Mavzu: Issiqlik almashinish jarayonlarini modellashtirish. Ish


Download 2.16 Mb.
bet6/8
Sana17.10.2023
Hajmi2.16 Mb.
#1705438
1   2   3   4   5   6   7   8
Bog'liq
kurss 2 (1)

TEXNOLOGIKHISOB
Issiqlik almashinish apparati hisobi uchun berilgan qiymatlar:

  1. Jarayonning davomiyligi o’rnatilgan rejimga chiqish vaqti bilan belgilanadi;

  2. Issiqlik almashtirgichning kirish qismida isitiladigan muhitning sarfi funksiyasi

π‘˜π‘”):
(

𝑠
𝜏
𝐺 (𝜏) = {𝜏0.25 + 𝑒1400 + 40, 𝜏 < 4500
π‘₯
36, 𝜏 > 4500

  1. Isitiladigan aralashmaning boshlangΚ»ich temperaturasi 𝑑π‘₯𝑛 va bu isitadigan agent harorati (issiq issiqlik tashuvchi) 𝑑𝑔𝑛:

𝑑π‘₯𝑛 = 21 ℃
𝑑𝑔𝑛 = 114 ℃

  1. Isituvchi agentning issiqlik-fizik xususiyatlari: zichlik πœŒπ‘”, issiqlik oΚ»tkazuvchanlik πœ†π‘”, dinamik qovushqoqlik πœ‡π‘”, solishtirma issiqlik sigΚ»imi 𝑐𝑔:

π‘˜π‘”
πœŒπ‘” = 986 π‘š3

π‘Š
πœ†π‘” = 0.662 π‘š βˆ™ 𝐾
πœ‡π‘” = 0.00054 π‘ƒπ‘Ž βˆ™ 𝑠

𝐽
𝑐𝑔 = 4190 π‘˜π‘” βˆ™ 𝐾

  1. Isitiladigan aralashmaning issiqlik-fizik xususiyatlari: zichlik 𝜌π‘₯, issiqlik oΚ»tkazuvchanlik πœ†π‘₯, dinamik qovushqoqlik πœ‡π‘₯, solishtirma issiqlik sigΚ»imi 𝑐π‘₯:

π‘˜π‘”
𝜌π‘₯ = 4190 π‘š3

π‘Š
πœ†π‘₯ = 0.618 π‘š βˆ™ 𝐾
πœ‡π‘₯ = 0.000804 π‘ƒπ‘Ž βˆ™ 𝑠

𝐽
𝑐π‘₯ = 4180 π‘˜π‘” βˆ™ 𝐾

  1. Issiqlik almashinish qurilmasi parametrlari: kojux diametri 𝐷, quvur diametri

𝑑𝑑, qadamlar soni 𝑧, quvurlar soni 𝑛, quvur uzunligi 𝐿, issiqlik almashinish yuzasi
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















15

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana




𝐹, boΚ»limlar orasidagi oqim tasavvurlar maydoni 𝑠𝑝, quvurlararo bir xod koΚ»ndalang kesim yuzasi 𝑠𝑑:
𝐷 = 800 π‘šπ‘š
𝑑𝑑 = 20 Γ— 2 π‘šπ‘š
𝑧 = 6
𝑛 = 614
𝐿 = 3 π‘š
𝐹 = 110 π‘š2
𝑠𝑝 = 0.04 π‘š2
𝑠𝑑 = 0.007 π‘š2

  1. Quvur boΚ»shligΚ»ida suyuqlik oqimi rejimini aniqlash uchun quyidagi ifoda ishlatiladi:

4𝐺𝑔
𝑅𝑒𝑔 =

πœ‹π‘‘π‘–π‘β„Ž. 𝑛 πœ‡
𝑑 𝑧 𝑔

  1. Quvurlararo boΚ»shliqda suyuqlik oqimi rejimini aniqlash uchun ifoda ishlatiladi:

𝐺π‘₯π‘‘π‘‘π‘Žπ‘ β„Ž.
𝑅𝑒 = 𝑑
π‘₯ π‘ π‘πœ‡π‘₯

  1. Dasturiy qism uchun kerakli parametrlar:

𝑑1 = 16.7 𝑠
𝑑2 = 34 𝑠
Feedforward Gain-1: 1.2
Feedforward Gain-2: 25
Disturbance Gain: 32
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















