Microsoft Word atsetonni isitish uchun u-simon qobiq trubali issiqlik almashinish qurilmasini hisoblash va loyihalash

qurilmalarini xisoblash

G=14 t/soat, t₁=30^oC, t₂=100^oC, P=4,0 atm.

Echish:

Asetonning o’rtacha temperaturasi

^to’r ^{ tб}

• 
  t_ох
  

2

_ 30  100 _{ 650 С}

2

барда t_o’r=50-60⁰S dagi fizik-mexanik va issiqlik-diffuzion xossalari:

• 
  zichligi ₁ = 763 kg/m³;
  
• 
  solishtirma issiqlik si²imi s_r1 = 2954 J/(kgK);
  
• 
  issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti ₁ = 0,1745 Vt/(kgK);
  
• 
  kinematik qovushoqlik koeffitsienti ₁ = 0,91810^-6 m²/s;
  
• 
  xajmiy kengayshi koeffitsienti ₁ = 1,17510^-3 1/K;
  
• 
  Prandtl soni Pr_f1 = 11. Qurilmaning issiqlik yuklamasi:
  

Q  G₁

 c _p1

^t1ox

• 
  t_1б
  

  ¹⁴⁰⁰⁰  2954  95  25  672236.23 Vt

3600

o’rtacha temperaturalar farqini aniqlaymiz:

30⁰С

t_ка

t<sub>ки


</sub> 100 _

100

t_ka = 170 - 80= 95⁰S

t_ki = 80 - 20 = 40⁰S

1

o’rtacha temperaturalar farqi o’rtacha arifmetik temperatura

sifatida topiladi:

^to’r ^

100

 100

2

 100⁰ С

Truba devoridan asetonga issiqlik berish koeffitsientini ₁ = 140 Vt/(m²K) va suvdan devorga esa - ₂ = 415 Vt/(m²K) deb qabul qilib olamiz. Legirlangan X18N10T markali po’latdan tayyorlangan trubaning t_o’t = 100⁰S dagi issiqlik o’tkazish koeffitsientining taxlimiy qiymatini 2-2 jadvaldan 120 Vt/(m²K) deb tanlab olamiz [5,6]:

Issiqlik oqimining zichligi:

q_o = K ^. t_o’r = 120 ^. 100 = 12000 Vt/m²

Aseton xarakatlanayotgan bo’shliqdagi truba devorining temperaturasi

^tw1

 t₁

• 
  q₀
  

₁

 50 

12000

140

 135,7⁰ C

bu yerda ₁ = 140 Vt/m²K deb qabul qilamiz

Suv xarakatlanayotgan truba devorining temperaturasi

^tw2

 t_w1 

q₀



 135,7

_ 12000  0,002

50,7

 136,2 ^oS

Unda, yuqorida xisoblangan issiqlik yuklama uchun zarur yuzani topamiz:

F  ^Q K  t

_ 9723555,6 _{ 81.02 м 2}

120 100

Ushbu, ya’ni F=68,4 m² ga mos qobiq-trubali standart issiqlik almashinish qurilmasini 2-4 jadvaldan tanlaymiz [5,6]:

• 
  issiqlik almashinish yuzasi F = 81.02 m²;
  
• 
  qobiq diametri D = 800 mm;
  
• 
  truba diametri d = 25x2 mm;
  
• 
  trubalar soni n = 442
  
• 
  yo’llar soni z = 2
  
• 
  truba uzunligi l = 2 m;
  
• 
  trubalararo bo’shliqning eng tor ko’ndalang
  

kesimining yuzasi f_mt = 0,07 m²;

• 
  trubalararo bo’shliq bitta yo’li ko’ndalang
  

kesimining yuzasi f_tr = 0,077 m².

Asetonning o’rtacha massaviy tezligi:

₁ 

G₁

3600  A_П1  

_ 7000

3600  0,2854  763

 0,0089

m/s

bu yerda f_mt ni quyidagi formuladan xisoblab topsa xam bo’ladi

^АП1

_ D ²

4

• 
  n 
  

d ²

4

_ 3,14

 0,8²

4
 442

3,14

 0,025²

4

 0,2854 м ²

Etil spirtning xarakat rejimi Re ni aniqlash uchun trubalararo bo’shliqning ekvivalent diametrini topamiz:

_{d } ^{4 f} МТ


 _D 2

• 
  nd ²
  

_ 0,8²

 442 

0,025²

_ 0,3638

 0,0329 м

^э nd
1

442 

0,025

11,05

Aseton uchun Re soni:
_{Re } ₁  d_э

₁

_ 0,032  0,0329 _{ 1142,9}

0,918  10^6

Demak, etil spirtining xarakat rejimi – laminar, chunki Re_f1 = 1142,9<2300. Birinchi yaqinlashishda l/d_o = 2000/25 = 80, ya’ni l/d_v > 50, unda _l = 1.

