Иссиқлик алмашиниш қурилмасининг ҳисоби Технологик ҳисоб

Иссиқлик алмашиниш қурилмасининг ҳисоби
Технологик ҳисоб

Берилган:

маҳсулот – сут
унумдорлиги - 27,4 т/соат
бошланғич ҳарорат t_б=21⁰C
охирги ҳарорат t_О=98⁰C
иситувчи тўйинган сув буғининг абсолют босими Р_aбc=0,24 МПа


Ечиш:
Сув буғининг конденсацияланиш харорати t_кон=124⁰С (LVII жадвал).
Ҳарорат схемаси қуйидагича:

124 - 124

18 - 63_____

∆t_кат = 106⁰C ∆t_кич = 61⁰C

Ҳароратлар ўртача фарқи:

(1)

Сутнинг ўртача ҳарорати:

t₂ = t₁ - t_ўр = 124 - 83,5 = 40,5⁰C

Сутнинг сарфи:

24,7 т/соатни СИ бирликлар системасига айлантирамиз.
(2)


м³/с

бу ерда, – 40,5⁰C даги сутнинг зичлиги (IV - жадвал).

Сутнинг иситиш учун иссиқлик сарфи:

Q = G₂·C₂ (t₂ - t₁) (3)

Q = 7,6 · 2849 · (63 - 18) = 974358 Вт

бу ерда, – сутнинг солиштирма иссиқлик сиғими (XI- расм).

Иситувчи буғнинг сарфи (7% йўқотишни ҳисобга олинсин).
(4)

бу ерда, r = 2227 ·10³ - сув буғининг конденсацияланиш солиштирма иссиқлиги.
Қурилманинг иссиқлик юзасини максимал тахминий қийматини аниқлаймиз. Жадвал 4.8 бўйича иссиқлик узатиш коэффициенти қийматини оламиз. K=120 ÷ 340
У ҳолда
(5)



Оқимнинг ҳаракат режимини (Рейнольдс критерияси) аниқлаймиз.
(6)

бу ерда, d - трубанинг диаметри, 25х2 мм деб оламиз.

- оқимнинг тезлиги; м/с
= 1,3·10^–3 – сутни 40,5⁰C даги динамик қовушқоқлик коэффициенти (2.IX жадвал)
Сутнинг тезлиги қуйидаги формуладан топилади:
(7)

У ҳолда оқимнинг ҳаракат режими:

Демак, оқимнинг ҳаракати турбулент режим экан.
Сутнинг 40,5⁰С даги Прандтл критерийси:
(8)

бу ерда, - 40,5⁰ С даги сутнинг иссиқлик ўтказиш
коэффициенти.
Сут учун Нуссельт критерийсини аниқлаймиз.
Турбулент режим учун Nu критерийси қуйидаги формуладан топилади:
(9)



бу ерда,
Е_е= 1 - коэффициент Re га боғлиқ (6.3-жадвал)
Иссиқлик узатиш коэффициентини аниқлаш:
(10)
бу ерда, - сув буғининг иссиқлик бериш коэффиценти,
– сутнинг иссиқлик бериш коэффициенти,


– деворнинг термик қаршилиги,

Иссиқлик бериш коэффицентини аниқлаш:

Сутнинг иссиқлик бериш коэффициентини қуйидаги формуладан топилади:
(11)

Сув буғининг иссиқлик бериш коэффициенти қуйидаги формуладан топилади:
(12)
бу ерда, коэффициент;
– буғдаги ҳаво миқдорига боғлиқ бўлган коэффициент;
B_t – сув буғининг конденсацияланишига боғлиқ бўлган катталик, 124⁰С даги
(4,6 жадвал)
n = 206 – трубалар сони
L= 3 м – трубалар узунлиги

Деворнинг термик қаршилиги:


(13)
бу ерда, – сув буғи томонидан деворнинг ифлосланиши
– сут томонидан деворнинг ифлосланиши
– пўлатнинг иссиқлик ўтказиш коэффициенти
0,002 м – трубанинг емирилиши



Иссиқлик узатиш коэффициенти қуйидагига тенг бўлади:

Иссиқлик алмашиниш қурилмасининг ҳисобий иссиқлик алмашиниш юзаси қуйидагига тенг бўлади;

Иситиш юзасининг (F=47,4 м²) қийматига кўра, иситкичнинг диаметри 600 мм, трубалар сони 206 ва труба узунлиги L=3 м, трубанинг диаметри 25х2 мм бўлган бир йўлли ғилофсимон иссиқлик алмашиниш қурилмасини танлаб оламиз.
Штуцерлар диаметри ҳисоби
Штуцерлар диаметри умумий ҳолда қуйидаги формуладан топилади:


(14) [2.25 б]
бу ерда, V - ҳажмий сарф, м³/с
w - суюқлик, газ ёки буғ тезлиги, м/с.

Буғ учун штуцерлар диаметри ҳисоби:

бу ерда, V = 0,47 – буғнинг ҳажмий сарфи, м³/с;

w = 20 – буғнинг тезлиги, м/с.
Стандарт бўйича d = 200 мм деб оламиз.

Сут учун штуцер диаметри ҳисоби:

бу ерда, V = 0,008 - сутнинг ҳажмий сарфи, м³/с;
w = 0,5 - сутнинг тезлиги, м/с.
Стандарт бўйича d = 200 мм деб оламиз.


Гидравлик ҳисоби

Трубаларнинг гидравлик қаршилиги қуйидагича топилади [2.27 б]:

(15)

бу ерда, λ - ишқаланиш коэффициенти

L= 3 м - трубанинг узунлиги
Σξ_мқ - маҳаллий қаршилик суммаси
ρ - сутнинг зичлиги, кг/м3
ꞷ - сутнинг тезлиги, м/с

Ишқаланиш коэффициенти расм 1.5 [2.22 бет] дан топилади λ=0,030. Маҳаллий қаршилик суммаси қуйидагича топилади:

ξ₁ = 0,5 - трубага кириш

ξ₂ = 1,0 - трубадан чиқиш

Қуйидаги қийматларни ўрнига қўйиб, қуйидагини ҳосил қиламиз:

бу ерда: ρ = 920 кг/м³ - сутнинг зичлиги; w = 0,95 м/с - сутнинг тезлиги.