16

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana




Issiqlik almashinish apparatini hisoblashda, avvalo, apparatning taxminiy issiqlik almashinish yuzasini topamiz va shunga binoan apparat konstruktiv parametrlarini tanlab olamiz. So’ngra, ko’p yo’lli issiqlik almashinish apparati uchun haroratning o’rtacha farqini hisoblaymiz. Va ninoyat, issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsiyenti π‘˜ ning qiymatini hisoblaymiz va tanlagan qurilmamiz yuzasi zaxirasini oxirgi chiqqan natija orqali hisoblab olamiz.
Issiqlik almashinish apparatining taxminiy yuzasini hisoblash ketma-ketligi:
1. Berilganlardan foydalanib, temperaturalar farqining oΚ»rtacha qiymatini topib olamiz:
45 ℃ ← 114 ℃
21 ℃ β†’ 45 ℃
βˆ†π‘‘π‘˜π‘Ž. = 𝑑𝑔𝑛 βˆ’ 𝑑π‘₯π‘˜ = 114 ℃ βˆ’ 45 ℃ = 69 ℃
βˆ†π‘‘π‘˜π‘–. = π‘‘π‘”π‘˜ βˆ’ 𝑑π‘₯𝑛 = 45 ℃ βˆ’ 21 ℃ = 24 ℃
βˆ†π‘‘π‘˜π‘Ž. 69 ℃

= = 2.875 > 2

βˆ†π‘‘π‘˜π‘–. 24 ℃
βˆ†tπ‘˜π‘Ž. βˆ’ βˆ†tπ‘˜π‘–. 69 ℃ βˆ’ 24 ℃
βˆ†π‘‘π‘œΚ»π‘Ÿπ‘‘. = βˆ†tπ‘˜π‘Ž. = 69 ℃ = 42 ℃

2.3 lg βˆ†tπ‘˜π‘–. 2.3 lg 24 ℃

  1. Sovuq agentning oΚ»rtacha temperaturasi:

𝑑π‘₯𝑛 + 𝑑π‘₯π‘˜ 21 ℃ + 45 ℃
𝑑2 = 2 = 2 = 33 ℃

  1. Qurilma stabil holatga kelganda sovuq agentni isitishga sarflanadigan issiqlik miqdori:

π‘˜π‘” 𝐽
𝑄 = 𝐺π‘₯𝑐π‘₯(𝑑π‘₯π‘˜ βˆ’ 𝑑π‘₯𝑛) = 36 𝑠 βˆ™ 4180 π‘˜π‘” βˆ™ 𝐾 (45 ℃ βˆ’ 21 ℃) = 3611520 π‘Š
= 3611.52 π‘˜π‘Š

  1. Isituvchi moddaning sarfi:

𝑄 3611.52 π‘˜π‘Š π‘˜π‘”
𝐺𝑔 = = = 12.5

𝑐𝑔(𝑑𝑔𝑛 βˆ’ π‘‘π‘”π‘˜) 4190 𝐽 (114 ℃ βˆ’ 45 ℃) 𝑠

π‘˜π‘” βˆ™ 𝐾

  1. Issiqlik almashinish qurilmasining taxminiy tanlovi. Qaysi issiqlik tashuvchisini quvur bo'shlig'iga yo'naltirish to'g'risida qaror uning harorati, bosimi, korroziyligi, issiqlik almashinuvi yuzalarini ifloslantirish qobiliyati, oqim tezligi va boshqalar bilan belgilanadi. Ushbu misolda, kichikroq oqim maydoni bo'lgan quvur bo'shlig'iga (parametrlar XI 2.3-jadvaldagi ko'p yo'nalishli issiqlik almashinish
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















