Harorat farqlari bilan boshqariladigan issiqlik uzatish: muhandislik termodinamikasi va issiqlik uzatishdagi qo'llanilishi va farqlari

Biz yashayotgan son-sanoqsiz olamlarda turli jarayonlar doimiy ravishda sodir bo'ladi, insonning omon qolishi bilan chambarchas bog'liq bo'lgan jismoniy jarayonlardan biri bu issiqlik energiyasini uzatishdir. Zamonaviy binolardagi Markaziy konditsionerdan sovuq, yomg'ir va qor kabi tabiiy ob-havo hodisalarini shakllantirishgacha, kosmik kemalarning atmosferaga qayta kirib kelishining termal himoya muammolaridan tortib, elektron qurilmalarni samarali sovutishgacha, odamlar kiyimidagi mavsumiy o'zgarishlardan tortib, inson oziq-ovqatlarini muzlatilgan saqlashgacha, barchasi issiqlik uzatish jarayoni bilan chambarchas bog'liq.

Issiqlik uzatishni o'rganish-bu harorat farqlaridan kelib chiqadigan issiqlik yoki energiya uzatish qonunlarini o'rganadigan fan. Termodinamikaning ikkinchi Qonuni: harorat farqi bo'lgan joyda issiqlik tabiiy ravishda yuqori haroratli ob'ektdan past haroratli ob'ektga o'tadi. Ushbu uzatilgan issiqlik ko'pincha issiqlik energiyasi deb ataladi.

Harorat farqlari tabiatning hamma joylarida va ishlab chiqarish texnologiyasining turli sohalarida mavjud bo'lib, issiqlik uzatishni juda keng tarqalgan fizik hodisaga aylantiradi. Masalan, tabiatdagi shamollar ikki joy o'rtasidagi harorat farqidan kelib chiqib, havoning yuqori haroratli hududdan past haroratli hududga oqib o'tishiga olib keladi, bu esa Yerning shamol hosil qilish uchun aylanishiga ta'sir qiladi. Okean oqimlari va tayfunlar, shuningdek, suv yoki havo harakatiga olib keladigan harorat farqlaridan kelib chiqadi. Sanoat ishlab chiqarishida mahsulotlarni isitish uchun uglerod tolali isitish naychalaridan foydalanish issiqlikni isitish naychalaridan isitiladigan materialga o'tkazishni ham o'z ichiga oladi, bu issiqlik uzatishning yana bir jarayoni.

Issiqlik uzatish qonunlari deb ataladigan narsa, birinchi navbatda, vaqt birligiga uzatiladigan issiqlik miqdorini ob'ekt ichidagi mos keladigan harorat farqiga bog'laydi. Ushbu qonunni aks ettiruvchi birinchi darajali munosabatlar issiqlik uzatish tezligi tenglamasiga aylanadi. Keyingi maqolalarda men siz bilan ma'lum soddalashtirilgan sharoitlarda issiqlik uzatishning uchta asosiy rejimining tezlik tenglamalarini muhokama qilaman. Chuqurroq o'rganish darajasi har xil sharoitlarda ob'ekt ichidagi turli nuqtalarda harorat taqsimotini topishdir.

Issiqlik uzatishni o'rganish va muhandislik termodinamikasi ikkalasi ham issiqlik hodisalari bilan bog'liq fanlardir. Xitoyning muhandislik ta'limi sohasida ushbu ikki kurs birgalikda issiqlik muhandisligi kurslari deb nomlanadi. Ushbu ikki fan sohasi o'rtasidagi tub farqni quyidagicha izohlash mumkin: muhandislik termodinamikasi harorat farqlari yoki bosim farqlari bo'lmagan muvozanatdagi tizimlarni o'rganadi, issiqlik uzatish esa aksincha, harorat farqlarini o'z ichiga olgan issiqlik uzatish qonunlarini o'rganadi. Masalan, po'lat quymani 1000 dan sovutish jarayonini ko'rib chiqingkompyuterda 100kompyuterda 100kompyuterda C. termodinamika ushbu sovutish jarayonida bir kilogramm po'lat quyma uchun yo'qolgan issiqlikni va yog ' hammomi tomonidan so'rilgan issiqlikni o'rganadi, ammo termodinamika bizga bu harorat tizimi uchun qancha vaqt ketishini ayta olmaydi. muvozanatga erishish. Bu vaqt yog ' hammomining haroratiga, yog'ning harakatiga, yog'ning fizik xususiyatlariga va boshqalarga bog'liq., aynan shu narsa issiqlik uzatishni o'rganadi.

Bundan tashqari, yuqorida aytib o'tilgan tub farq tufayli termodinamikada va issiqlik uzatishda ishlatiladigan fizik parametrlarda farq bor: termodinamikada fizik miqdorlar vaqtni o'z ichiga olmaydi, issiqlik uzatishda esa asosiy fizik miqdorlar vaqt bilan belgilanadi, ya'ni issiqlik uzatish ko'proq issiqlik miqdori bilan bog'liq energiya vaqt birligiga o'tkazilishi mumkin. Boshqa tomondan, issiqlik uzatish bo'yicha tadqiqotlar muhandislik termodinamikasi bilan chambarchas bog'liq: har qanday issiqlik uzatish jarayonini tahlil qilishda termodinamikaning birinchi Qonuni, ya'ni energiya tejash qonuni qo'llanilishi kerak. Termodinamikaning birinchi Qonuni yopiq va ochiq tizimlarda qo'llanilishi mumkin, har bir tizim barqaror va beqaror holatlarga ega. Issiqlik uzatish nuqtai nazaridan, barqaror holat deb ataladigan jarayon-bu tizimning har bir nuqtasidagi harorat vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydigan, beqaror holat jarayonida esa har bir nuqtadagi harorat vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadi.

Qattiq jismlarda issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha kelgusi munozaralarda biz yopiq tizimlar uchun termodinamikaning birinchi qonunidan foydalanamiz, konvektiv issiqlik uzatishni o'rganish esa ochiq tizimlardan foydalanishni talab qiladi. Bundan tashqari, issiqlik energiyasini bir muhitdan ikkinchisiga o'tkazishda, energiya tejash printsipi, shuningdek, ikkita vosita orasidagi interfeysda, masalan, yog ' hammomidagi po'lat quyma sovutish jarayonida, qattiq moddalar orasidagi interfeysda qo'llanilishi kerak. va suyuqlik, issiqlik uzatish jarayoni bo'ladimi yoki yo'qmi. barqaror yoki beqaror, biz qattiq jismdan suyuqlikka o'tadigan issiqlik va qattiq moddadan suyuqlik tomonidan so'rilgan issiqlik har qanday vaqtda teng bo'lishiga ishonamiz. O'rta maktab fizikasida aytib o'tilgan energiya balansi va issiqlik muvozanati tushunchalari aslida termodinamikaning birinchi Qonuni uchun oddiy atamalardir.

For advanced and efficient heating solutions using uglerod tolali isitish quvurlari that harness the principles of heat transfer, consider Global Quartz Tube, a leader in thermal technology. Visit our veb-sayt yoki elektron pochta orqali bizga murojaat contact@globalquartztube.com qo'shimcha ma'lumot olish uchun.