Озғалмайтын ортада орын ауыстыру құбылысы

Физика саласында үш түрлі құбылыс бар: ішкі үйкеліс, қарым-қатынастық жылу алмасу диффузиясы, олар біркелкі математикалық мәндермен белгіленеді. Ньютон заңы бойынша, ішкі үйкеліс жылдамдыққа пропорционалды:

(7-1)

Мұнда –динамиалық үйкеліс коэфиценті,

Молекулалаық диффузия заңы бойынша таралатын өнім концентрация градиентіне тура пропорционалды болады:

(7-2)

Мұнда –молекулалық диффузия коэфиценті,

Жыу өткізгіштік заңы (Фурье) бойынша, молекуладан молекулаға берілген жылу температура градиетіне тура пропорционал:

(7-3)

Мұнда –өнімнің жылу өткізгіштік коэфиценті,

Мұндай әдіспен ағым энергиясы мен жылу энергиясы газдық көлемде бірдей таралады. Диффузия болса, өнімнің өзі қозғалады.

Газдардың кинетикалық теориясынан аталған коэффиценттер арасындағы байланысты анықтауға болады. Бұл теорияға сәйкес:

(7-4)

Мұнда –Қарастырылатын газдағы молекулажолының ұзындығы, ал –молекула қозғалысының орташа жылдамдығы.

Бұл жағдайлардан шығатыны:

(7-5)

Нәтижесінде шығатыны:

. (7-6)

Қарастырылған үш физикалық құбылыс әртүрлі физикалық мәні бар бірдей тұрақтымен сипатталады. Дегенмен газдың қарапайым кинетикалық теориясынан мынадай теңдік шығады:

Немесе

и ,

Мұнда -кинематикалық үйкеліс,

-температура өткізу коэффиценті,

Шыныда ол газдарда жуық қана анықталады.

Мінездемелік қатынас и Прандтля критери атымен аталады, Сұйықтарда және газдарда физикалық қасиеттерді көрсетеді. Бу мен тамшы ағымы бар жылу алмасу немесе диффузия құбылыстарында анықтаушы критерий болса, газдарда бұл мәнді жоғалтып, тұрақтыларға айналады.

Бу мен тамшы сұйықтарына үйкеліс температура өткізу мен диффузияға үстемдік ететін үлкен мәндерді қабылдай алады. 7-1 кестесінде кейбір газдарға бұл мәндер мінездемесі келтірілген.

Кесте 7-1

Газ
Ауа Оттегі Сутегі Көміртегі Қышқылы Көмірқышқыл	18,1 18,9 129,0 17,5 10,4	13,7 13,5 94,7 13,3 7,0	18,8 18,6 136,0 18,1 8,9	0,73 0,73 0,7 0,74 0,79	0,76 0,71 0,73 0,76 0,67	0,96 1,03 0,95 0,98 1,18

Газдарды мінездейтін үш коэффиценттер: Диффузия, теапература өткізгіштік, кинетикалық үйкеліс- қысымға кері пропорционал.Олардың температурадан тәуелділігі бірдей болу керек.Ауа үшін жылу критериі 0-1000С дейін тұрақты және кең болуы керек. Бірақ кинетикалық үйкеліс пен температура өткізгіштікті Сезерленд формуласымен белгілеу қабылданған.

(7-7)

Мұнда и - және темпераутарларда кинематикалық үйкеліс пен температура өткізгіштік. Диффузия коэффицентін температурадан тәулділігіндәрежелік мәнмен белгілеу қабылданған:

. (7-8)

π, о г 1,5 - 2,0 шегіне дейін қарастырылады. Газдың кинетикалық теориясы негізінде мынадай π= 1,75 [Л. 81] мәнге әкеледі. Бұл жағдайдан екі коэффицентке де дәрежелік мән шығады. Бірақ диффузия коэффицентінің тәуелділігі температураның қысқа интервалында әділетті. Арнайы зерттеулер нәтижесі бойынша Сезерленд формуласы температураның үлкен интервалында диффузия коэффиценті температурадан тәуелділігін көрстетеді.Сонымен, Сезерленд ұсынған температураның тәуелділігі жалпыға ортақ болуы керек.Формулаға енетін тұрақты С әдетте мынадай:

Газ	С
ауа
Азот
оттегі
Көміртегі қышқылы
Көмірқышқыл
сутегі	83 (74)
Метан
Су буы	670 (650)

Қоспалдарға қайта санағыш формула ұсынылады:

Мұнда М и М -Ең ауыр және ең жеңіл газдар үшін молекула салмағы; С и С -Сезерленд формуласына сәйкес тұрақтылар.

С температурада газдық қоспалар үшін физикалық тұрақтыны анықтау үшін қайта есептеу формуласы қоданылуы мүмкін.

, (7-10)

Мұнда , , - (пайыздық) қоспадағы газдың көлемдік мәні;

, , -сәйкес физикалық тұрақтылар.

Дата добавления: 2015-10-23