Issiqlik almashinish jarayonlari va qurilmalari reja Umumiy tushunchalar Issiqlik o'tkazuvchanlik

8.3-§. Bug'Iarni kondensatsiyalash
Kimyoviy texnologiyada bug'larni suv yoki sovuq havo yordamida sovitish yo'li bilan kondensatsiyalash keng ishla­tiladi. Bug'larni kondensatsiyalashdan bug'latish, vakuum-quritish va boshqa jarayonlarda siyraklanish (yoki vakuum) hosil qilish uchun foydalaniladi. Kondensatsiyalanishi lozim bo'lgan bug'lar tegishli qurilmadan chiqarilib, kondensatorga beriladi. Kondensatorda bug' suv yoki havo yordamida kondensatsiyalanadi. Bug'ning kondensatsiyalanishidan hosil bo'lgan kondensatning hajmi bug'ning hajmiga nisbatan taxminan ming marta kichik, shu sababli kondensatorda siyraklanish paydo bo'ladi.
Kondensatorning ish hajmida, bug'ning kondensatsiya­lanishi bilan birgalikda, havo va kondensatsiyalanmaydigan gazlar yig'ilib qoladi. Natijada kondensatsiyalanmagan gazlarning parsial bosimi ortib boradi, bu narsa o'z navbatida qurilmadagi vakuumni kamaytiradi. Shu sababli vakuumning qiymatini ma'lum darajada ushlab turish uchun kondensator-dan kondensatsiyalanmay qolgan gazlarni uzluksiz ravishda so'rib olib turish kerak. Bu vazifa vakuum-nasos yordamida amalga oshiriladi.
Sovitish usuliga ko'ra aralashtiruvchi va yuzali konden-satorlar mavjud. Aralashtiruvchi kondensatorlarda bug' va sovituvchi suv o'zaro to'g'ridan-to'g'ri aralashadi, hosil bo'l-gan kondensat esa suv bilan qo'shilib ketadi. Agar konden-satsiyalanishi lozim boigan bug' qimmatbaho bo'lmasa, bunda jarayon aralashtiruvchi kondensatorlarda olib boriladi. Issiqlik almashinishini yaxshilash uchun sovituvchi suv sochib (purkab) beriladi, natijada suv va bug' o'rtasidagi kontakt yuza ortadi.
Qurilmadan suv, kondensat va kondensatsiyalanmay qolgan gazlarni chiqarish usuliga ko'ra ho'l va quruq ara­lashtiruvchi kondensatorlar bo'ladi. Xo'l kondensatorlardan suv, kondensat va gazlar bitta maxsus vakuum-nasos yordamida chiqarib tashlanadi. Quruq (yoki barometrik) kondensatorlardan suv va kondensat birgalikda o'z oqimi bilan chiqib ketadi, gazlar esa quruq vakuum-nasos yordamida so'rib olinadi.
Yuzali kondensatorlarda bug' va sovituvchi agent (suv yoki havo) o'rtasidagi issiqlik almashinish jarayoni devor orqali amalga oshiriladi. Bunday qurilmalarda bug'larning kondensatsiyalanishi sovitilib turiladigan quvurlarning tashqi yoki ichki yuzalarida yuz beradi. Hosil bo'lgan kondensat va sovituvchi agent qurilmadan alohida-alohida chiqariladi. Agar kondensat ishlab chiqarish ahamiyatiga ega bo'lsa, u qaytadan ishlatilishi mumkin.
Yuzali issiqlik almashinish qurilmasida boradigan qizdi-rilgan bug'ning kondensatsiyalanish jarayonini ko'rib chiqa-miz (8.7-rasm). Ushbu shaklda: D — kondensatorga kira-yotgan qizdirilgan bug'ning miqdori, kg/s; H — bug'ning entalpiyasi, J/kg; t_b — kirayotgan bug'ning harorati, K; t_lo._y — bug'ning to'yinish (kondensatsiyalanish) harorati, K; t_K — qurilmadan chiqayotgan kondensatornining harorati, K; C_b — qizdirilgan bug'ning issiqlik sig'imi, J/(kg-K); C_K — kondensatning issiqlik sig'imi, J/(kg ■ К); г — bug'ning kon-