Prandtl kriteriysini xisoblaymiz

Pr 

 _ c _ 3550  0,25  10^3

 5,44

a  0,163
Grasgof soni esa

Gr_{f 1}

gd ³

_э

 ₂

₁t_w1

 t₁  _

9,81  0,0329³

0,918  10^6 

 1,175  10^3 124,4  50  36180000

 ^Pr
0,33 0,42 0,1


Nu  0,15  Re  Pr  Gr ^

_0,25

f 1 _{ }

f 1 f 1 f 1

f 1 _{ Pr}

^w1 

 11
_0,25

 0,15  1143^0,33  5,44^0,42  36180000^0,1    

_ 5,44 _

 0,15  10,2  2,04  32  1,19  118,86

Truba devoridan etil spirtga issiqlik berish koeffitsienti:

_| Nu _{f 1}  ₁




1


d<sub>э

</sub> 118,86  0,1745 _{ 630,4}

0,0329

Вт м ²  К

Issiq suvning o’rtacha temperaturasini aniqlaymiz:

_{t } ^t2б ^{ t}2ох

2 ₂

_ 95  25 _{ 600 C} 2

Suvning temperaturasi t₂ = 60⁰C bo’lgan davrida uning asosiy parametralarini topamiz:

• 
  zichligi ₂ = 917 kg/m³;
  
• 
  solishtirma issiqlik koeffitsienti s_r2 = 4313 kJ/(kgK);
  
• 
  issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti ₂ = 0,684 Vt/(m²K);
  

• 
  kinematik qovushoqligi ₂ = 0,20310^-6 m²/s;
  

• 
  xajmiy kengayish koeffitsienti ₂ = 1,0310^-3 1/K;
  
• 
  Prandtl soni Pr_f1 = 1,17. Trubalardagi suvning sarfi:
  

G₂  _
Q


820555,6






_  4,76

kg/s

^Cp 2 ^t2б

• 
  ^t2ox
  

4313170  130

Truba kanallaridagi suvning o’rtacha massaviy tezligi:

 ₂ 

4G₂

d ²  n  
в

2

^{4  4,76}  0,0374

3,14  0,021²  442  917

m/s

Reynolьds soni

Re_{f 2
}  ₂  d <sub>э

</sub> 2

_ 0,0374  0,021 _{ 3869} 0,203  10^6

ya’ni, issiq suv o’tish rejimida xarakatlanmoqda Grasgof sonini xisoblaymiz:

Gr_{f 2}

^b  t

2



gd



3

₂ 2



w2

 t₂  

9,81 0,021³

0,203 10^6 2

1,03 10^3  150  60 

_ 9,81 9,26 10^6 _

0,04110^12

1,03 10

3 _

14,3 

28963931

Issiq suv oqimi uchun Nusselьt sonini topamiz:

^ Pr

_0,25

Nu  0,15  Re^0,33 Pr ^0,42  Gr ^0,1  ^{а 2 } 

f 2 f 2 f 2



f 2 _{ Pr}



ц 2 _

 1,17 0,25

 0,15  3869^0,33  1,17^0,42  32633931^0,1     13,68

_ 1,22 _
^{с } 4270  0,196  10^3

Pr<sub>w2

</sub> 2 2 _

₂

0,685

 1,22

Issiq suvning t_w2 = 136,2⁰C dagi parametrlari quyidagicha [5,6]:

₂ = 0,685 Vt/(mK) s₂ = 4270 J/(kgK)

₂ = 0,19610^-3

Issiq suvdan devorga issiqlik berish koeffitsientini xisoblaymiz:

_' Nu _{f 2}  ₂





² dв

_ 13,68  0,685 _{ 446,15}

0,021

Vt/(m²K)

Issiqlik o’tkazish koeffitsienti esa

K  ₁

'


1

1

_ ^ ст _

^ст

1 ^{ 1}

^' 630,4
2



1

_ 0,002 _

50,2

₁ 

446,15

 ¹ 

0,00158  0,0000398  0,00224

1


0,00386

 259,1

Вт м ²  К

Issiqlik almashinish yuzasi:
F 

9723555,6

235,96 100

 413.76 м ²

Aniqlovchi xisoblashlar asosida kelib chiqqan issiqlik almashinish yuzasiga mos standart qobiq-trubali issiqlik almashinish qurilmasi qaytadan 2-4 jadvaldan tanlanadi [5,6]:

• 
  issiqlik almashinish yuzasi F = 38 m²
  
• 
  qobiq diametri D = 600 mm
  
• 
  truba diametri d = 25x2 mm
  
• 
  trubalar soni n = 240
  
• 
  truba uzunligi l = 2,0 m
  
• 
  yo’llar soni z = 2
  
• 
  bo’shliqning eng tor ko’ndalang kesimning yuzasi f_mt = 0,040 m²
  
• 
  truba bitta yo’li ko’ndalang
  

kesimining yuzasi f_tr = 0,042 m²