17

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana




qurilmalari) issiqlik tashuvchisini quyi oqim tezligida yuborish tavsiya etiladi, ya'ni issiq eritma. Bu issiqlik tashuvchilarning harakat tezligini va mos keladigan issiqlik uzatish koeffitsientlarini tenglashtirishga imkon beradi, bu esa issiqlik uzatish koeffitsientini oshiradi. Bundan tashqari, sovuq suyuqlik oqimini halqa ichiga yo'naltirish orqali issiqlik almashtirgich qobig'ining issiqlik izolatsiyasidan voz kechish mumkin.
Ushbu misolda issiqlik tashuvchilarning xususiyatlari suvning xususiyatlaridan unchalik farq qilmagani uchun biz turbulent oqimga mos keladigan issiqlik uzatish koeffitsientining minimal taxminiy qiymatini olamiz (XI 2.1-jadvalga): π‘˜π‘‘π‘Žπ‘₯. =
800 π‘Š Bunday holda, issiqlik almashinuvi yuzasining taxminiy qiymati:

π‘š2βˆ™πΎ
𝑄 3611.52 π‘˜π‘Š
πΉπ‘‘π‘Žπ‘₯. = = = 107.5 π‘š2

π‘˜π‘‘π‘Žπ‘₯.βˆ†π‘‘π‘œΚ»rt. 800 π‘Š βˆ™ 42 ℃

π‘š2 βˆ™ 𝐾
XI 2.3 jadvaldan ko'rinib turibdiki, yuzasi yaqin bo'lgan issiqlik almashinish apparatlari korpusining diametri 500-800 mm. Bunday holda, faqat harakat soni 4
yoki 6 bo'lgan ko'p yo'nalishli qurilmalar 200 ga yaqin 𝑛 nisbatlariga ega.

𝑧
Ushbu jadvaldan yuza qiymati yaqin bo’lgan 𝐹𝑑. = 116 π‘š2 issiqlik almashinish qurilmasi konstruktiv parametrlari:
Quvurlar orasidagi yuza: 𝑠𝑝 = 0.07 π‘š2
Quvur uzunligi: 3 π‘š
Korjux diametri: 𝐷 = 800 π‘šπ‘š
Quvur diametri: 20 Γ— 2 π‘šπ‘š
Quvurlar soni: 618
Quvur yo’nalishlari soni: 6
Har bir yo’nalishdagi quvurlar soni: 103
O’rtacha haroratlar farqini topish:
1. Ko'p yo'lli issiqlik almashinish qurilmalarilarda issiqlik tashuvchilar harakatining o'zaro yo'nalishi aralash yuzaga kelganligi sababli, o'rtacha harakatlantiruvchi kuch bir yo'lli issiqlik almashinish qurilmalariga qaraganda bir oz kamroq. O'rtacha logarifmik harorat farqi uchun tuzatish (1.5b) tenglama bilan aniqlanadi:
π‘‘π‘”π‘˜ βˆ’ 𝑑𝑔𝑛 45 ℃ βˆ’ 114 ℃
𝑃 = 𝑑 βˆ’ 𝑑 = 21 ℃ βˆ’ 114 ℃ = 0.74

π‘₯𝑛 𝑔𝑛
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















18

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana




𝑑π‘₯𝑛 βˆ’ 𝑑π‘₯π‘˜ 21 ℃ βˆ’ 45 ℃
𝑅 = = = 0.34

π‘‘π‘”π‘˜ βˆ’ 𝑑𝑔𝑛 45 ℃ βˆ’ 114 ℃
πœ‚ = βˆšπ‘…2 + 1 = √0.342 + 1 = 1.05 1 βˆ’ 𝑅 1 βˆ’ 0.34
𝛿 = 1 βˆ’ 𝑃 = 1 βˆ’ 0.74 = 0.62

ln 1 βˆ’ 𝑅𝑃 ln 1 βˆ’ 0.34 βˆ™ 0.74
πœ‚ 1.05
πœ€βˆ†π‘‘ = 2 βˆ’ 𝑃(1 + 𝑅 βˆ’ πœ‚) = 2 βˆ’ 0.74(1 + 0.34 βˆ’ 1.05) = 0.82

