің температуралары бірдей болғанын айтады.
Температура градиенті – (gradt) изотермиялық бетке нормал бойымен бағытталған вектор және сан жағынан осы бағыттағы температураның туындысына тең.
Температуралық өріс - бұл дененің алып отырған кеністігіндегі, барлық нүктелердің температуралық мәндерінің жиынтығы. Егерде температура мәндері уақытқа тәуелсіз болса, яғни Т ═ f (x,y,z) өріс стационарлық деп аталады, ал егерде температура мәндері уақытка тәуелді болса, яғни Т ═ f (x,y,z,τ) өріс стационарлық емес немесе тұрақталмаған деп аталады.
Жылу ағынының қуаты - дегеніміз нормаль бойымен изотерма бетіне температураның кемуіне қарай бағытталған, сан жағынан жергілікті жылулық жүктелуге тең болатын вектор:
[Вт/м2] (13.2)