УМКД

Газдың қоспасы

«Жылутехника»
ПӘНІНІҢ ОҚУ - ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
5В072900 – Құрылыс және
5В073000 - Құрылыс материалдарды өндеу
мамандықтар үшін

ОҚУ ӘДІСТЕМЕЛІК материалДАР

Семей
2014

Мазмұны

1 Глоссарий 3
2 Дәрістер 7
Дәріс 1 7
Дәріс 2 11
Дәріс 3 14
Дәріс 4 18
Дәріс 5 22
Дәріс 6 27
Дәріс 7 30
Дәріс 8 33
Дәріс 9 36
Дәріс 10 40
Дәріс 11 42
Дәріс 12 45
Дәріс 13 47
Дәріс 14 51
Дәріс 15 52
3 ПРАКТИКАЛЫҚ сабақтар 54
Практикалық сабақ 1 54
Практикалық сабақ 2 55
Практикалық сабақ 3, 4 56
Практикалық сабақ 5, 6 57
Практикалық сабақ 7 57
Практикалық сабақ 8, 9 58
Практикалық сабақ 10 59
Практикалық сабақ 11 60
Практикалық сабақ 12 60
Практикалық сабақ 13 61
Практикалық сабақ 14 62
Практикалық сабақ 15 63
4 СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫ 63

1 Глоссарий

Жылутехника – теориялық физиканың бір бөлімі; оның негізгі мазмұны –
физикалық жүйелердің жалпы қасиеттерін жылудинамикалық тепе-теңдік
жағдайында алып қарастыру және олардың өзгеру процестерінің жалпы заңдарын
зерттеу.
Макроскопиялық жүйе – көп бөлшектерден тұратын кезкелген материалдық
зат. Макроскопиялық жүйенің өлшемі атом мен молекуланың өлшемімен көп.
Техникалық жылудинамика жылу мен жұмыстың өзара айналу заңдылықтарын
қарастырады;жылу және тоңазыту машиналарында жүретін жылу, механикалық және
химиялық процестердің арасындағы өзара байланысын орнатады, газдар мен
булар жүретін процестері және осы денелердің әртүрлі физикалық күйіндегі
қасиеттерін

зерттейді.
Жылудинамикалық жүйе - өзара және басқа денелермен (сыртқы ортамен)
энергия және зат алмаса алатын денелердің жиынтығы.
Жылудинамикалық процесс – жылудинамикалық жүйеде болатын және оның
жағдайының тіпті бір ғана параметрінің өзгеруімен байланысты процестің
қайсысы болса да жылудинамикалық процесс деп аталады. Қайтымды, қайтымсыз
және квазистатикалық (бір күйден екінші күйге баяу түрде шексіз ауыса
беретін) процесс.
Термометр – температураны өлшеуге арналған прибор.
Айналадағы орта – бұл жылудинамикалық жүйеге кірмейтін заттар.
Идеал газ – молекуларының арасында ілініс материалдық нүктелерді
елестетін шартты және Гей Люссак заңдарына бағынады.
Ішкі энергия - тура жүрісті, айналмалы және тербелісті қозғалыстардың
энергия жиынтығын қамтитын молекулалар мен атомдардың бейберекеттік
қозғалысынан туындайтын энергия жұмыс – кішкентай бөлшектердің қарастырылып
отырған физикалық процесте энергияның бір түрден екінші түрге айналуын
сипаттайтын физикалық шама. Жылудинамикада жүйенің сыртқы параметрлері
өзгергенде жылудинамикалық жүйенің сыртқы денелерге беретін энергиясы.
Өлшем бірлігі Дж.
Жылутасымалдағыш – жылу алмасу процесін іске асыру үшін пайдаланылатын
сұйық немесе газ тектес зат. Мысалы, су, су буы, газдар сұйық металдар,
органикалық және басқа қосылыстар.
Жылутехникасы – ғылым мен техниканың жылу құбылыстарын өнеркәсіпке,
ауыл шаруашылығына, транспортқа, тұрмысқа және тағы басқа мақсатарға
пайдалану үшін қызмет ететін процестер мен жабдықтарды қамтитын саласы.
Практикалық жағынан жылу техникасы негізгі екі бағытта: жылу энергиясын
тікелей өнеркәсіптік процестерге пайдалану және отынның химиялық
энергиясына айналдыру үшін пайдаланылады.
Қоршаған орта - жылудинамикалық жүйеге кірмейтін дене. Жүйені қоршаған
ортадан қортынды қабат бөліп тұрады.
Жылудинамика жүйенің күйін макроскопиялық орта статикалық тәуелсіз
шамалар жиынтығы күй параметрлері (абсолютті қысым, абсолют температура
және меншікті көлем) анықтайды.
Теплофикация - жылыту – жылу электрорталықтары шығаратын жылу мен
электр энергиясын пайдаланып, қалалар мен өнеркәсіп орындарын бір
орталықтан жылытуды қамтасыз ету.
Параметрлер –процестің, құбылыстың, жүйенің техникалық құрылғының
қайсыбір қасиетін сипаттайтын шама. Жылу техникасында негізгі
параметрлеріге температура, қысым меншікті көлем т.б.
Күйдің параметрлері – жылу динамикалық жүйенің күйін сипаттайтын
физикалық шамалар.
Күй теңдеулері тепе-теңдіктегі жылудинамикалық жүйе күйіне арналған
параметрлер арасындағы функцианалды байланыс.
Абсолюттік температура – нольдік шкаладан (-273,16[pic]) басталып
саналатын температура. Кәдімгі жүз градустық шкала бойынша көрсетілетін
температураны
(t[pic]) абсолюттік температураға айналдыру үшін алғашқыға 273,16[pic]
қосу керек.
Т абс. = t +273,16[pic]. Өлшем бірлігі - Кельвин (К).
Абсолютті қара дене - өзіне түскен электромагнит сәулелерін сіңіретін
дене. Барлық басқа денелер сияқты абсолюттік қара дене де жылу мен энергия
шығарады. Көзге қап-қара болып көрінген денелердің бәрі (қара күйе, қара
май т.б.) абсолютті қара дене саналмайды.
Абсолютті қысым – бұл қазанының, баллонның, сұйық заттар, газдар
сақталатын ыдыстардын ішіндеге қысым және оған қосымша қоршаған ортаның
(атмосфера) қысымы. Атмосферамен өлшенетін абсолют қысымның шарты белгісі
ата.
Абсолюттік ноль – табиғатта болу мүмкін суықтық температураның ең
төменгі (-273,16[pic]) мұндай темпертаруада молекулалардың жылылық әрекеті
мүлде тоқтайды. Заттың мұндай жағдайға келуі тек теориялық ұғым ғана.
Меншікті жылусиымдылық – заттың температурасын 1[pic] өзгертуге
жұмсалатын жылу мөлшері.
Термиялық ПӘК. Жылуды жұмасқы айналдыру кезіндегі идеал циклдың жетілу
дәрежесін сипаттайды.
Тоңазыту коэффициенті – бір-бірлікті жұмыс жұмсалғанда, жылу
қабылтағыштан қанша жылу мөлшері әкететілетінін көрсетеді.
Карно циклы – жылудың жұмысқа (және керсінше) толық айналуы жүретін
қайтымды тұйық процесс.
Буға айналу – сұйық түрден газ түрге айналу процесі.
Бұға айналу жылулығы – бір килограмм қайнаған сұйықты құрғақ қаныққан
буға айналдыруға қажетті жылу мөлшері.
Будың құрғату дәрежесі – құрғақ будың дымқыл будағы массалық бөлігі.
Дымқыл ауа - құрғық ауа мен су буымен қоспасы.
Шық нүктесі – құрамындағы құрғатылған буды қаныққан буға жеткізүге
қажетті дымқыл ауаны суытуға қажетті температура.
Ауаның абсолютті ылғалдылығы – 1 м3 дымқыл ауадағы су буының массасы.
Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы – дымқыл ауаның абсолютті
ылғалдылығының берілген қысымен температурадағы ауаның максимал мүмкін су
буымен қанығуына қатынасы.
Сопло – «тұмсық» - қысымның төмендеуімен және қозғалыс жылдамдығының
өсуімен газдың ылғаюы жүретін арна.
Лаваль тұмсығы – газ жылдамдығын дыбыс жылдамдығынан асыруға
қолданылатын және өзі кішірейетін және ұлғаятын қысқа құбырлардан тұратын
құрама арна.
Жанышталу – будын немесе газдың журетін жолын әдейі кедергілеп,
көбінесе арнаның немесе құбырдың бір жерін тарылтып, қысымын азайту.
Техникада (гидродинамикада) жаныштау ісі сұйық немесе газ тәрізді
заттардың қысымын және шығынын тәртіптеуге қолданылады. Бұл үшін олардың
өтетін жолдарына түрлі кедергілер (жапқыш, қақпақ т.б.) қояды.
Джоуль-Томсон әсерлігі – адиабаттық жаныштау нәтежесінде газ
температурсын өзгерту.
Инверсия температурасы – адиабаттық жаныштау кезінде газдың
температурасы өзгермейді, газдың осы күйіне сәйкес температура.
Ауа сыққыш – 0,2 мПа жоғары артық қысымда ауаны немесе газды сығуға
арналған машина.
Регенерация – жүйеден кетіп жатқан газ тәрізді жану өнімінің жылуын
жануға келіп түскен газ тәрізді отындарды жылытуға пайдаланылатын ауа
немесе газдар қоспасы.
Ренкин циклы – қарапайым бу күштік қоңдырғының жұмысшы дене күйінің
өзгерісін сипаттайтын идеал тұйық процесс.
Тоңазыту циклы - аз қыздырылған денеденкөп қыздырылған денеге жылу
тасымалына арналған кері шеңберлік процесс.
Жылуалмасу – кеңістікте температурасы біркелкі емес жылу тасымалы бар
өзінен өзі еркін жүретін қайтымсыз процесс.
Жылуөткізгіштік – температуралары әртүрлі бір дененің
микробөлшектерінің өзара әрекетте суімен жүретін жылу алмасу.
Конвекция – бұл кеңістіктегі газ немесе сұйық көлемінің араласуы мен
тасымалданатын жылу.
Конвекті жылу алмасу – бұл қатты жылу беті мен сұйықтар мен газ дардың
арасындағы жылуөткізгіштік бен конвекция жолымен бірмезгілде жылу
алмасатын процесс.
Жылулық сәуле шығару – заттыңішкі энергиясы арқасында бөленетін сәуле
жиілігінің әсіреқызыл аралығында бөліп шығаратын электромагниттік сәуле
шығаруы.
Жылу тасымалы – бұл бір сұйық ортадан екінші сұйық ортаға жылу оларды
бөліп тұрған қатты қабырға арқылы берілетін процесс.
Температуралық өріс – қарастырылатын кеңістіктің барлық нүктелеріндегі
температуралар мәнінің жиынтығы. Температуралық өріс скалярлық шама, себебі
температураның өзі скалярлық шама.
Температура градиенті – мәні изотермиялық бетке тік бағытталған
температура туындысына тең вектор.
Жылу ағыны – еркін беттен уақыт бірлігінде берілетін жылу мөлшері.
Физикалық ұқсастық – физикалық процестер арасындағы, кескінделетін
ұқсастық, олардың өлшемсіз математикалық сипатымен үйлесімді.
Ұқсастық критерийлері – қарастырылатын физикалық құбылыстарды
аңықтайтын өлшемді шамалардан құралатын өлшемсіз сандар.
Ұқсастықтың критериалдық (шектік) теңдеуі – құбылысты сипаттайтын
ұқсастық критерийлерінің арасындағы функционалды тәуелділік.
Жылуалмастырғыштар – бір ортадан екінші ортаға жылу тасымалдауға
арналған құрылғы.
Отын – энергетикалық, өндірістік және жылу құралдарында жылу алуға
қолданылатын жанғыш зат.
Жану жылулығы деп 1кг отынның толық жануы кезінде бөлінетін жылу
мөлшерін айтады.
Жылулық – жылу алмасу процесінің энергетикалық сипаттамасы.
Калориметрлік бомба- отынның жану жылулығын анықтайтын құрал.
Жану жылулық – қатты, сұйық және газ тәрізді отын толық жанып біткенде
алынатын жылу мөлшері. Төмен, жоғары және көлемдік жану жылулық болады.
Жанарғы(горелка)-сұйық және газтәрізді отындарды оттыққа үрлеп беру
құралы.
Шартты отын – жану жылулығы 29300 кДж/ кг тең отын.
Буқазандығы қондырғысы – бу қазандығы мен қосымша құрылғылар жиынтығы.
Жылу қазандығы – орталықтан жылыту жүйесін жүйелерін ыстық сумен
немесе бумен жабдықдайтын бу қазаны.
Оттық – бу қазандығының немесе пешінің отын жағылатын бөлігі. Қатты
отынға арналған оттық қабаттама және камералы оттықтар болып бөлінеді.
Сұйық (қарамай( және газ тәрізді отын камералы оттықта жағылады.
Жылу қозғалтқышы – жылу энергиясын механикалық жұсықа айналдыратын
қозғалтқыш. Ол химиялық немесе ядролық отын түріндегі табиғи энергетика
ресурстарын (қорларын) пайдаланады. Олар поршенді, роторлы және реактивті
қозғалтқыштар болып бөлінеді.
Жылуды оқшаулындыру – жылу аппараттары мен су құбырларын айналаға
тарап кететін жылу шығынын азайту мақсатында жылу өткізбейтін материалдарме
қаптау (немесе орау).