densatsiyalanish issiqligi (suyuqlikning bug'lanish issiqligi), J/kg; W— sovitish uchun berilayotgan suvning miqdori, kg/s; t_sb — suvning boshlang'ich harorati, K; t_so — suvning oxirgi harorati, K; C_c — suvning solishtirma issiqlik sig'imi, J/(kg • K); Q_Y — atrof-muhitga sarflangan issiqlik, Vt.

Kondensasiyalanish jarayoni uchun (8.7-rasm) issiqlik balansi quyidagi tenglik bilan ifodalanadi:

Issiqlik almashinish shartiga ko'ra kondensatorning sovi­tuvchi yuzasi uchta zonaga boiinadi: qizdirilgan bug'ning sovitish zonasi, kondensatsiyalanish zonasi va kondensatni sovitish zonasi. Birinchi zonada issiqlik almashinishning tezligi past bo'lib, ikkinchi zonada esa bug'ning kondensatsiyalanishi oson kechadi. Shu sababdan har bir zona uchun sovitish yuzasini alohida aniqlashga to'g'ri keladi. Buning uchun har bir zonada sarflangan issiqlikning miqdorini va sovituvchi suvning oraliq haroratlari (t_si va t_n ) ni aniqlash zarur bo'ladi.
Har bir zonada sovitish yuzasi orqali berilgan issiqlik­ning miqdorlari quyidagi tengliklar yordamida aniqlanadi: qizdirilgan bug'ning sovitish zonasi uchun,

Kondensatordan so'rib olinadigan havoning miqdori empirik tenglamalar asosida aniqlanadi. Bunda 1 kg sovi­tuvchi suv o'zida 0,000025 kg havoni ushlaydi va kondensa-torning zichmas qismlari orqali kondensatsiyalanish lozim bo'lgan 1 kg bug'ga nisbatan o'rtacha 0,01 kg havo qo'shilib kiradi, deb qabul qilinadi.
Yuzali kondensatordan so'rib olinadigan havoning miqdori

Kondensatordan so'rib olinadigan havoning taxminiy hajmi kondensatsiyalanadigan bug'ning sarfiga ko'ra quyi­dagi tenglama yordamida aniqlanadi:

bu yerda, / — vakuum-nasosga kirayotgan havoning harorati (odatda /= 25° C); P — so'rib olinayotgan havoning bosi-mi, Pa; fi — tajriba koeffitsienti, bu koeffitsientning qiymati gazning bug'dagi miqdoriga bog'liq bo'lib, maxsus adabiyot-larda berilgan bo'ladi.
NAZORAT SAVOLLARI VA TOPSHIRIQLARI
1. Isituvchi va sovituvchi agentlar deb nimaga aytiladi. Ularga misollar keltiring.
2. Issiqlik tashuvchi agentlarni tanlashda ularning qanaqa xossalariga ahamiyat berish kerak?
3. Isituvchi agent sifatida suv bugining qo'llanilishi qanday afzalliklarga ega? Suv bugi yordamida isitish qaysi usullarda amalgam oshiriladi?
4. Yuqori haroratgacha isitish uchun qanaqa usullar qo'llaniladi?
5. Havo yordamida sovitishning qanday afzallik va kamchiliklari bor? Bunda qo'llaniladigan qurilmalarning konstruksiyalari va ishlash tamoyillarini tushuntiring.
6. Bug'larni kondensatsiyalash qanday maqsadlarda amalga oshi­ riladi? Kondensasiya jarayonining issiqlik balansi tenglamasini ifodalang va izohlang.