Issiqlik almashinish qurilmalarini hisoblash

Hisoblash qismi.

Mavzu: G’ilof-quvurli issiqlik almashinish qurilmalarini hisoblash.
Ikki suvli organik eritma orasida issiqlik almashinishi uchun g’ilof quvurli issiqlik almashinish qurilmasi hisoblansin va normallashgan qurilma tanlansin. Issiq eritmaning sarfi G₁=6 kg/s va u t₁ = 112,5°C dan t₂= 40°C, sarfi esa - G₂ = 21,8 kg/s.va t_2b =20°C Ikkala muhit korrozion aktiv va fizik kimyoviy xossalari suvnikiga yaqin. Issiq muhit o’rtacha t_o’rt = 76,3°C da quyidagi fizik- kimyoviy xossalarga ega:

ρ = 986 kg/m³;

λ = 0,662 Vt/(m-K);
μ = 0,00054 Pa-s;
C = 4190 J/(kgK).

1. 
   Issiqlik yuklamasini aniqlaymiz:
   

Vt

2. Temperaturasi past muhitning oxirgi temperaturasini issiqlik balansi tenglamasidan topamiz:

bu erda G₂ = 4180 J/(kgK) - sovuq eritma o’rtacha t_g=30°S dagi solishtirma issiqlik sig’imi. Ushbu temperaturada sovuq agentning fizik-kimyoviy xossalari:

r₂ = 996 kg/m³;

λ ₂=0,618 Vt/(m-K);
μ ₂ = 0,000804 Pa-s;

3. Issiqlik almashinish qurilmasining o’rta logarifmik temperaturalar farqini ushbu yo’l bilan aniqlaymiz:

4. Issiqlik almashinish qurilmasining taxminiy tanlovi. Qaysi bir muhitni quvur ichiga, qaysi birini quvurlararo bo’shliqqa yo’naltirish ularning temperaturasiga, bosimiga, korrozion faolligiga, sarfi, issiqlik almashinish yuzasini ifloslantirish va hokazolarga bog’liq.

Ko’rilayotgan ushbu misolda ko’ndalang kesimi kam bo’lgan quvur ichiga sarfi kichik muhitni, ya’ni issiq eritmani yuboramiz. Bu esa ikkala muhitning tezliklari va issiqlik berish koeffistientlarini ozgina bo’lsa xam tenglashtirishga imkoniyat beradi.
Natijada issiqlik o’tkazish koeffistienti ortadi. Sovuq muhitni quvurlararo bo’shliqqa yo’naltirilsa, qurilmaga issiqlik qoplama qilinmasa ham bo’ladi.
Quvurning ichida issiq muxit turg’un, turbulent rejimda harakat qilmoqda deb, unga mos taxminiy Reynolds soni Re_taq= 15000 deb qabul qilamiz.
Ma’lumki, issiqlik almashinish qurilmasida bunday rejimni tashkil etish uchun bir yo’lli qurilmadagi quvurlar soni quyidagicha topiladi:
quvur diametri d =20x2 mm bo’lsa,

diametri d=25x2 mm.

Ushbu misolda muhitlarning fizik-kimyoviy xossalari bir-biridan kam farq qilgani uchun 3 jadvaldan turbulent rejimga mos minimal issiqlik o’tkazish koeffistientini tanlab olamiz:

Bunda, taxminiy issiqlik almashinish yuzasi quyidagi son qiymatga teng bo’ladi:

4 jadvaldan ko’rinib turibdiki, ushbu R_tax=56,8 m² ga to’g’ri keladigan issiqlik almashinish qurilma g’ilof ining diametri 600-800 mm dir. Shunga alohida e’tibor berish kerakki, faqat ko’p yo’lli 2 = 4 yoki 6 bo’lgan issiqlik almashinish qurilmalaridagina p/g parametri 50 ga yaqindir.

Ko’p yo’lli issiqlik almashinish qurilmalarida o’rtacha temperaturalar farqi bir yo’lliklarnikiga qaraganda birmuncha kam. Bunga sabab, issiqlik tashuvchi agentlarning o’zaro aralash harakatidir. Shuning uchun o’rtacha temperaturalar farqi uchun tuzatma qiymatini quyidagicha topamiz:

Taxminiy issiqlik almashinish yuzasi hisoblab topilgan tuzatma qiymati bilan quyidagiga teng bo’ladi:

Endi, quyidagi variantlarni aniqlovchi hisoblash maqsadga muvofiqdir.

1 K: D = 600 mm; d = 25 x 2 mm; z = 4; n/z = 206/4 = 57,5;
2 K: D = 600 mm; d - 20 x 2 mm; z = 6; p/z = 316/6 = 52,7;
3 K: D = 800 mm; d = 25 x 2 mm; z - 6; p/z = 384/6 = 64,0;

5. Issiqlik o’tkazish yuzasini aniqlovchi hisobi.