2 Дәрістер

Дәріс 1

(2 сағат)

Тақырып. Кіріспе

Дәріс сабақтың мазмұны

1. Кіріспе. Жылу техника пәні. Жылу техникасының басқа ғылым
салаларымен байланысы. Жылу техникасының негізгі тарихи кезеңдерінің
құрылуы,ғылыми техника прогресіндегі жылу техникасының ролі. Екінші
ретті энергия ресурстарын қолдану,қоршаған ортаны жаңарған энергия
көздерін қолдану курстың негізгі тапсырмалары.
2 Жылу техника пәнінің әдістері. Негізгі түсініктер және ережелер.
3 Жұмыс денесі мен қоршаған орта
4 Негізгі күй параметрлері мен оның өлшем бірлігі.
5 Идеал газ күйінің теңдеуі
6 Жылудинамикалық процес. Тепе-теңдікті және тепе-теңсіздіктегі
процестер. Қайтымды және қайтымсыз процестер.
7 Идеалды және нақты газдар. Идеалды және нақты газдардың теңдеуі.

Ғылым саласында XVIII ғ. ортасында бірінші рет жылу теориясы облысында
ғылыми ұсынысты М.В.Ломоносов енгізді,ол өзінің теориялық және
эксперименттік жұмыстары мен заттың негізгі молекула-кинетикалық теориясын
жасады және энергияның сақталу заңында жылу мен механикалық энергияның
өзара байланысын орнатты.
Жылуды қолданудың ең тиімді әдістерін табу, жылу қондырғыларының
жұмысшы процестерінің үнемділігін талдау, осы процестерді біріктіру, жылу
агрегаттарының жақсы жетілген түрлерін немесе жаңа түрлерін құрып шығару
үшін жылу техникасының теориялық негізін тереңдетіп оқып, жасауды қажет
етеді. Жылу теориясын білімсіз күшті бу және газ трубиналарын реактивті
қозғалтқыштар мен жылу қондырғыларын құру мүмкін емес еді.
Жылуалмасу пәнінде жылу энергиясының қасиетін және жылудың таралу
процесін зерттейді.
Жылутехника – теориялық физиканың бір бөлімі; оның негізгі мазмұны –
физикалық жүйелердің жалпы қасиеттерін жылудинамикалық тепе-теңдік
жағдайында алып қарастыру және олардың өзгеру процестерінің жалпы заңдарын
зерттеу.

Жылудинамика - макроскопиялық жүйеде жүретін әртүрлі процестердегі
жылу әсерлікбен өтетін айналу заңдарын зерттейтін ғылым.
Макроскопиялық жүйе - бұл өте көп бөлшектерден тұратын кез-келген
материалдық объект. Макроскопиялық жүйенің өлшемі молекулалар мен атомдар
өлшемдерінен әлде қайда көп. Зерттеу тапсырмаларына байланысты жылудинамика
жалпы (физикалық), химиялық және техникалық болып бөлінеді.
Техникалық жылудинамика жылу мен жұмыстың өзара айналу заңдылықтарын
қарастырады;жылу және тоңазыту машиналарында жүретін жылу, механикалық және
химиялық процестердің арасындағы өзара байланысын орнатады, газдар мен
булар жүретін процестері және осы денелердің әртүрлі физикалық күйіндегі
қасиеттерін

зерттейді.
Макроскопиялық жүйенің физикалық қасиетін феноменологиялық және
статистикалық әдістермен оқытады. Зерттеудің феноменологиялық әдісі
макроскопиялық позицияның құбылысын оқытады,статистикалық әдіс
молекуларлық, ішкі молекуларлық заңдылықтарды оқытады.Зерттеудің
жылудинамикалық әдісі зат құрылысы туралы моделдік тапсырысты қажет
етпейтін феноменология болып табылады.Осыдан шығатын қортынды:
жылудинамиканың дедукциялық әдіс арқылы, жылудинамиканың екі негізгі заңын
қолдану арқылы аламыз.Техникалық жылу динамикада негізгі түсінік болып
жылудинамикалық жүйе саналады.
Жылудинамикалық жүйе деп-бір-бірімен және қоршаған ортамен
механикалық, жылулық өзара әрекеттестікте болатын материалдық денелер
жиынтығын айтады. Жүйені таңдау өз құзырымызда және ол алға қойған мақсат
шартынан тәуелді.
Қоршаған орта - жылудинамикалық жүйеге кірмейтін дене. Жүйені қоршаған
ортадан қортынды қабат бөліп тұрады.
Жылудинамика жүйенің күйін макроскопиялық орта статикалық тәуелсіз
шамалар жиынтығы күй параметрлері (абсолютті қысым, абсолют температура
және меншікті көлем) анықтайды.
Абсолют қысым - бұл орташа уақыт бойынша алынған күшті сипаттайтын
шама. Онымен жүйе бөлшектері жүйе толтырылған ыдыстсң қабырға ауданы
бірлігіне әсер етеді. Абсолютті қысымды екі прибордың-барометр және
манометр(немесе вакуметр) көрсетуі арқылы анықтайды.
Егер,абсолют қысым P ыдыстағы барометрлік Pбар қысымнан көп болса,онда
мына формуламен анықтайды:
P=Pбар+Pман
(1)
мұнда Рман - манометр көрсеткен қысым.
Егер абсолютті қысым Р ыдыстағы барометрлік Рбарқысымнан аз болса,онда
мына формуламен анықтаймыз:
P=Pбар-Pвак
(2)
мұнда Pва к- вакумметр көрсеткіші.
СИ жүйесінде қысым Па-мен өлшенеді.
Абсолютті температура - жүйе құралатын газ молекулаларының орта
кинетикалық энергиясына пропорционал шама.
Температура дене қызуының дәрежесін көрсететін шама, СИ өлшем
бірлігінде Кельвин (К) өлшенеді.
Меншікті көлем - зат массасының бірлігіндегі көлем.
Мына формуламен анықталады:
| [pic], | |
|(3) | |

мұндағы, V - заттың көлемі,м3 ;
M - зат массасы, кг.
СИ жүйесінде меншікті көлемнің өлшем бірлігі, м3/кг.
Меншікті көлемге кері шама тығыздық деп аталады.
Жүйенің бір тепе-теңдік күйінен басқа күйге өту процесін
термодинамикалық процесс деп атайды.
Тепе-теңдіктегі жылудинамикалық процесс деп оның барлық параметрлеріні
өзгерісі ақырын жүретін және өзгеретін процесті айтады.
Сонымен, тепе-теңдіктегі процесс жылудинамикалық жүйеде заттың өзгеруі
бір күйден екінші күйге ақырын өтетін процестерді айтады.
Теңестірілмеген процесс деп тепе-теңдік күйде болмайтын процесті
айтады.
Қайтымды процесс деп тура және кері бағытта да дене өзінің бастапқы
күйіне қайтып келетін процесті айтады.
Қайтымсыз процесс деп өздігінен жүргенде тек бір бағытта болатын
процесті айтады.
Идеал газ деп молекулалар арасындағы өзара әрекет күші жоқ,ал
молекулалардың өзі көлемсіз және олар өздерін материалдық нүкте ретінде
көрсететін газды айтады.
Идеал газ күйінің теңдеуі-Клапейрон теңдеуі былай жазылады:
|[pic] |(4) |

мұнда P - қысым, Па;
V - көлем, м3;
M - масса, кг;
R - газ тұрақтысы, Дж/( кг*К);
Т - абсолютті температура, К.
Нақты гадың идеалды газдан айырмашылығы молекулалардың молекула аралық
тартылыс күші бар және молекуланың көлемін ескермеуге болмайды.Нақты
газдардың сапалық ерекшеліктерін Ван-дер-Ваальс теңдеуімен анықтаймыз.
| [pic], | |
| |(5) |

мұнда, а - газ табиғатынан тәуелді пропорционалды коэффицент,
(H*м4)/кг2;
в - газдың мүмкін болған сығу көлемі, м3/кг;
а/v2-ішкі қысым, Па;
(V-в) - молекула қозғалысына арналған еркін көлем,
м3/кг.

Өздік бақылау сұрақтары

1. Жылу техникасы нені оқытады?
2. Жылу техникасының теориялық бөлімдерін атаңдар.
3. Халық шаруашылығында жылуды қолдануға мысал келтірңдер.
4. Жылудинамикалық жүйе деп нені түсінесіз?
5. Қандай жүйе тепе-теңдіктегі және теңестірілмеген деп аталады?
6. Термодинамикалық процесс деген не?
7. Идеал газ деген не?
8. Нақты газ деген не?
9. Идеал газ күйінің теңдеуін жаз.
10. Нақты газ теңдеуін жаз.
11. Универсалды газ тұрақтысы мен газ тұрақтысының

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.:
Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41
6 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Дәріс 2

(2 сағат)

Тақырып. Жұмыс дененің қоспалары

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Газ қоспасының жылусыйымдылығы
2 Идеалды және нақды газдардың жылусыйымдылығы.
3 Массалық, көлемдік және мольдік жылусыйымдылық. Арасындағы байланыс.

4 Нақты және реалды газдардың Майер теңдеуі.
5 Жылусыйымдылықтың температуралық тәуелділігі
6 Нақтылы және орташа жылусыйымдылығы. Жылусыйымдылығының кестесі.
7 Газ қоспасының жылусыйымдылығы.

Газ (франц. gaz, грек chaos ) деген сөз молекулалары арасында өзара
әсер (әрекеттестік) әрекет ету күш жоқ, ал молекулалардың өзі көлемсіз және
олар өздерін материалдық нүкьелер ретінде көрсететін газдарды идеал газдар
деп атайды.
Газдың қоспасы
Газ қоспасы деп бір-бірімен химиялық реакцияға кірмейтін жеке газдар
қоспасын айтады. Қоспадағы әр газ басқа газдардан тәуелсіз өзінің бар
қасиеттерін сақтайды және ол өзі ғана толтырылған көлемдегі сияқты әсер
етеді.
Ыдыстың қабырғасына газдың молекулалары парциалды (құрамдас бөліктері)
деп аталатын қысым туғызады.
Газ қоспасының жылусыйымдылығы
Дененің температурасын 10С өзгерту үшін, берілетін немесе одан
алынатын жылу мөлшерін жылусыйымдылық деп атайды.
Жылусыйымдылықтың зат мөлшеріне қатынасын меншікті жылусыйымдылық деп
атайды. Меншікті жылусыйымдылықтың мынадай түрлері бар:
массалық [pic], Дж/(кг(К);
көлемдік [pic], Дж/(м3(К);
молдік [pic], Дж/(кмоль(К).
Идеал газдың жылусыйымдылығы температурадан тәуелді. Бұл белгілері
бойынша нақтылы және орташа жылусыйымдылықтар болып ажыратылады.
Температураның шексіз аз өзгеруіне сәйкес келетін жылусыйымдылықты
нақты жылусыйымдылық деп атайды.
|[pic]. |(1) |

Температраның t1-ден t2-ге өзгеруіне сәйкес жылусыйымдылықты орташа
жылусыйымдылық [pic] деп атайды.
|[pic], |(2) |

Идеал газдардың жылусыйымдылығы температурадан ғана емес сонымен қатар
газдардың атомдар санына және процестің түріне де тәуелді.
Нақты газдардың жылусыйымдылығы олардың табиғи қасиеттерінен,
температурасы мен қысымынан да тәуелді.
Газдар үшін жылыту және суыту кезіндегі тұрақты көлемдегі және тұрақты
қысымдағы газ күйінің өзгерістері ерекше ескеріледі:
Жылусыйымдылық жылудың берілу және әкетілу түрінен тәуелді. Тұрақты
қысымдағы жылусыйымдылық- изобаралық ср-деп аталады.
- [pic], Дж/(кг(К);
- [pic], Дж/(м3(К);
- [pic], Дж/(кмоль(К).
Тұрақты көлемдегі жылусыйымдылық- изохоралық сv деп ажыратылады.
- [pic], Дж/(кг(К);
- [pic], Дж/(м3(К);
- [pic], Дж/(кмоль(К).
Бұл жылусыйымдылықтардың өзара байланысын Майер теңдеуі көрсетеді:
|[pic], |(3) |

мұндағы R –газ тұрақтысы, Дж/(кг(К)
Немесе:
|[pic], |(4) |

мұндағы[pic] - универсалды газ тұрақтысы, [pic] = 8314 Дж/(кмоль(К).
Изохоралық процесте берілетін жылу тек газды ішкі энергиясын өзгертуге
жұмсалады, ал изобаралық процесте ол жылу жұмыс жасау үшін де жұмсалады.
Сондықтан ср>сv .
Техникалық термодинамикада жылусыйымдылықтардың қатынасы адиабат
көрсеткіші деп аталады (Пуассон коэффициенті).
|[pic] |(5) |

| | |

Газдың температурасымен бірге жылусыймдылығы үлкейеді.
1 кг газдың жылыту кезіндегі [pic]бастапқы температурасынан [pic]соңғы
температурасына дейін жылу мөлшері мына формуламен аңықталады:
|[pic]. |(6) |