𝛿 ln 2 βˆ’ 𝑃(1 + 𝑅 + πœ‚) 0.62 ln 2 βˆ’ 0.74(1 + 0.34 + 1.05)

  1. Haroratning o’rtacha farqini qaytadan hisoblaymiz:

βˆ†π‘‘π‘œΚ»rt. = βˆ†π‘‘π‘œΚ»rt.πœ€βˆ†π‘‘ = 42 ℃ βˆ™ 0.82 = 34.44 ℃

  1. Qayta tuzatish kiritilgandan keyin issiqlik almashinish yuzasining taxminiy qiymati quyidagicha:

𝑄 3611.52 π‘˜π‘Š
πΉπ‘‘π‘Žπ‘₯. = = = 131 π‘š2

π‘˜π‘‘π‘Žπ‘₯.βˆ†π‘‘π‘œΚ»rt. 800 π‘Š βˆ™ 34.44 ℃

π‘š2 βˆ™ 𝐾
π‘˜ ning qiymatini topish uchun ishlar ketma-ketligi:

    1. Quvur bo’shlig’idagi reynolds soni:

4𝐺 4 βˆ™ 12.5 π‘˜π‘”
𝑅𝑒 = 𝑔 = 𝑠 = 17884

πœ‹π‘‘π‘–π‘β„Ž. 𝑛 πœ‡ πœ‹ βˆ™ 103 βˆ™ 0.016 βˆ™ 0.00054 π‘ƒπ‘Ž βˆ™ 𝑠
𝑔
𝑑 𝑧 𝑔

𝐽
π‘π‘”πœ‡π‘” 4190 π‘˜π‘” βˆ™ 𝐾 βˆ™ 0.00054 π‘ƒπ‘Ž βˆ™ 𝑠
π‘ƒπ‘Ÿπ‘” = πœ† = = 3.4

𝑔 0.662 π‘Š

π‘š βˆ™ 𝐾

    1. Quvur ichidagi suyuqlikning issiqlik berish koeffitsiyenti quyidagicha bo’ladi:

πœ†π‘” πœ†π‘” π‘ƒπ‘Ÿπ‘” 0.25
𝛼𝑔 = 𝑁𝑒 = 0.023 𝑅𝑒0.8π‘ƒπ‘Ÿ0.4 ( )

π‘‘π‘–π‘β„Ž. π‘‘π‘–π‘β„Ž. 𝑔 𝑔 π‘ƒπ‘Ÿπ‘₯
𝑑 𝑑

0.662 π‘Š π‘Š
= 0.023 βˆ™ π‘š βˆ™ 𝐾 βˆ™ 178840.8 βˆ™ 3.40.4 = 3917
0.016 π‘š π‘š2 βˆ™ 𝐾
Bu yerda π‘ƒπ‘Ÿπ‘” 0.25 ni qisqartirib yuborsak hambo’ladi, chunki haroratlar farqi
( )
π‘ƒπ‘Ÿπ‘₯
unchalik katta emas (βˆ†π‘‘π‘œΚ»rt. = 34.44 ℃).
3. Quvurlar orasidagi yuza 𝑠𝑝 = 0.07 π‘š2, shunda:
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