Осы интегралды есептеу үшін мына функцияны білу керек [pic].
Егер [pic]және температурадан тәуелді емес деп есептесек, молдік
жылусыйымдылықтар шамалы тең болып, газдың атомдықтан тәуелді болады.
Жылусыйымдылықты кесте бойынша аңықтауға болады. Жылусыймдылық
аддитивті болады, соңдықтан газ қоспасындағы массалық [pic] және көлемдік
[pic] жылусыймдылықтарға мына аңықтамалар қажет:
|[pic], | (7)|
| | |
|[pic]. |(8) |

Өздік бақылау сұрақтары

1 Меншікті жылусыйымдылықтың анықтамасын беріңіз
2 Орта және нақты жылусыйымдылықтардың өзара айырмашылығы
3 Жылусыйымдылықтардың түрлерін айтыныз
4 Майер теңдеуінің физикалық мәнін түсіндір
5 Газ қоспасының жылусыйымдылығын қалай анықтайды
6 Жылусыйымдылықтың өлшем бірліктерін атаңыз

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 3

(2 сағат)

Тақырып. Айналма немесе циклдылық процесстері

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Айналма немесе циклдылық процесстері. Тік және кері циклдар.
2 Термиялық пайдалы әсері коэффициенті
3 Тік және кері Карно циклдары

Құнсыз күй кезіндегі, тік және кері бағыттағы қайтымсыз процесстер
өтеді. Процесстердің бағыттылығы және олардың өтуінің жалпы түрін,
жылудинамикасның екінші заңымен аықтайды
Техникалық жылудинамикасында екінші заңды қолданады да, жылулық
процесс жағдайы кезіндегі, жылулықтың механикалық жұмысқа айналуын
анықтайды. Сонымен, жылудинамикасының бірінші заңынан шығатын жылулық пен
жұмыс аралық, санды қатынастары сақталуы тиіс. Жылулық қозғалтқышында,
толассыз жұмыс атқарылуы үшін, айналы процесс қажет. (сурет 1)
Жылулық жұмысқа айналған циклды тік цикл деп атайды. (сурет 1а). Оның
нәтижесінде механикалық жұмыс іске асырылады. Кері цикл дегеніміз – жұмысты
пайдалынатын цикл (сурет 1б). Кері циклымен жұмыс істейтін тоңазытқыш және
жылусорапты қоңдырғылары. Циклдар әр түрлі процесстерден кұрұлу мүмкін.
|[pic] |
|а |
|[pic] |
|б |

а) тік цикл; б) кері цикл

Сүрет 1 – Айналмалы процесс

Термиялық пайдалы әсері коэффициенті (ПӘК) – цикл жұмысының,
жеткізілген жылуға қатынасы [pic]:
|[pic], |(1) |

мұндағы [pic] - циклға келтірілген жылулықтың мөлшері, кДж/кг;
[pic] - циклдан алынған жылулықтың мөлшері, кДж/кг;
[pic] - циклының жұмысы, кДж/кг.
Термиялық П.Ә.К. циклы, әр түрлі уақыттав бірден кем, себебі, [pic]>0
, Бұл нақтылы жағдайдағы айналмалы процесс кезінде, сөзсіз болатын шығын,
кейде өте көп циклге жеткізілетін жылулықты ([pic]) 50.....75 % құрайды.
Кері циклдарын эффектілігін көрсету үшін тоңазытқыш коэффициент деген
түсініктеме бар [pic]:
|[pic]. |(2)|

Тоңазытқыш коэффициенттің мөлшері бірден асады.

Француз ғалымы Сади Карно 19 ғасырдың бірінші жартысында жылудың
жұмысқа үлкен табыспен айналуын қарастыратын идеал циклді енгізді.
Тік Карно циклы – жылулық, қозғалтқыштардың идеалды циклы болып
табылады. Тік Карно циклы екі адиабатты және екі изотермиялық процесстерден
тұрады (сурет 2)

|[pic] |[pic] |

1-2 – изотермическое ұлғаю; 2-3 – адиабатное ұлғаю;
3-4 – изотермиялық сығылу; 4-1 – адиабатное сығылу

Сурет 2 - Тік Карно циклы

Тік Карно циклындағы термиялық ПӘК [pic] және [pic] аралығында осылай
анықталады:
|[pic]. |(3)|

Бұл жылулық машиналардың идеалды циклы.
Кері Карно циклын іске асыру үшін, барлығы екі жылулық көзі қажет –
жылу беруші және жылу қабылдағыш. Карноның кері циклы – сыртқы жұмысқа
жұмсалу есебінен, жылулық дененің, тым төменгі температурасынан, дененің
тым жоғарғы температурасына берілуі.
Тік Карно циклы екі адиабатты және екі изотермиялық процесстерден
тұрады (сурет 3)

|[pic] |[pic] |

1-4 – адиабаттық ұлғаю; 4-3 – изотермиялық ұлғаю;
3-2 – адиабаттық сығылу; 2-1 – изотермиялық сығылу

Сурет 3 - Кері Карно циклы

Өздік бақылау сұрақтары

1 Жылу динамикалық бірінші заңы
2 Жылу мен жұмыстың өлшем бірліктерінің қатнасы
3 ПӘК формуласын жазыныз
4 Жылу динамикасының бірінші заңының аналитикалық кескінің түсіндір
5 Ішкі энергияның формуласын жазыныз

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 4

(2 сағат)

Тақырып. Жылудинамикалық процестер

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Жылудинамикалық процесстердің түрлері
2 Политропты процесс.
3 Изохоралық процесс.
4 Изобаралық процесс.
5 Изотермиялық процесс.
6 Адиабаттық процесс.

Жылудинамикалық процестерге изохоралық, изотермиялық, изобаралық,
адиабаттық және политроптық процестер жатады. Жылу техникасында процестерге
және олардың есептеуне үлкен көңіл бөлінген. Жылудинамикалық процестердің
есептеліуне олардың басындағы және соңындағы барлық параметрлерін табу,
жылулық және жұмыс мөлшерін анықтау және осы процесті P-V жылудинамикалық
диаграммада көрсету.Изохоралық процесс тұрақты көлемде жүреді.

Политропты процесс дегеңіміз, жылуды қалай болса солай жеткізу немесе
алып кету процессін айтады. Политропты процессте жылусыймдылық тұрақты
болады.
Политропты көрсеткіші [pic] процесстің барлық нүктелері үшін белгілі,
тұрақты шамада болады:
|Изохоралық |[pic]; |
|Изобаралық |0; |
|Изотермиялы |1; |
|Адиабаттық |[pic]. |

Политропты процесстің теңдеуі:
|[pic]. |(1) |

Жумыс дененің бастапқы және соңғы параметрлерінің қатынасы:
| [pic]. |(2) |

Жұмыс дене көлемін өзгеруінің меншікті жұмысы [pic], кДж/кг:
|[pic]. | |
| |(3)|

[pic]процессіне қатысқан жылудың меншікті мөлшері, кДж/кг:
|[pic]. |(4) |

Меншікті энтропияның өзгеруі [pic], кДж/(кг(К):
|[pic]. |(5) |

Көлемі тұрақты процессті изохоралық деп атайды.
Изохорал процесстің теңдеуі:
|[pic]. |(6) |

Жумыс дененің бастапқы және соңғы параметрлерінің қатынасы:
|[pic]. |(7) |

Жұмыс дене көлемін өзгеруінің меншікті жұмысы [pic], кДж/кг:
|[pic]. |(8) |

[pic]процессіне қатысқан жылудың меншікті мөлшері, кДж/кг:
|[pic]. |(9) |

Меншікті энтропияның өзгеруі [pic], кДж/(кг(К):
|[pic]. |(10)|

Қысымы тұрақты процессті изобаралық деп атайды
Изобаралық процесстің теңдеуі:
|[pic]. |(11) |

Жумыс дененің бастапқы және соңғы параметрлерінің қатынасы:
|[pic]. |(12) |

Жұмыс дене көлемін өзгеруінің меншікті жұмысы [pic], кДж/кг:
|[pic]. |(13) |

[pic]процессіне қатысқан жылудың меншікті мөлшері [pic], кДж/кг:
жылусыймдылық айналмалы болғанда (переменная):
|[pic][pic], |(14) |

жылусыймдылық тұрақты болғанда:
|[pic][pic]. | (15)|

Меншікті энтропияның өзгеруі [pic], кДж/(кг(К):
|[pic]. |(16) |

Температура тұрақты процессті изотермиялық деп атайды. Изотермиялық
процесстің теңдеуі:
|[pic]. |(17) |

Жумыс дененің бастапқы және соңғы параметрлерінің қатынасы:
|[pic]. |(18) |

Жұмыс дене көлемін өзгеруінің меншікті жұмысы [pic], кДж/кг:
|[pic]. |(19) |

[pic]процессіне қатысқан жылудың меншікті мөлшері, кДж/кг:
|[pic]. |(20) |

Меншікті энтропияның өзгеруі [pic], кДж/(кг(К):
|[pic]. |(21) |

Адиабатты процесс – қоршаған ортамен, жалу алмасусыз өтетін
жылудинамикалық процесс.
Адиабатты процесстің теңдеуі:
|[pic]. |(22) |

Жумыс дененің бастапқы және соңғы параметрлерінің қатынасы:
|[pic]; |(23) |

Жұмыс дене көлемін өзгеруінің меншікті жұмысы [pic], кДж/кг:
|[pic]. |(24) |

[pic]процессіне қатысқан жылудың меншікті мөлшері, кДж/кг:
|[pic]; |(25)|

Меншікті энтропияның өзгеруі [pic], кДж/(кг(К):
|[pic]; |(26)|

Барлық процесстер формулаларынан меншікті ішкі энергияның өзгеруі
[pic], кДж/кг:
- жылусыймдылық айналмалы болғанда (переменная):
|[pic][pic], |(27) |

- жылусыймдылық тұрақты болғанда:
|[pic][pic]. |(28)|

Барлық процесстер формулаларынан меншікті энтальпияның өзгеруі [pic],
кДж/кг:
- жылусыймдылық айналмалы болғанда (переменная):
|[pic][pic], |(29)|

- жылусыймдылық тұрақты болғанда:
|[pic][pic]. |(30)|

Процессте қолданылатын жылу мөлшерін көрсететің[pic] коэффициенті,
ішкі энергияның өзгеруіне барады:
|[pic]. |(31)|

[pic] және [pic] диаграммаларында процесстерді құрұ әдістері
көрсетілген. [pic] және [pic] диаграммаларында жылудинамикалық
процесстердің өзара орналасуы 1 суретте көрсетілген.

|[pic] |[pic] |

| |
| |

Сурет 1 - [pic] және [pic] диаграммадағы
жылудинамикалық процесстері

Өздік бақылау сұрақтары

1 Жылудинамикалық процестерге қандай процестер жатады?
2 Изохоралық процесс дегеніміз не?
3 Изобаралық процестің негізгі есептеу формулаларын жазыңыз
4 изотермиялық процестің графигі қандай?
5 Адиабаттық процесс деп қандай процесті айтады
6 Политроп процесінің маңызы

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 5

(2 сағат)

Тақырып. Реалды газдар мен булар. Су буы

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Реалды газдар мен булар.
2 Реалды газдардың қасиеттері.
3 Су буы. Негізгі түсініктер мен анықтамалар.
4 [pic] және [pic]диаграммаларда бу түзілу процессі. .
5 Судың және су буының параметрлерін анықтау.
6 Судың және су буының кестелері.
7 Су буының [pic]диаграммасы.
8 Фазалық ауысуылар. Фазалық ауысуыларының [pic]диаграммасы

Барлық заттар сыртқы жағдайларға байланысты түрлі агрегаттық (фазалар)
күйлерде: сұйық, газтәріздіс болады. Жалпы жағдайда фаза ұғымы агрегаттық
күй ұғымына қарағанда аз көлемі қамтиды; өйткені, кейбір заттар қатты және
сұйық күйде түрліфазаларында болады (мысалы: мұз, күкірт, гелий және т.б.).
Заттың бір фазадан екінші бір фазаға ауысуы деп аталады. Түрлі агрегаттық
күйлердегі заттар, түрлі фзикалық қасиеттерге иеболады, олардың бірі –
тығыздық. Бұр айырмашылық молекула аралық өзара әсердің сипатымен
түсіндіріледі. Қатты заттың сұйыққа (балқуы) ауысуында немесе газға, сұйық
күйге бармайауысуында (сублимацияда), фазалық ауысудың жылуы қатты дененің
кристалдық торын бұзуға жұмсалады.
Балқу мен сублимацияға кері процестер, сәйкес кристалдану (қатаю) және
десублимация деп аталады.
Зат сұйық күйден газ тәріздес күйге өткенде (қайнағанда) фазалық
ауысудың жылуы ұлғаю жұмысына, сондай-ақ ассоцияланған молекулаларды
(комплекстерді) бұзуға негізделген, молекула аралықөзара әсер күштерін
жоюға жұмсалады. Газ тәріздес күйден сұйық күйге кері ауысу жылу бөлінуімен
қатар өтеді және конденсация деп аталады.
Фазалық ауысуылар, фазалық тепе-теңдіктер және процестерді талдауда,
Гиббс фазалар ережесі маңызды роль атқарады:

|[pic] |(1) |
| | |

мұндағы [pic]– термоданамикалық жүйенің еркін дәрежелер саны (тәуелсіз
интенсивті параметрлер саны);
[pic] - жүйе құраушыларының саны;
[pic] - жүйедегі фазалар саны.
Күйге байланысты бу 3 түрде болады: құрғақ қаныққан бу;
ылғалдықаныққан бу; және қызып кеткен бу.

|[pic] |

Сурет 1 – [pic]диаграммасында бу түзілу процессі

|[pic] |

Сурет 2 - [pic]диаграммасында бу түзілу процессі

1-ші суретте бу түзілуінің [pic]диаграммасы көрсетілген.
- 1 қисығы оС (273,15 К) температурдаға суға сәйкес;
- 2 қисығы қайнау (қайнау) температурадағы суға сәйкес;
- 3 қисығы – құрғақ қаныққан буға сәйкес.
2 қисығы - бұл төменгі шекаралық сызығы, 3 - қисығы жоғарғы
шекаралық сызығы.
Шекаралық қисық сызықтарды бөлетін [pic] нүктесі – критикалық нүкте
деп аталады.
1, 2, 3 қисықтары диаграмманы 3 бөлімге бөледі.
- 1 мен 2 қисық сызықтардың аралықтарында [pic] ауданы - сұйық,
- 2 мен 3 қисық сызықтардың аралықтарында [pic] аудан – қайнап тұрған
сұйық пен газдың қоспасы (ылғалды қаныққан бу),
- 3-ші қисық сызықтың оң жағында [pic] аудан – қызған бу.

Критикалық нүктені 1861 ж. Д.М. Менделеев анықтап, оны абсолют қайнау
температурасы деп атады, өйткені осы күйде кез-келген сұйық буға айналып,
сұйық күй алатындай көлемді алып тұрады. Критикалық қысы мен температурада
сұйық пен оның құрғақ қаныққан буының қасиеттерінің арасында айырмашылығы
жоқ. Критикалық температурадан жоғарғы температурада сұйық тек қызған бу
күйінде ғана болады.
Су буынын критикалық параметрлері: [pic]= 22,129 МПа, [pic]= 647,3 К,
[pic] = 0,00326 м3/кг. Бу түзілу процессін [pic]диаграммасында көрсетуге
болады.
Қаныққан сұйықтың күйі қысыммен немесе температурамен анықталады.
Қалған барлық параметрлерін ([pic], [pic], [pic], [pic]) қаныққан су буының
кестесі бойынша анықтауға болады.
Құрғақ қаныққан бу қысымдағы қаныққан (қайнау) температурасына тең,
температура сақталғанда және сұйық толық буланғанда пайда болады. Құрғақ
қаныққан буының күййі оның қысымымен немесе температурасымен анықталады.
Қалған барлық параметрлерін ([pic], [pic], [pic], [pic]) қаныққан су буының
кестесі бойынша анықтауға болады.
Ылғалды қаныққан бу – ол құрғақ қаныққан бу мен қайнап жатқан сұйық
тамшыларынан тұрады. Ылғалды қаныққан буының күйі оның қысымымен немесе
температурасымен және құрғақтылығының дәрежесімен [pic] анықталады.
Қаныққан сұйықта [pic], ал құрғақ қаныққан буға [pic]. Ылғалды қаныққан бу
температурасы тек қана қысымының функциясы болады, оны бу кестелер бойынша
анықтауға болады.
Қызған бу қанығу температурасынан жоғары температурада болады. Қызған
бу нақтылы қысымда әр түрлі температуралары болу мүмкін. Қызған бу күйін
сипаттау үшін оның екі парамтрлерін білу керек (қысым мен температура)
Су буының термодинамикалық процесстердің есебі құрғақ қаныққан будың,
қаныққан сұйықтың және қызған будың термодинамикалық кестелер көмегімен
есептеуге болады.
Су буының есебінде [pic]-диаграммасымен қолдануға болады. [pic]
диаграммада әр нүкте күй параметрлерінің нақты мәніне [pic]; [pic]; [pic];
[pic]; [pic] сәйкес (сурет 3). Диаграммада изохоралар (пунктир
сызықтары), изобаралар, изотермалар, будың құрғақтылығының дәрежесіне тең
сызықтары көрсетілген. Жоғарғы және төменгі шекаралық қисық сызықтары
[pic]-диаграмманы қанықпаған сұйық [pic], ылғалды қаныққан бу [pic], қызған
бу аудандарға [pic]бөледі. Ылғалды қаныққан бу ауданындағы түзу сызықтары
изотермалар болады. Қызған будын аудына өткенде изобаралар және изотермалар
бөлінеді.
|[pic] |

Сурет 3 – Су буының [pic]-диаграммасы

Өздік бақылау сұрақтары

1 Булану дегеніміз не?
2 Қайнау дегеніміз не?
3 Құрғақ қаныққан бу дегеніміз не?
4 Ылғалды қаныққан бу және құрғақ дәрежесі дегеніміз не?
5 Қызып кетекен бу дегеніміз не?
6 Шекаралық қисықтарының физикалық қандай?
7 [pic] және [pic]диаграммаларында су буының процестерін көрсетініз.
8 [pic], [pic] және [pic]диаграммаларында негізгі жылудинамикалық
процестерді көрсетініз.

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.:
Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Дәріс 6

(4 сағат)

Тақырып. Ылғалды ауа

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Негізгі түсініктер мен анықтамалар.
2 Психрометр және гигрометр.
3 ылғалды ауаның [pic]диаграммасы.

Атмосфералық ауада қандай-бір мөлшерде су буы түрінде, кейде су
тамшылары түрінде (су туманы) немесе мұз бөліктері (мұз тұманы) түрінде
ылғал болады. Мұндай құрақ ауа мен ылғалдың қоспасын ылғалды ауа деп
айтады.
Ауаның абсолют ылғалдылығы [pic] деп, бір м3 ылғылды ауадағы, су
буының кг-мен алынған мөлшері аталады. Өйткені ылғалды ауа газ қоспасы
болғандықтан қоспадағы бу көлемі барлық қоспа көлеміне тең, демек абсолют
ылғалдылық қоспадағы бу тығыздығымен өзінің [pic]парциал қысымы мен қоспа
температурасы бойынша өрнектеле алады, кг/м3:

|[pic], |(1) |

мұндағы [pic] - су буының массасы, кг;
[pic] - ылғалды ауаның көлемі, м3.
Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы [pic] деп абсолют ылғалдылықтың
[pic], кг/м3, максимал мүмкін болатын ылғалдылыққа[pic], кг/м3, қатынасын
айтады, сонда берілген қысым мен температурада ауаға су буымен қаныққан
[pic]=[pic]
|[pic]. |(2) |

Салыстырмалы ылғалдылық [pic] %-бен өлшенеді:
| |(3) |
|[pic]. | |

Будың парциалдық қысымын анықтау үшін гигрометр деп аталатын
құралмен пайдаланады. Осы құрал көмегімен шык нүктесін анықтайды. Шык
нуктес деген м з ол ауа каныккан болу уш н туракты кысымда ауаны салкындату
температурасы ([pic]). Шык нуктес н б ле отырсак парциалды кысымды кесте
бойынша аныктау керек .
Ауаның ылғалдылығын анықтау үшін психрометрлік жіне гигрометрлік
өлшеу әдістерімен пайдалынады. Психрометрлік өлшеу әдісі бойынша
қанықпаған ауада тұрған ылғалды материалмен оралған сынапты термометрдің
көрсеткіші құрғақ термометрдің көрсеткішінен төмен болады. Бұл қанықпаған
ауаның жұқа су қабатының бетімен жанасқан кезде ылғалдың жылу тасымалы осы
жұка қабатқа берілуімен түсіндіріледі.
Құрғақ термометр температурасы - бұл ауаның және су буының
температурасы (бұл температураның ылғалды ауадағы кәдімгі құрғақ термомметр
көрсетеді).
Судың ауадан алатын жылуы, булануға жұмсалатың жылуға тең болғанда, су
температураның артуы тоқтайды. Бұл қалыптасқан су температурасын су
термометр температурасы деп айтады.
Дымқыл ауаның параметрлерін және әртүрлі материалдарды кепті-руге
байланысты туындайтын практикалық сұрақтарды шешу үшін Л.К.Рамзин (1918 ж )
ұсынған Id- диаграммасын қолдануға болады.
[pic]- диаграммасы 98 кПа барометрлік қысым үшін құрылған.Осы
диаграмманың абцисса өсіне ауаның ылғалдылығы [pic],ал ордината өсіне
энтальпия [pic]салынады.
Әртүрлі сызықтардың ыңғайлы орналасуы үшін координаттар өстерінің
арасындағы бұрышы 135°және ордината өсі тік болып салынған.
[pic]- диаграммада ылғалдылықтың тұрақты сызығы [pic] абцисса өсіне
паралель, ал изотерма сызығы [pic] абцисса өсіне көлбеу тұрғызылған оның
көлбеу бұрышы температура өскен сайын өсе береді. Ал салыстырмалы
ылғалдылықтың тұрақты сызығы [pic] координаттар өсінен бастап шығатын
сәулелер шоғыры түрінде болады. Энтальпияның тұрақты сызығы [pic] ордината
өсіне 135°салынған. Сонымен қатар, [pic]- диаграммасынан ылғалды ауаның әр
күйі үшін шық нүктесін, яғни су буымен толық қанығатын ([pic]) нүктесінің
температурасын табуға болады.

Диаграмманың төмен жағында будың парциалды қысым [pic] сызығы
көрсетілген (сурет 1) .

|[pic] |

Сурет 1 – ылғалды ауның [pic]- диаграммасы

Қыздыру процессі (суыту) тік вертикалды сызықпен көрсетілген ([pic]).
[pic]- диаграммадағы дымқылдылығының [pic] сызығы бойынша өтеді деп
адиабаттық деп аталады. ымның булануын процесс [pic] сызыгымен отед де
адиабаттык булауы деп айтылады.
Булану дымның молшер мына формуламен аныкталады [pic], кг/с:
|[pic], |(4) |

мұндағы [pic], [pic] - [pic]- диаграммасындағы құрғату процесстің
басында және аяғындағы ылғалдылықтың құрамы, г/кг;
Калорифердегі ауаға келтірген жылулықтың мөлшері [pic], кВт:
|[pic], |(5) |

мұндағы [pic], [pic] - [pic]- диаграммасындағы қыздыру процесстің
басында және аяғындағы энтальпиясы, кДж/кг.

Өздік бақылау сұрақтар

1 Ылғалды ауа дегеніміз не?
2 Қаныққан және қанықпаған ауа дегеніміз не?
3 Ауаның абсолют ылғалдылығы деп нені айтады?
4 Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы деп нені айтады?
5 Ылғалдылықтың құрамы деген не?
6 Что такое температура точки росы?
7 Ылғалды ауның [pic]- диаграммасында қандай сызықтар көрсетілген?
8 Ылғалды ауның [pic]- диаграммасында негізгі процесстер қалай
орналасқан?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.:
Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Дәріс 7

(2 сағат)

Тақырып. Термодинамикалық ағыс

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Газдар және булар ағысы.
2 Дыбыс жылдамдығы.
3 Адиабаттық ағыу.
4 Лаваль соплосы.
5 Газдар мен булар қозғалысы.

Машиналардың аппараттардың және приборлардың жұмыс үрдістерін
анықтауға каналдағы газ және булардың қозғалысының заңдарын оқып үйрену
қажет.
Ағыс теориясының міндеті – ағыс жылдамдығымен секундалық шығынды
анықтау, берілген жағдайларға тәуелді сопло түрін таңдау мәселесін шешу.
Газдардың ағысын білдіретін жылудинамикалық бірінші заңы: жұмыс
дененің ағысына сырттан келетін жылу энтальпия өзгеруіне, техникалық
жұмысын істеуіне және кинетикалық энергияны көтеруіне үсталынады.
Каналдарда жұмыс дене ағыуының жылдамдығы ұлкен болады. Каналдың
ұзындығы үлкен болғандықтан канал және газ қабырғалар арасында жылуалмасу
өте аз болады да, оны менсiнбеуге болады. Сондай агыуы адиаббатық ағыу
процессі деп аталады.
Адиаббаттық процесіндегі газ ағысының жылдамдығы [pic], м/с, мына
жұмыстың теңдеуімен анықталады:
| [pic], |(1) |

немесе
| [pic], |(2) |

сондықтан:
| [pic], |(3) |

мұндағы [pic]- газдың бастапқы жылдамдығы, м/с;
[pic]- каналдан шыға берісіндегі газдың соңғы жылдамдығы, м/с.
Адиабатты ағыстың газ параметрлері p1, v1, T1. Кіре берістегі газ
жылдамдығы с1. Соплодан шыға берістегі газ қысымы р2 кіретін ортаның
қысымына тең.
Ағыс жылдамдығы с2,, м/с:

|[pic]. |(1) |

Соплодан өтетін газдың массалық шығыны М, кг/с:

|[pic]. |(2) |

Мах саны – бұл ағыс жылдамдығының жеке дыбыс жылдамдығына қатынасы.
Мах саның [pic] анықтайтың формуласы:

| [pic]. |(3) |

Газдың ұлғаюы мен оның жылдамдығының арты өтетін каналдарды сопло деп
атайды. Газдың сығылуы мен жылдамдығының азаюы өтетін каналдарды
диффузорлар деп атайды.
[pic]

Сурет 1 – Диффузордың сызбанұсқасы

Диффузордың 5-3 учаскесінде (аралығында) ағын жылдамдығы дыбыс
жылдамдығынан көп болса, онда 3-1 аралығында ол дыбыс жылдамдығынан аз
болады. Егер диффузордың кіре берісіндегі және шығар аузындағы газ
жылдамдықтары дыбыс жылдамдығынан үлкен болса, онда диффузор кішірейеді. Ал
жылдамдықтары дыбыс жылдамдықтарынан аз болса, онда бұндай диффузор
кеңейеді. Диффузордың кіре берісіндегі газ жылдамдығы дыбыс жылдамдығынан
үлкен, ал шығар ауыздағы газдың жылдамдығы дыбыс жылдамдығынан аз болса,
онда диффузор кішірейеді (5-3 аралығы) содан кейін кеңейеді (3-1 аралығы)
Дыбыстың жылдамдығынан үлкен жылдамдықты құрамалысы соплоларда болуы
мүмкін. Олар тарылған және кеңейтiлетiн бөліктерден тұрады. Сондай
құрамалысы сопло – Лавальнiң соплосы деп айтады.
Газ қозғалатын жолдағы тұтікте көлденең қима тарылса (кішірейсе)
(вентиль, жылжымалы қақпақ), онда осы қимадан өткен кезде газ қысымы
азаяды. Осындай газдың сыртқы жұмыс жасамй ұлғаю процессін дроссельдеу деп
атайды.
Дроссельдеудегі қысымның азаю шамасы газ күйіне және табиғатына,
салыстырмалы тарылу шамасына және қозғалыс жылдамдығына тәуелді болады.
Техникада дроссельдеу салқындатуға, бу машиналарды мен турбиналарда
олардың қуатын өзгертүге қолданады.
Газдың таралатын қима арқылы өткенде оның жылдамдығы өседі және қысым
төмендейді. Әрі қарай кері құбылыс болады: газ жылдамдығы азаяды, ал оның
қысымы артады, бірақ бастапқы р1 қысымнан артпайды. Бұл кезде кинетикалық
энергияның бөлігі, тарылу салдарынан болатын құйындар мен соғылыстар
салдарынан жылуға айналады, ол жылужы газ қабылдамайды. Қайтымсыз болатын,
дроссельдеу процесінде газ энтропиясы артады.
Реал газдарды дроссельдегенде олардың энтальпиясы (шеткі нүктелерде)
өзгермейді. Энтропия мен көлем артады, қысым азаяды, ал дроссельдеудің
алдында газ күйіне тәуелді температура артуы немесе азаюы мүмкін. Идеал
газды дроссельдегенде энтальпия ғана емес температура да өзгермейді.
Дроссельдеудегі реал газ температурасының өзгеруі Джоуль-Томсон
эффекті деп аталады, ол 1852 ж. тәжірибе жүзінде анықталған және келесі
жағдайларда пайда болады.

Өздік бақылау сұрақтар

1 Сопло дегеніміз не?
2 Диффузор дегеніміз не?
3 Дроссельдеу процессі дегеніміз не?
4 Дроссельдеу процессін көрсетініз
5 Реал газдардың параметрлері қалай өзгереді?
6 Қозғалыс процессі дегеніміз не?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. – б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.:
Высшая школа, 1980. – б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.:
Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Дәріс 8

(2 сағат)

Тақырып. Компрессорлар

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Компрессорлар. Компрссеорлардың классификациясы.
2 Поршненьдік компрессор. Жұмыс істеу принципі.
3 Изотермиялық, адиабаталық және политроптық сығылуы. [pic] и
[pic]диаграммаларында компрессордың термодинамикалық процестерін
көрсетіңіз.
4 Көпсатылы сығылуы.
5 Индикаторлы диаграмма. Нақты циклын индикаторлы диаграмманың
теоретикалық диаграммадан айырмашылықтары.

Компрессор – бұл газды сығу және араластыру үшін қоңдырғы.
Өндірістік түрлі салаларында сығылатын ауа мен түрлі газдар кеңінен
қолданылады. Газ тәріздес заттардың сығылуы компрессорда өтеді.
Компрессорлар осьтік және поршеньді болып бөлінеді. Компрессорлардағы
сығылу процестің термодинамикасы машиналардың кез-келген түрлеріне бірдей
болады.
Бір сатылы поршеньді компрессор.
Компрессор цилиндрдан, қисықшинды шатундық механизм көмегімен вал
арқылы қозғалысқа келетін, поршеньнен тұрады. Компрессор валы электрлік
немесе қандай-бір басқа қозғалтқыш арқылы айналады. Цилиндр поршеньде екі
қақпақ орналасқан: сорушы және шығарушы. Қақпақтар цилиндр мен түтік
өткізгіштердегі қысымдар айырмасының әсері нәтижесінде ашылады және
жабылады.
Поршень оңға қарай қозғалғанда цилиндрға қоршаған ауа сорылады, ал
кері қозғалғанда, сорышу қақпақ жабық болады – оның сығылуы керекті қысымға
дейін, осыдан кейін шығарушы қақпақ ашылады және тұрақты қысымда сығылғын
ауа резервуарға шығарылады.
Сығылуға жұмсалатың жұмысты анықтау үшін компрессордың
термодинамикалық есебін жасайды да, айдаушы қозғаушының қуатын табады.
Барлық процесстер қайтымды және газдың кинетикалық энергиясының
өсiмшесi болмаған кезде сығылған газды алу үшін жұмсалатын меншікті жұмысын
[pic] мына формуламен анықтайды::
| [pic], |(1) |

мұндағы [pic]- цилиндрді газбен толтырған кездегі қоршаған ортаның
жұмысы;
[pic]- газды итеріп шығаруға жұмсалатын жұмыс;
[pic]- газды сығылу жұмысы.
Компрессордағы сығылу процессі жұмыс дене мен цилиндр қабырғалар
арасындағы жылуалмасу шарттарға байланысты изотерма, адиабата және
политропа сызықтарымен жүргізіледі.
Энергетикада ПӘК-тің мәні - пайдалы қолданылған энергияның барлық
жұмсалған энергияға қатынасы деп айтылады. Пайдалы қолданылған энергияның
пайызы жоғары болса, ПӘК та жоғары болады. Сондықтан компрессорлы
машиналарға сондай ПӘК-тің мәні қолайсыз болады.
Көп сатылы поршеньді компрессор.
Жоғарғы қысымдар алу үшін көпсатылы компрессорлар қолданылады. Газ
немесе ака аралық салқындатулары бар тірнеше тізбекті ретпен сығылады.
Сорышу қақпақ арқылы поршень төмен қоғалғанда газ цилиндрға (төменгі
қысымды цилиндрға) сорылады. Поршень кері жүргенде газ сығылады. Газ
сығылғаннан кейін шығырушы қақпақ арқылы тоңазытқышқа келеді, оның ішінде
сумен салқындатылған қисық түтік орнатылған. Тоңазытқыта салқындатылған ауа
екінші цилиндрға сорушы қақпақ арқылы поргень төмендегенде келеді. Поршень
көтерелгенде газ сығылады. Екінші сатыда сығылған кейін ауа шығарушы
қақпақ арқылы пайдаланушыға бағытталады. Поршеньдер иінді біліктен және
шатундар көмегімен қозғалысқа келтіріледі.

Өздік бақылау сұрақтары

1 Компрессор дегеніміз не?
2 Компрессордың жұмыс істеу принципі?
3 Компрессордағы изотермиялық, адиабаталық және политропты сығылу
процестерін көрсетініз.
4 Жұмыс дененің изотермиялық, адиабаталық және политропты сығылуы
кезінде компрессордың жұмысы қалай табылады?
5 Бір сатылы поршеньді компрессор
6 Көпсатылы сығылуы кезіндегі жұмысты қалай табады?

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 9

(2 сағат)

Тақырып. Жылу- массаалмасу теориясының негіздері

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Жылу процестері
2 Жылу өткізгіштік. Фурье заңы
3 Жылуөткізгіштік коэффициентінің физикалық мәні
4 Конвекция. Ньютон заңы
5 Жылу беру коэффициенті

Жылу процесстері
Әртүрлі температудағы денелерде жылу энергиясының бірінен екіншісіне
өтуі жылуалмасу процессі деп аталады.
Жылу алмасу процесстерінің қозғаушы күші - ыстық және суық денелердің
температуларының айырмасы болып табылады. Бұл қозғаушы күштің әсерінен
термодинамиканың екінші заңына байланысты жылу ыстық денеден суық денеге
өздігінен өтеді. Денелер арсындағы жылу алмасу еркін электрондар , атомдар
және молекулалардың өзара энергия алмасуы арқасында болады. Жылу алмасуда
қатынасатын денелерді жылу тасымалдағыштар деп атайды.
Жылуөту – жылу тарату процесстері жөніндегі ғылым. Жылу процесстеріне
төмендегілер жатады: ысыту, суыту, конденсациялау және буландыру. Көптеген
масса алмасу (Мысалы, айдау, суыту, кептіру т.б) және химиялық
процесстердің өтуінде бұл процесстердің маңызы үлкен.
Жылу таратудың негізгі үш түрлі тәсілі бар: жылуөткізгіштік, жылулы
сәуле шығару, конвекция.
Бірлік уақытында тасымалданатын жылуды жылулық ағын деп атайды. Оны
[pic]белгілеп, Дж/с(Вт)–пен өлшейді.
Дененің беттік бірлігіне кететін жылулық ағын ағынның беттік жылулық
тығыздығы [pic] деп аталады. Өлшем бірлігі [pic] Вт/м2. Ағынның беттік
жылулық тығыздығы мына формуламен анықталады:
|[pic], |(1) |

мұндағы [pic] - жылуалмасудың беті, м2.
Жылуөткізгіштік.
Бір-біріне тиісіп тұратын өте кіші бөлшектердің тәртіпсіз қозғалысының
нәтижесінде жылу өту процессі - жылу өткізгіштік деп аталады. Бұл қозғалыс
газдар және тамшымалы сұйықтарда молекулалардың қозғалысы қатты денелерде
кристалдық тордағы атомдардың тербелісі немеесе металдардағы еркін
электрондар диффузиясы болуы мүмкі. Қатты денелердің жылу таратуының
негізгі түрі жылу өткізгіштік болып табылады.
Конвекция. Газ немесе сұйықтардың макро көлемдерінің қозғалысы және
олардың араластыру нәтижесінде жылудың таралуы – конвекция деп аталады.
Конвекция екі түрлі болады: еркін немесе табиғи; еріксіз.
Газ немесе сұйық көлемінің әртүрлі нүктелеріндегі температуралар
аыйрмашылығы салдарынан осы нүктелердегі тығыздықтар айырмасының
нәтижесінде болатын жылу алмасуды еркін немесе табиғи конвекция деп атайды.
Газ немесе сұйық көлемінің әртүрлі еріксіз қозғалысы (мысалы, насосо,
компрессор жәрдемімен немесе араластырғышпен араластырғанда) салдарынан
жылу алмасуды еріксіз конвекция деп атайды.
Жылулы сәуле шығару. Жылу энергиясының электромагнитті толқындар
жәрдемімен таралуы – жылулы сәуле шығару деп аталады. Бұл кезде жылу
энергиясы кеңістікпен өтіп сосын сәулелі энергияға басқа денемен сіңіріліп
қайтадан жылу энергиясына айналады. Іс жүзінде жылу алмасу бөлек алынған 1
ғана тәсілмен емес, бірнеше тәсілдермен өтеді. Мысалы,қатты қабырға мен газ
арасындағы жылу алмасу конвекция, жылуөткізгіштік және жылулы сәуле
шығарутәсілдерімен өтеді.жылудың қатты қабырғадан оны ағыстап өтетін газға
(сұйыққа) немесе кері кері бағытта алмасуын – жылу беру деп атайды.
Ыстық газдан (сұйықтан) суық газға (сұйыққа) оларды бөліп тұрған қатты
қабырға немесе бет арқылы жылу өту күрделілеу болады. Бұл процесті жылу өту
деп атайды. Үздіксіз әрекетті аппараттарда әртүрлі нүктелердегі
температура уақыт бойынша өзгермейді, мұндай аппараттардағы процес
қалыптасқан (стационарлы) болады. Мерзімді әрекетті аппараттарда
температура уақыт бойынша өзгереді. (Мысалы, ысытқанда немесе суытқанда),
яғни жылу алмасу процесі қалыптаспаған (стационарлы емес)болады.
Фурье заңы
Фурье заңы жылу өткізгіштіктің негізгі заңы болып табылады. Бұл заң
бойынша : жылу ағынына перпендикуляр бет арқылы уақытта өтетін жылу
мөлшері, температураның градиентке, бетке және уақытқа тура пропорционал:
|[pic], |(2) |

немесе жылулық ағынның тығыздығы үшін:
|[pic], |(3) |

мұндағы [pic] - заттың жылуөткізгіштік коэффициенті, Вт/(м(К).
Жылуөткізгіштік коэффициенті [pic] Вт/(мк), температура градиенті 1
К /м болғанда, 1 м2 беттен өтетін жылу ағынның қуатын көрсетеді.
Сонымен, [pic] - ның мәні заттың табиғатына, структурасына,
ылғалдылығына, температурасына т.б факторларға байланысты болады.
Газдардың жылуөткізгіштік коэффициенті 0,0062(0,165 Вт/мк аралығында
болады. Температура көбейгенде ( көбейеді. ( тек жоғарғы (2000 атм.) және
өте төменгі (0.03 атм.) қысымдарда өзгереді.
Газдардың жылуөткізгіштік коэффициентін төмендегі формуламен есептеуге
болады:
|[pic], |(4) |

мұндағы, [pic]– газдың динамикалық тұтқырлығы, Пас;
[pic] – газдың тұрақты көлемдегі меншікті
жылусыйымдылығы, Дж/кг К;
В – коэффициент, бір атомды газдар үшін В=2,5; екі
атомды газдар үшін В=1,9; үш атомды газдар үшін В=1,72
Сұйықтардың жылуөткізгіштік коэффициенті 0,1 (0,7 Вт/мк аралығында
болып температура көбейген сайын азаяды. Сұйықтар үшін (-ны төмендегі
формуламен есептеуге болады:
|[pic], |(5) |

мұндағы, [pic] – сұйықтың тұрақты қысымдағы меншікте жылу-сыйымдылығы,
Дж/кг К;
[pic] – сұйықтың тығыздығы, кг/м3;
[pic] – сұйықтың мольдік массасы, кг;
[pic] – коэффициенті.
Жылу өткізгіштік (() материалдардың кезектілігіне және ылғалдылығына
байланысты. Ылғал материалдар үшін ( құрғақ материалдарға қарағанда көп
кезектілік ( ны азайтады, себебі кезек арасындағы ауаның (- сы аз. Ылғал
материалдар үшін ( құрғақ материалдарға қарағанда көп кезектілік ( ны
азайтады, себебі кезек арасындағы ауаның (- сы аз.

Конвекция. Ньютон заңы
Сұйықтың барлық массасының қозғалысы қаншалықты қарқынды араласса,
конвекция арқылы жылуалмасу соншалықты қарқынды өтеді. Сонымен, конвекция
сұйық қозғалысының гидродинамикалық шартына көп байланысты болады. Ағынның
ядросына жылуалмасуы жылуөткізгіштік және конвекция мен өткізіледі.
Жылудың мұндай бірлесіп алмасуын конвекциялы жылуалмасу деп атайды.
Ортаның турбулентті қозғалысында ағын ядросындағы жылуалмасуы
механизмі турбуленттік толқысулық салдарынан болатын араласудың
қарқындылығымен сипатталады. Турбулентті толқысулық ядродағы
температулардың мәнінің кейбір орташа t – ге дейін теңесуін қамтамасыз
етеді. Сондықтан, ядродағы жылуалмасу ең алдымен тасымалдағыштың қозғалыс
сипатымен анықталады. Қабырғаға жақындаған сайын жылу берудің қарқындылығы
төмендейді. Қабырға жанында қалыңдығы ( - ға тең жылулы шекаралық қабат
т.б. Бұл қабат гидродинамикалық шекаралық қабатқа ұқсас болады, бірақ
олардың қалыңдығы әртүрлі.
Конвекция жылуалмасу механизмнің өте күрделілігіне байланысты жылу
беруді есептеу қиын. Қабырғадан сұйыққа (немесе сұйықтан қабырғаға)
берілген жылу шамасын дәл есептеу үшін қабырға жанындағы температуралық
градиентті және бет бойынша жылу тасымалдағыштың температуралық өзгеруін
білу керек. Бұларды анықтау өте қиын.
Сондықтан, жылуберудің есептеуін жеңілдету үшін оның негізіне
Ньютонның суыту заңын пайдаланады. Бұл заң бойынша: жылуалмасу бетінен
сұйыққа (немесе керісінше сұйықтан қатты дене бетіне) берілген жылу мөлшері
(dQ) қабырға бетіне (df) қабырға мен сұйықтың температураларының айырмасына
(tқ-tс) және уақытқа (d() тура пропорционал:
|[pic], |(6) |

мұндағы, ( - жылуберу коэффициенті деп аталады. Жылуберу
коэффициентінің мәні қабырға мен қоршаған орта (тамшылы сұйық немесе газ)
арасындағы жылу алмасудың қарқындылығын сипаттайды. Оның ( өлшем бірлігі
Вт/м²к.
Құбырлармен жүретін жылутасымалдағыштардың цилиндрлі қабырғадан өтетін
жылулық ағынның есептеу керек.
Көп қабатты цилиндрлі қабырға үшін жылулық ағыны [pic], Вт, мына
формуламен анықталады:
|[pic]. |(7) |

Көп қабатты цилиндрлі қабырға үшін:
|[pic]. |(8) |

Өздік бақылау сұрақтары

1 Жылу алмасу процесі дегеніміз не?
2 Жылу алмасу процесінің негізгі қозғаушы күшін қалай табады?
3 Жылу таратудың негізгі тәсілдерін атаңыз
4 Жылуөткізгіштік деп нені айтады
5 Фурье заңының формуласын жазыңыз
6 Жылуөткізгіштік коэффициенті нені сипаттайды?
7 Ньютон формуласын жазыңыз

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 10

(2 сағат)

Тақырып. Конвективті жылуалмасу

Дәріс сабақтың мазмұны

1. Конвективті жылуалмасу
2. Конвективті жылуалмасудың әртүрлі факторларда тәуелділігі
3. Сұйықтың еріксіз және еркін қозғалысы конвективті жылуалмасу
4. Сүйықтың орта температурасы
5. Заттың агрегаттық күйі өзгергендегі жылуалмасуы

Конвективті жылуалмасу – біркелкі жылытылмаған сұйық, газ тәрізді
немесе су сымалы ортада жүретін жылу тасымалы процесі. Бұл процесс ьерілген
ортаның қозғалысы және оның жылуөткізгіштігі арқасында жүргізіледі. Екі
фазаның шекаралық бөлігінде жүретін конвективті жылуалмасу конвективті жылу
беру деп аталады.
Конвективті жылуалмасу ортаның физикалық қасиеттерінен тәуелді және
оның қозғалыс түрінен тәуелді.
Конвективті жылуалмасу табиғи (еркін) конвекция және еріксіз
конвекция болып бөлінеді.
Табиғи конвекция - бірқалыпты қыздырылмаған, сондықтан мда тығыздығы
бойынша біркелкі емес ортаға тек ауырлық күші әсерімен жүреді.
Еріксіз конвекция деп егер ортаның қозғалысы сорап, желдеткіш,
араластырғыш көмегімен жүретін процесті айтады.
Егер ортаның агрегаттық күйі бір түрден екінші түрге ауысса, онда осы
кезде болатын конвективті жылуалмасу агрегаттық күйі өзгеретін конвективті
жылуалмасу деп аталады. Конвективті жылуалмасу әртүрлі жылуалмастырғыштар
да және жылукүштік қоңдырғыларда жүреді.
Сұйықтың еріксіз және еркін қозғалысы конвективті жылуалмасу
Орта температура, анықтаушы температура, эквивалентті (балама)
диаметрі.
Жылу ағынын анықтайтын шамаларды анықтау үшін қолданылатын
формулалардың барлығына, көптеген жағдайда арнаның (каналдың) қимасы
бойынша, сонымен қатар қаналдың ұзын таралатын сұйық температурасының мәні
кіреді. Сол себепті, техникалық есептеулерде сұйықтың температурасы деп
ағынның орта температурасын алады.
Ұқсастық теориясы – бұл ұқсас құбылыстар туралы ғылым. «Ұқсастық»
термині геометриядан алынған. Мысалы, геометриялық ұқсас фигуралар үшін
сәйкес бұрыштары тең, ал ұқсас жақтары пропорционал екені белгілі.
Ұқсастық теориясының негізгі жағдайын үш ұқсастық теоремасы түрінде
формалайды.
Ұқсастықтың бірінші теоремасы бойынша ұқсас құбылыстардың бірдей
ұқсастық критерийлері болады. Бұл теореманың дұрыстығы жоғарыда анықталған.
Ұқсастықтың екінші теоремасы бойынша, қандай да бір құбылысты
сипаттайтын айнымалылар арасындағы кез–келген тәуелділік, осы
айнымалылардан құралған ұқсастық критерийлерінің арасындағы тәуелділік
мына түрде көрсетілуі мүмкін, яғни f (k1,k2, …kn)=0. Мұндай тәуелділіктер
критериалды теңдеулер деп аталады.
Ұқсастықтың үшінші теориясының негізгі мақсаты, екі құбылыстың
ұқсастығы үшін, қандай, қажетті және жеткілікті күйлердің болуы керектігін
ашып беруі. Бұл теорияны совет ғалымдары М.В.Кирпичев бен А.А. Гухман 1931
жылы жасаған.
Ұқсастықтың критерийлері.
Әр ұқсастық критерийі физикалық мәнін білдіреді. Олар ғалымдардың
атарының бірінші әріптерімен білгілейді.
Нуссельта критерийі[pic]:
|[pic]. |(1) |

Рейнольдса критерийі [pic]:
|[pic]. |(2) |

Прандтля критерийі [pic]:
|[pic]. |(3) |

Грасгофа критерийі [pic]:
|[pic]. |(4) |

Өздік бақылау сұрақтары

1 Ковективті жылу алмасу дегеніміз не?
2 Конвективті жылу алмасудың түрлерін атаңыз
3 Орта температура, анықтаушы температура, сәйкестік диаметрі туралы
не білесіз
4 Жылу мөлшерінің формуласын жазыңыз
5 Орта температураның формуласын жазыңыз
6 Ұқсастық теориясы және теңдеулері туралы не білесіз
7 Агрегаттық жүйе өзгергендегі жылу алмасуды түсіндіріңіз

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 11

(2 сағат)

Тақырып. Сұйықтың агрегатты күйінің өзгеруі кезіндегі жылудың берілуі

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Негізгі ұғымдыр мен түсініктелер
2 Конденсация кезіндегі жылуалмасу.
3 Қабықшалы конденсация
4 Тамшылы конденсация.

Қатты дененің бетін жуып жатқан сұйықтың агрегаттық күйі егер дене
бетінің температурасы берілген қысымда сұйықтың фазалық айналу
температурасынан жоғары не төмен болғанда өзгереді. Бірінші жағадайда жылу
берілу сұйықтың қайнауымен, ал екіншіде – оның буының конденсациясымен
қатар жүреді. Осы екі құбылыс та жылу берілуді зерттеуді бір фазалы орталы
қатты дененің жылу берілуін зерттеумен салыстырғанда қиындатады.
Сұйықтың қайнауы кезіндегі жылудың берілуі
Термодинамикадан белгілі, қайнаған сұйықтан пайда болатын будың қанығу
температурасы tқ –дан жоғары, мысалы, атмосфералық қысымда қайнаған судың
температурасы tқ +(0,4-0,80С). Ол еркін деңгейден ыдыс қабырғасының
қыздырушы бетіне қарай бағытта өзгермейді және қалыңдығы 2–5 мм қабатта
ғана кенет өседі.
Қыздыру бетімен түйісетін сұйық бөлшектерінің температурасы қабырға
температурасына tст тең.
Қабырғаға жақын қабаттағы сұйықтың қызуы сұйықтың қанығу
температурасымен салыстырғанда ∆t =tқаб -tқан артық.
Жылу ағынының беттік тығыздығы «q» неғұрлым үлкен болса,
температуралық арын ∆t соұрлым үлкен болады. Судың қайнау процесін
зерттеудің көрсетулері бойынша, бу көпіршіктері тек қабырғаның қыздыру
бетінде ғана, бу түзілу центрлерінің беттің кұдір – бұдырлары, газ
бүршіктері маңайында туады. Уақыт өтуімен бірге көпіршіктер өседі және
бөліну диаметріне жеткенде қыздыру бетінен бөлінеді.
Бу көпіршіктердің түзілуі мен қабырға бетінен бөлінуі көп жағдайда
қайнаған сұйықтың қабырға бетін сулауынан не суламауынан тәуелді. Бірінші
жағдайда бу көпіршіктері беттен оңай ажырайды; екіншіде – қиын ажырайды.
Қайнаған сұйықтың температурасы tқ – дан жоғары болғандықтан, бу
көпіршігімен сұйық арасында белсенді жылуалмасу жүреді, бұл бу көпіршігінің
бөліну ден кейін өсуіне әкеледі. Бұл кезде сұйықтың қызу дәрежесіне және
көпіршіктің көтерілу ұзақтығына байланысты оның көлемі ондаған есе ұлғаяды.
Бу көпіршіктерінің қозғалысының процесі кезінде сұйық қатты
араластырылады және жылуалмасудың белсенділігі күшейеді.
Көпіршіктердің беттен бөліну жиілігі және будың түзілу центлерінің
саны сұйықтың температурасы жоғарлағанда өседі.
Себебі, температура жоғарлаған сайын беттің кішкентай кедір–бұдырлары
да будың түзілуіне қажет центрлердің көбеюіне әсер етеді. Бұд қыздыру
бетінен сұйыққа берілетін жылу беруді жоғарылатады.
Бірақ ∆t өсуі әрқашанда жылуалмасудың белсенділігін арттыра бермейді.
Негізінен, будың түзілу центрлерінің санының өсуінен қатар орналасқан будың
көпіршіктері бір – бірімен бірігіп, бір жалпы қабықшаны құрайды. Бұл
қабықша сұйықты қабырға бетінен бөліп тұрғандықтан, будың өте аз жылу
өткізгіштігінен жылу берудің белсенділігі осы кезде кенеттен азаяды.
Бу конденсациясы кезіндегі жылу беру.
Берілген қысымдағы будың қанығу температурасынан төмен температурада
суы кезінде бу конденсацияланады, яғни сұйыққа айналады, және бұл кезде
конденсация жылуы бөлінеді, ол сандық мәні бойынша бу түзілу жылуына тең.
Қабырға бетінің жағдайына байланысты шөгуші сұйық тамшы немесе қабықша
форманы қабылдайды, осыған байланысты бу конденсациясы тамшылы немесе
қабықшалы деп аталады. Табиғи қозғалыс кезінде пайда болатын тамшылы
конденсация конденсат сұйық дене бетін суламағанда жүреді. Бұл әдетте
майдың,керосин және майлы қышқылдың жұқа қабатымен қапталған қабырға
беттерінде байқалады.
Тамшылы конденсация кезіндегі жылу берілу үлкен термиялық кедергімен
сипатталатын қабықшалық конденсацияға қарағанда 5 -10 есе көп. Алайда
қабықшалық конденсация үлкен қызығушылыққа ие, өйткені ол әртүрлі
өндірістік жылу алмасу аппараттарында, суудың бұдырлы суланушы беттерімен
будың мәжбүрлі қозғалысы байқалатын аппараттарда пайда болады.
Будың қабықшалы конденсациясы теориясының негізі мынада. Температурасы
қанығу температурасынан t қ кіші будың қабырғамен жанасуы кезінде бу
коноденсацияланады және қабырға бетінде қабықша құрылады. Егер қабықша
қозғалысының режимі ламинарлы болса, онда бу конденсациясы кезінде
жіберілетін жылу қабықша қалыңдығынан жылу өткізгіштік жолмен таралады.

Өздік бақылау сұрақтары

1 Қайнау және конденсация процестер болу үшін қандай шарттар керек?
2 Көпіршіктер қайнау режимы дегеніміз не?
3 Қабықшалы конденсация дегеніміз не?
4 Тамшылы конденсация дегенімі зне?

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 12

(2 сағат)

Тақырып. Жылуберу

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Күрделі жылуалмасу.
2 Әртүрлі қабырғалардан өтетін жылуөткізгіштік.

Сұйық пен осы сұйық шаятын қабырға арасындағы жылу беру процесі
конвективті жылуалмасу немесе жылу беру процесі деп аталады. Бұл процесте
жылуөткізгіштік пен конвекция бір мезгілде жүреді, сондықтан жылу алмасудың
мұндай түрі күрделі процесс болып табылады. Бұл күрделі жылу процесі таза
жылуөткізгіштік процесіне қарағанда, көп факторлардан тәуелді.
Конвективті жылуалмасу көптеген жылумен өндеу процестеріне (құрылыс
материалдарын кептіру процестерінде) тән процесс болып саналады.
Жылу беру процесінің мысалдар: бөлменiң ауасына қыздыру элементтерiнiң
(жылытқыш жүйелер) қыздыратын суынан жылулықтың берiлуi; бу қазандықтардағы
қайнату құбырларының қабырғасынан суға түтiндiк газдарынан жылулықтың
берiлуi және т.б. Оқшауланған қабырға сонымен бiрге жылулықты өткiзгіші
болып саналады. Қоршаған қабырғадан жылулық жылуөткізгіштікпен, ал
қабырғадан қоршаған ортаға жылулық конвекциямен және сәулеленумен беріледі.
Сондықтан, жылуалмасу процесі күрделі процесс деп айталады.
Жылу беру коэффициенті келесі факторлармен байланысты:
Сұйық жылдамдығы (, оның тығыздығы р мен тұтқырлығы (, яғни сұйық
ағынының режимін анықтаушы шамалар;
Сұйықтың жылулық қасиеттері (меншікті жылу сиымдылығы, жылу
өткізгіштігі (), сонымен қатар көлем ұлғаю коэффициенті (;
Геометриялық параметрлер - формалары және қабырға өлшемін
анықтаушы(құбыр үшін-оның диаметрі d және L ұзындығы). Осыған байланысты
(((((, (, (, (, (, (, L, ()
Жылу беру коэффициентінің, факторларының үлкен болу санына байланысты,
( үшін есеп теңдеуін алу мүмкін емес. Жылу беру коэффициентін анықтау үшін
сұйықтың қабырғадағы температуралық градиентін білу керек.
Жылу беру коэффициенттерінің сандық шамалары.
Жылу беру коэффициент [pic] жылу берудегі қарқынды үдемелігін
сипаттайды. Бұл шама, жылулық ағымының тығыздығының қабырғаға, жылу
жеткізуші аралығының темпетуралық тегерінін қатынасына тең болады.
Бір қабатты жазық қабырға үшін, жылу беру коэффициенті [pic],
Вт/(м2·К):
| [pic]. | |
| |(1) |

Көп қабатты жазық қабырға үшін, жылу беру коэффициенті [pic],
Вт/(м2·К):
| [pic]. | |
| |(2) |

Бір қабатты цилиндрлі қабарға үшін, сызбалы жылу беру коэффициенті
[pic], Вт/(м·К):
| [pic]. |(3) |

Көп қабатты цилиндрлі қабарға үшін, сызбалы жылу беру коэффициенті
[pic], Вт/(м·К):
| [pic]. |(4) |

Бір қабатты сфералы қабарға үшін, жылу беру коэффициенті [pic],
Вт/(м·К):
| [pic]. |(5) |

Көп қабатты сфералы қабарға үшін, жылу беру коэффициенті [pic],
Вт/(м·К):
| [pic]. |(6) |

Жылудың әсерін азайту үшін құбардың, аппараттың термиялық кедергісін
көбейту керек. Ол үшін құбырдың, аппараттың сыртына белгілі бір не бірнеше
оқшауландыру материалын жауып, содан кейін оның сыртынан бояп, не сылақ
жұмыстарын жүргізеді.
Оқшауландыру материалдарына асбест, слюда, пробка, торф, стекловата
т.б жатады. Оларды табиғи күйінде алып, оларды біраз өңдеген соң қабырға
бетіне қабаттап жағады. Оқшауландыру қабатын сақтау үшін олардың сыртынан
жұқа металл бетімен немесе фольгасымен қаптайды.Бұл қабаттың оқшауландыру
қасиеттерін жақсартады, себебі фольгамен оқшауландыру материалы арасында
жылуды нашар өткізетін ауа сақталады.

Өздік бақылау сұрақтары

1 Күрделі жылуалмасу дегеніміз не?
2 Жылуөткізгіштік жылуберуден айырмашылығы?
3 Оқшауланған материалдар қандай болады?

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 13

(2 сағат)

Тақырып. Стационарлы емес кезіндегі жылуөткізгіштік

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Тұрақты емес (стационарлы емес) кезіндегі жылуөткізгіштік процесінің
сипатаммасы.
2 Аналитикалық шешімі.
3 суыту (немесе қыздыру) процесінің реттелетін жылулық режимі.

Тұрақсыз режимдегі жылу процесі тұрақты режимге қарағанда табиғат пен
техникада жиірек кездеседі. Мысалы: машиналар мен приборлардың жұмысқа
қосылуы кезіндегі сууы немесе қыздырылуы, режимнің тоқтатылуы немесе
өзгерілуі; құрылыс элементтерінің температура өзгерісіндегі күйі өнімдер
мен денелерді термиялық өңдеу; регенеративті жылуалмастырғыш аппараттардың
жұмысы т.б.
Барлық тұрақсыз режимдегі жылуөткізгіштік процестер үшке бөлінеді:
- өтпелі-дененің тұрақталған күйіндегі бір нүктедегі температура
екіншісіне дейін өзгереді:
- үздіксіз қыздырылғанда (салқындатылған)-температураның уақыт
ішіндегі немесе кеңістіктегі шексіз өзгеруі;
- ауық-ауық температура кейбір шама айналасында ауытқиды.
Тұрақсыз жылуөткізгіштіктің практикалық есептерінің ішіндегі
негізгілері болып екі топ процестер саналады:
дене жылулық тепе-теңдікке ұмтылады;
дененің температурасы ауық-ауық өзгеріп тұрады.
Бірінші процестер тобына берілген температурасы бар ортаға
орналастырылған және өзінің бастапқы температурасы бүкіл көлемі бойынша
тұрақты Т баст денені қыздыру (суыту) процестері жатады.
Екінші процестер тобына үздік-үздік жұмыс істейтін жылытқыштардағы
процестер жатады.
Тұрақсыз жылуөткізгіштіктің есептерінің көптеген бөлігі мынаны
анықтауға арналған:
- процестің басынан бастап белгілі бір уақыт ішінде дененің
белгіленген нүктелеріндегі температураларды анықтауға;
- температурасы берілген нүктеде жүретін процестің ұзақтығын
анықтауға;
- белгіленген нүктедегі берілген уақыт ішіндегі жылу ағынын анықтау;
- берілген уақыт ішіндегі денеге берілген және одан әкетілген жылу
мөлшерінің толық шамасын анықтауға.

Бір өлшемді дененің (шексіз пластина, шексіз цилиндр, шар) барлық
нүктелеріндегі температурасы [pic] бірдей және дене бетіндегі жылу берудің
тұрақты коэффициенті [pic] болған кездегі тұрақсыз температура өрісін
сипаттайтын теңдеу мынадай:
| [pic], |(1) |

vұндағы [pic] және [pic] - кейбір функциялар;
[pic] - характеристикалық теңдеу түбірі.
Характеристикалық теңдеу мына түрде жазылады:
| [pic]. |(2) |

[pic] кезінде (1) теңдеудегі бірінші мүшені ескермеуге де болады.
Пластинаның орта бетінің [pic], цилиндр осі үшін [pic] шардың центріндегі
[pic] уақыт бірлігіндегі алынған орта температура [pic] мына теңдеумен
сипатталады:
| [pic]; |(3) |

осы денелердің беттеріндегі температуралар:
| [pic]; |(4) |

Бет ауданы бірлігінде [pic] уақыт ішінде суыту (қыздыру) процесінде
берілетін не әкетілетін жылу мөлшері мына формуламен анықталады:
| [pic], |(5) |

мұндағы [pic] және [pic] - пластина үшін;
[pic] және [pic] - цилиндр үшін;
[pic] және [pic] - шар үшін;
[pic] - дененің уақыт моменті ішіндегі көлем бойынша алынған
орта өлшемсіз температура [pic].
Пластина, цилиндр, шар арналған дененің уақыт моменті [pic] ішіндегі
көлемі бойынша алынған дененің орта өлшемсіз температурасы [pic] мына
формулалармен анықталады:
| [pic], |(6) |
|[pic], |(7) |
|[pic]. |(8) |

Егер [pic] болғанда, сонда [pic] мына формулаен анықталады:
|[pic]. |(9) |

Температурасы [pic]тұрақты ортада дене қыздырылған (немесе суытылған)
кезде үш ерекше режим пайда болады:
- реттелмеген ([pic]) - температураның бастапқы таралуы процестің
дамуына ерекше әсер етеді;
- реттелетін ([pic]) - температураның бастапқы әсері жоғалады;
- (стационарлы) тұрақты ([pic]) - барлық нүктелердегі температура
ортаның температурасына [pic] тең болады.
Артық температура [pic] - бұл дене температурасы мен айналадағы орта
температурасы арасындағы айырма модулі:
|[pic]. |(10) |

[pic] кезіндегі жылуөткізгіштіктің дифференциалдық теңдеуін шешуі,
дененің кез келген нүктесіндегі температура экспоненциалды заң бойынша
өзгеруін көрсетеді:
|[pic], |(11) |

мұндағы [pic] - дененің формасынан және температурасының бастапқы
таралуынан тәуелді тұрақты;
[pic] - кеңістіктегі температура өзгерісін сипаттайтын,координаттар
функциясы;
[pic] - оң бағытта өсетін сандар қатарын көрсететін тұрақтылар
([pic]).
Реттеуші режим кезеңі (11) теңдеудегі қатардың бірінші мүшесімен
сипатталады:
|[pic]. |(12) |

Егер (12) теңдеуін логарифм десек,онда:
|[pic]. |(13) |

(13) теңдеу жылуөткізгіштіктің реттеуші режимі кезкелген нүктенің
артық температурасының натуралды логарифмы уақыт бойынша сызықтық заңмен
өзгеретінін сипатталатынын көрсетеді.
(13) теңдеудің сол және оң жағындағы бөліктерін уақыт бойынша
дифференциалдаудан өткен соң, мына тәуелділік шығады:
|[pic], |(14) |

мұндағы [pic] - суыту (қыздыру) қарқыны, 1/с.

Өздік бақылау сұрақтары

1 Стационарлы емес кезіндегі жылуөткізгіштік процестері қандай
турлерге бөлінеді?
2 Реттелетін жылулық режимін сипаттаныз
3 Артық температура дегеніміз не?
4 Суыту (қыздыру) қарқыны дегеніміз не?
5 Суыту (қыздыру) қарқыны неден тәуелді?

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 14

(2 сағат)

Тақырып. Жылуалмастыру аппараттары

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Жылутасымалдағыштар.
2 Жылумассаалмасу аппараттарының жобалау негіздері.
3 Жылумассаалмасу аппараттардың түрлері
4 Жылумассаалмасу аппараттарының есебі

Жылуалмастыру аппараттары деп олардың технологиялық немесе
энергетикалық жылытқыштар, қойылту, буды суға айналдыру міндеттеріне
қарамай олардың жұмысшы денелерінің арасындағы жылу алмасатын аппараттарын
айтамыз.
Жылуалмастыру аппараттарының технологиялық міндеті көп түрлі: жылу
алмастыру аппараттарында жылу беру негізгі процесс, ал реакторларда жылу
процессі қосымша роль атқарады.
Жылуалмастыру аппараттары әртүрлі белгі бойынша реттеледі.
Жылуберілу жолдары бойынша жылу араласатын жылу алмастыру
аппараттары.олардың ішінде жұмысшы денелер бірбірімен түйіседі немесе
араласады, беттік жылуалмастыру аппараттары жылу осы орталарды бөліп
тұратын қатты қабырға арқылы бір денеден екінші денеге таралады
Негізгі атқаратын міндеті бойынша жылытқыштар буландырғыштар,
тоңазытқыштар, газдың немесе будың суға айналуын жүзеге асыратын аппарат.
Жылулық оқшауландыру
Жылудың әсерін азайту үшін құбардың, аппараттың термиялық кедергісін
көбейту керек. Ол үшін құбырдың, аппараттың сыртына белгілі бір не бірнеше
оқшауландыру материалын жауып, содан кейін оның сыртынан бояп, не сылақ
жұмыстарын жүргізеді.
Оқшауландыру материалдарына асбест, слюда, пробка, торф, стекловата
т.б жатады. Оларды табиғи күйінде алып, оларды біраз өңдеген соң қабырға
бетіне қабаттап жағады. Оқшауландыру қабатын сақтау үшін олардың сыртынан
жұқа металл бетімен немесе фольгасымен қаптайды. Бұл қабаттың оқшауландыру
қасиеттерін жақсартады, себебі фольгамен оқшауландыру материалы арасында
жылуды нашар өткізетін ауа сақталады.

Өздік бақылау сұрақтары

1 Жылумассаалмасу аппараттар деп нені айтады?
2 Жылумассаалмасу аппараттарының түрлері. Приведите уравнение
теплопередачи.
3 Жылумассаалмасу аппараттардың жылулық балансын көрсетініз.
4 Жылумассаалмасу аппараттардың жылулық есебі.

Қолданылған оқулықтар

Дәріс 15

(2 сағат)

Тақырып. Қазандық қоңдырғылар

Дәріс сабақтың мазмұны

1 Қазандық қоңдырғының негізгі түсініктемелері мен оныңсипаттамалары.
2 Қазандық қоңдырғының классификациясы
3 Қазандық қоңдырғының термиялық ПӘК-і
4 Буқыздырғыштар. Экономайзерлер. Ауақыздырғыштар.

Қазандық агрегат деп, қысым мен температурада және берілген мөлшерде
буды алуға арналған энергетикалық құрылғы. Бұл құрылғыны, бу генераторы деп
атайды, онда, бу генерациясы өтеді немесе оның қарапайым аты булы қазан.
Қажетті бу немесе ыстық су жасауға арналған, қазандық агрегаттардың
және қосымша құрылғылар мен механизмдердің жиынтығын, қазанды қоңдырғы деп
атайды.
Қазандық қоңдырғы мыналардан құралады: қазаңдық агрегаттан, барабан,
жыйнаушы (коллекторлар), қабырға бойында орналасқан қайнатқыш экранды
құбырлар, барабан мен жинаушы (коллекторды) жалғастырушы; түсірмелі құбыр
арқылы, су жоғарғы барабаннан, төменгі жинаушыға (коллекторға) ағып түседі;
бу ысытушы – қазаннан алынатын қаныққан буды, белгіленген температураға
дейін қыздырға арналған. Будың температурасын арттыру, түгеліменқоңдырғының
үнемділігін арттыруға әкеліп соғады (су жылытқыш қазанда бу қыздырғышы
жоқ).
Қазанды агрегаттардың негізгі элементтеріне жататындар:
Жағу – құрылғы, онда отының химиялық энергиясына байланысты, өнімнің
жануынан жылу энергиясына түрленіп жүреді.
Су үнемдегіш (экономайзер), қазандыққа түскенге дейінгі суды жылытуға
арналған. Қазандық агрегаттан шыққан ыстық газбен суды жылытуды
жүргізіледі, сонымен қатар, ыстық газдың жылуын пайдалану есебінен,
қазандықтын үнемділігін арттырады.
Ауа жылытқыш, ауаны жылытуға арналғанын, жағуға тусер алдындағы
қазандық агрегаттан шығуы.
Қазанды оңдырғылардың қосалқы жабдықтарына – отын дайындаушы құрылғы,
отын жеткізуші, қатты отындарды жағу кезіндегі күл алып кетуші жүйелер және
күлді ұстаушы, сумен қамтамасыздандыруға арналған құрылғы,
қамтамасыздандырушы қоңдырғы, үрлеуші желдеткіштер, түтін сорғылар немесе
тартып сорушы қоңдырғы, жылылықты тексеруші аспаптар және құрылғыны
автоматты басқарушы.
Ірі қазандық қоңдырғылардың, отын дайындаушы құрылғылардың, шаң
түріндегі катты отынды жағуы, өзінің тағайындалуымен диірменде, әр түрлі
типтегі, кесек отыннан шаңды дайындайды (барабанды, шарлы, балғалы).

Өздік бақылау сұрақтары

1 Қазандық қоңдырғы дегеніміз не?
2 Қазандық қоңдырғының сипаттамалары қандай?
3 Қазандық қоңдырғының классификациясы?
4 Қазандық қоңдырғылардың жылулық балансы?
5 Қазандық қоңдырғының термиялық ПӘК-і?

Қолданылған оқулықтар

3 ПРАКТИКАЛЫҚ сабақтар

Практикалық сабақ 1

(1 сағат)

Тақырып. Термодинамикалық жүйе күйінің параметрлері.

Сабақ мақсаты. Термодинамикалық жүйе, жұмыс дене мен қоршаған орта,
күй параметрлері. Универсалды газ тұрақтысы туралы ұғымдар. Қарастырылған
өлшемдерінің өлшем бірлігін білу.

Жұмысты жүргізуге арналған әдістемелік кеңес және жұмысты қорғауға
қажетті өздік бақылау сұрақтары. Жұмыстың әдістемелік нұсқасында берілген.

Бақылау сұрақтар

1 Жылутехника нені оқытады?
2 Жылудинамикалық жүйе деп нені түсінесіз?
3 Қандай жүйе тепе-теңдіктегі және теңестірілмеген деп аталады?

4 Термодинамикалық процесс деген не?
5 Идеал газ деген не?
6Нақты газ деген не?
7 Идеал газ күйінің теңдеуін жаз.
8 Нақты газ теңдеуін жаз.
9 Универсалды газ тұрақтысы мен газ тұрақтысының айырмашылығы
10 Негізгі күй параметрлері?
11 Газ қоспасы деп нені айтады?
12 Нақтылы және орташа жылусыйымдылықтардың айырмашылығы?
13 Майер теңдеуінің физикалық мәні?
14 Температраның t1-ден t2-ге өзгеруіне сәйкес орташа
жылусыйымдылықтың формуласын жазыныз.
15 Газ қоспасының жылусыйымдылықты қалай аңықтайды?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 2

(1 сағат)

Тақырып. Жылусыйымдылық, ішкі энергия жұмысшы дененің энтальпиясы

Сабақ мақсаты. Жылусыймдылық, ішкі энергия, жұмыс дененің энтальпия
ұғымдармен танысу. Есептеу әдісімен танысу. Жылусыйымдылық кестесімен
пайдалану.

Бақылау сұрақтар

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 3, 4

(2 сағат)

Тақырып. Идеал газ күйінің өзгеруінің термодинамикалық процесстер.

Сабақ мақсаты. Идеал газдардың жылудинамикалық процестерін анықтау.

Бақылау сұрақтар

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 5, 6

(2 сағат)

Тақырып. Термодинамиканың ағысы.

Сабақ мақсаты. Термодинамиканың ағысының жылдамдығын анықтау.

Бақылау сұрақтар

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 7

(1 сағат)

Тақырып. Компрессорлар

Сабақ мақсаты. Компрессорлардың жұмыс істеу принципін білу. Іштен жану
қозғалтқышының, газотурбиналық қоңдырғының циклдарын анықтау,
қозғалтқыштардың термиялық ПӘК-ін есептеу.

Бақылау сұрақтар

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 8, 9

(2 сағат)

Тақырып. Стационарлы режимдегі жылуөткізгіштік.

Сабақ мақсаты. Стационарлы режимдегі жылуөткізгіштік процестерінің
есеп әдісімен танысу.

Бақылау сұрақтар

1 Стационарлы режимдегі жылуөткізгіштік процестері қандай турлерге
бөлінеді?
2 Реттелетін жылулық режимін сипаттаныз
3 Артық температура дегеніміз не?
4 Суыту (қыздыру) қарқыны дегеніміз не?
5 Суыту (қыздыру) қарқыны неден тәуелді?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 10

(1 сағат)

Тақырып. Конвективті жылуалмасу

Сабақ мақсаты. Конвективті жылуалмасуын анықтау.

Бақылау сұрақтар

1 Ковективті жылуалмасу дегеніміз не?
2 Конвективті жылу алмасудың түрлерін атаңыз
3 Орта температура, анықтаушы температура, сәйкестік диаметрі туралы
не білесіз
4 Жылу мөлшерінің формуласын жазыңыз
5 Орта температураның формуласын жазыңыз
6 Ұқсастық теориясы және теңдеулері туралы не білесіз
7 Агрегаттық жүйе өзгергендегі жылу алмасуды түсіндіріңіз

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 11

(1 сағат)

Тақырып. Агрегатты күй өзгеруі кезіндегі конвектиті жылуалмасу

Сабақ мақсаты. Агрегатты күй өзгеруі кезіндегі конвектиті жылуалмасу
процестерінің әдістемелерін анықтау.

Бақылау сұрақтар

1 Су қайнау кезіндегі жылуалмасудың ерекшеліктері қандай?
2 Бу конденсацияланған кезіндегі жылуалмасудың ерекшеліктері қандай?
3 Қандай қайнау режимдерін білесіз.

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 12

(1 сағат)

Тақырып. Жылуберу

Сабақ мақсаты. Үшінші түрдегі шекаралық шарттарының есебін әдістерін
оқып үйрену.

Бақылау сұрақтар

1 Жылу беру жылуөткізгіштіктен айырмашылығы қандай?
2 Бірінші түрдегі шекаралық шарттарының айырмашылығы қандай?
3 Жылу беру термиялық кедергі дегеніміз не?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 13

(1 сағат)

Тақырып. Стационарлы емес жылуөткізгіштік

Сабақ мақсаты. Стационарлы емес жылуөткізгіштік процестерінің есеп
әдісімен танысу.

Бақылау сұрақтар

1 Стационарлы емес температуралық өріс дегеніміз не?
2 Стационарлы емес температуралық өрістің теңдеуі.
3 Қыздыру және суыту процестер Био мен Фурье критерийлерінің есеп
әдістемелері қандай?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 14

(1 сағат)

Тақырып. Жылуалмасу аппараттар

Сабақ мақсаты. Жылуалмасу аппараттарының есеп әдістерін оқып үйрену.

Бақылау сұрақтар

1 Жылуалмасу аппараттар дегеніміз не?
2 Жылуалмасу аппараттарының классификациясы?
3 Жылуберудің теңдеуін келтірініз.
4 Жылуалмасу аппараттарының жылулық балансын қалай құрайды?

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

Практикалық сабақ 15

(1 сағат)

Тақырып. Қазандық агрегатының жылулық балансы

Сабақ мақсаты. Қазандық агрегатының жылулық балансын оқып үйрену.

Бақылау сұрақтар

Қолданылған оқулықтар

1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат.,
1969. - б.3-20
2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.:
Высшая школа, 1980. - б.3-15
3 Асамбаев А.Ж. «Техникалық термодинамиканың негіздері» - 2006. – б.4-
16
4 Кабашев Р.А. «Жылу техникасы» - М.: Полиграфсервис., 2008. – б. 32-
66
5 Энергетиканың электрондық энциклопедиясы.

4 СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫ

Кредиттік жүйемен оқу кезінде студенттердің өздік жұмысын ұйымдастыру
сапасын арттыруға жоғары талаптар қойылады, оған үй тапсырмаларын орындауда
кіреді.
Оқытушының жетекшілігімен студенттердің өздік жұмысы – бұл кредиттік
жүйемен оқу кезінде оқу жұмысының бір түрі, онда диалогтық тәртіпте
аудиториялық сабақ түрінде өткізіледі, сонымен бірге аудиториядан тыс кеңес
түрінде жүргі

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz

Іздеу
Файл қосу
Презентациялар
Тегін
Кабинет
Баланс
Таңдаулы жұмыстар
Cатып алған жұмыстарыңыз
Менің файлдарым
Презентацияларым
Сатылым статистикасы