19

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana




𝐺 π‘‘π‘‘π‘Žπ‘ β„Ž. 36 π‘˜π‘” βˆ™ 0.02 π‘š
𝑅𝑒 = π‘₯ 𝑑 = 𝑠 = 12793
π‘₯ π‘ π‘πœ‡π‘₯ 0.07 π‘š2 βˆ™ 0.000804 π‘ƒπ‘Ž βˆ™ 𝑠
𝐽
𝑐π‘₯πœ‡π‘₯ 4180 π‘˜π‘” βˆ™ 𝐾 βˆ™ 0.000804 π‘ƒπ‘Ž βˆ™ 𝑠
π‘ƒπ‘Ÿπ‘₯ = πœ† = = 5.43

π‘₯ 0.618 π‘Š

π‘š βˆ™ 𝐾
4. Quvurlar orasidagi harakatlanayotgan suyuqlikning issiqlik berish koeffitsiyenti;
πœ†π‘₯ πœ†π‘₯ π‘ƒπ‘Ÿπ‘” 0.25
𝛼π‘₯ = π‘‘π‘Ž. 𝑁𝑒 = 0.24 π‘‘π‘Ž. 𝑅𝑒0.6π‘ƒπ‘Ÿ0.36 ( )

𝑑 𝑑 π‘₯ π‘₯ π‘ƒπ‘Ÿπ‘₯
𝑑 𝑑

0.618 π‘Š π‘Š
= 0.24 βˆ™ π‘š βˆ™ 𝐾 βˆ™ 127930.6 βˆ™ 5.430.36 = 3970
0.02 π‘š π‘š2 βˆ™ 𝐾

  1. Ikkala aralashma ham suvga yaqin xossalarga ega bo’lganligi uchun termik ifloslanishga qarshiligi bir xil va π‘Ÿ = π‘Ÿ = 1 π‘Š . Ushbu suyuqliklarning

𝑔 π‘₯ 5800 π‘š2βˆ™πΎ
korroziv faolligini hisobga olgan holda, quvur materiali sifatida zanglamaydigan po'latni tanlash Maqsadga muvofiq. Zanglamaydigan po'latning issiqlik
o'tkazuvchanligi πœ† = 17.5 π‘Š .

𝑠𝑑 π‘šβˆ™πΎ
Devor va aralashmalarning termik qarshiliklari yig’indisi:

𝛿 𝛿 0.002 π‘š 1 π‘Š 1 π‘Š
βˆ‘ πœ† = πœ† + π‘Ÿπ‘” + π‘Ÿπ‘₯ = π‘Š + 5800 π‘š2 βˆ™ 𝐾 + 5800 π‘š2 βˆ™ 𝐾

𝑠𝑑 17.5 π‘š βˆ™ 𝐾

π‘š2 βˆ™ 𝐾
= 0.0005

π‘Š

  1. Issiqlik almashish qurilmasining issiqlik o’tkazish koeffitsiyenti:

1 1
π‘˜ = 1 𝛿 1 = 1 π‘š2 βˆ™ 𝐾 1

𝛼𝑔 + βˆ‘ πœ† + 𝛼π‘₯ π‘Š + 0.0005 π‘Š + π‘Š

3917 π‘š2 βˆ™ 𝐾 3970 π‘š2 βˆ™ 𝐾
π‘Š
= 992

π‘š2 βˆ™ 𝐾
Zarur bo’lgan issiqlik almashinish yuzasi:
𝑄 3611.52 π‘˜π‘Š
𝐹 = = = 105.7 π‘š2

π‘˜βˆ†π‘‘π‘œΚ»rt. 992 π‘Š βˆ™ 34.44 ℃

π‘š2 βˆ™ 𝐾
Apparatdagi zaxiraviy yuza quyidagicha hisoblanadi:
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















20

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana




𝐹𝑑. βˆ’ 𝐹 116 π‘š2 βˆ’ 105.7 π‘š2
βˆ†= 100 % = βˆ™ 100 % = 9.7 %

𝐹 105.7 π‘š2
















5311000-TJA KURS LOYIHASI

Varaq
















21

OΚ»zg.

Varaq

Hujjat β„–

Imzo

Sana







Download 2.16 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling