O 'z b e k is t o n respublikasi oliy va 0 ‘rta maxsuc ta’lim vazirligi r. A. Z o h id o V
Download 30.82 Kb. Pdf ko'rish
|
|
Nazorat savollari 1.Bug‘ turbina qurilmalarini izohlab bering. 2. Renkin siklining P-V va T-s diagrammasini sharhlab bering. 3. Renkin sikli FlKning ifodasini yozib bering. 4.Bug‘ni oraliq qizdirish chizmasini chizing. 5.Suvni regenerativ isitish chizmasini chizib bering. 6.Nima uchun bug'ni oraliq qizdirish va suvni isitish ishlatiladi? 67 VIII BOB. NAM HAVO 3 1 -§. Asosiy tushunchalar Atm osfera havosining tarkibida m a ’lum m iqdorda suv b u g‘lari b o ‘ladi. Q uruq havo bilan suv bug‘larining aralashm asi nam havo deb ataladi. N a m havo asosan ventilyatsiya sistem alarid a, havoni m o “ tad illa sh ( k o n d i t s i o n e r ) , so v itish q u rilm a la rid a va m a te r ia lla r n i q u r itis h jarayonlarida uchraydi. Suv bilan t a ’m inlash m anbalaridan uzoqda joylashgan issiqlik elek tr stansiyalarida, suvni texnikaviy sovitish jarayonlarida ham nam havoning xossalari katta aham iyatga ega. N am h avo gazlar aralashm asining xususiy hollaridan biridir. D a lto n konuniga asosan, gazlar aralashm asidagi h a r bir gaz o ‘zini shu aralashm a haroratida, aralashm aning butun hajm ini egallagandek tutadi, b osh qach a qilib a y tg an d a , gazlar aralash m asidagi g azlarn in g parsial bosim lari yigindisi, shu aralashm aning um um iy bosim iga teng. Q uruq havoning parsial bosim ini — p hmo bilan, suv b u g 'in in g parsial bosim ini - p b va aralashm aning bosim ini p — bilan belgilasak, D alton konunini quyidagicha yozamiz: P=Plm,o+Pb (103) O datda n am havoning bosim i atm osfera bosim i ( В ) ga ten g b o 'lg an i uchun quyidagini yozish m um kin: В = Р„аш + Рь ( l0 4 ) H avo aralashm asidagi suv b u g 'i qanchalik k o 'p bo 'lsa, aralashm ad a suv b u g 'in in g parsial bosim i shunchalik yuqori bo 'ladi. N a m havodagi suv b u g 'in in g parsial bosim i k attalik p s , p nam hav o n in g m a z k u r haroratdagi to 'y in ish bosim idan yuqori b o 'la olm aydi, ya’ni Pb^Ps <105) b o 'lsa, nam havo to'y in m ag an , Pb < p s b o 'lgan nam havo to 'y in g a n nam havo deb ataladi. A gar to 'y in m a g a n havoni o 'zg arm as bosim da sovutsak, sh u n d ay haro rat hosil bo'ladiki, bunda bug' to 'y in a boshlaydi. Bu h aro rat — nam havoning shudring nuqtasi h arorati deb ataladi (t^). Agar havo shudring nuqtasidan past haroratgacha sovitilsa, bug' kondensatsiyalana boshlaydi va tu m a n hosil b o 'lib , havo o 'ta to 'y in g an holatni oladi. N a m havoning asosiy te rm o d in a m ik xarakteristikalariga quyidagilar kiradi: absolyut nam lik, nisbiy nam lik, zichlik, gaz doim iysi, nam saqlam i va entalpiya. 68 3 2 - § . N a m h a v o n in g te rm o d in a m ik p a r a m e t r l a r i Absolut namlik — m a’lum harakatdagi 1 m 3 nam havodagi suv bug'ining massasiga ten g kattalikdir (k g /m 3 yoki g /m 3). N am hav o n i tavsiflashda qulay bo'lishi va issiqlik-texnik hisoblarni osonlashtirish m aqsadida nisbiy nam lik tu sh u n ch asid an foydalaniladi. Nisbiy nam lik deb, nam havodagi suv bug'i parsial b osim in in g suv b u g'inin g m azk u r haroratdagi to 'y in ish bosim iga nisbatiga aytiladi: yoki P c > ----- (106) P s m % (107) P s N isbiy n am lik (cp) foiz hisobida ifodalanadi. 0 b o 'lg an i u ch u n 0 < cp < 100 % b o 'lad i. A g a rj = 0 — quruq havo; cp=l yoki ф=100% — to 'y in g an havo, cp A gar nam havodagi suv bu g 'i ideal gaz holat tenglam asiga b o 'y su n a d i deb qaralsa, u holda P > V b = W (108) p sv" = RbT (109) yoki dem ak, Pr, v — = — (110) P s Vo Pr, v p 5 p 6 — = — = ~T = — (111) P s Vu P P s m P " Pf> — = — (112) P s P s N a m h a v o n in g n a m sa q la m i d e b , n a m h a v o ta rk ib id a g i b u g ' m assasining q u ru q havo massasiga nisbatiga aytiladi: j _ m o _ Pa a - — - — (113) « I Px N a m saq lam i ( d) g /k g da hisoblanadi. N a m saqlam i quyidagi ifodalar y o rdam ida h a m aniqlanadi: 69 j - n P« ° ’6 2 2 Pf, a - 0 , 6 2 2 ------------- = ----------------- ( 1 1 4 ) P - Pr, Plum, N am havo atm osfera bosim ida bo 'ladigan hoi u ch un , esa d = 0,622—~ (n 5 ) B - P n N am hav o n in g zichligi q u ru q havo va suv b u g ‘i z ic h lik la rin in g yig‘indisiga teng bo'ladi: P = P* + P* ( 1 1 6 ) p = ~ r t ’ p = PiPd + р * г* (117) N am havoning gaz doim iysi quyidagiga teng: p _ 8314,2 K ~ ~ ( 118 ) Hop N am havoning entalpiyasi quruq havo va suv bug'i entalp iy alarin ing yig'indisiga teng: h = h x +h b (119) 3 3 -§ . Nam havoning h-d diagrammasi N a m h avo p a ra m e trla rin in g grafik usulini 1918 -y ild a p ro fe sso r A .K .R am zin tak lif etgan h - d diagram m adan foydalanib aniqlash a n c h a qulaydir. Bu d iagram m ada ordinata o 'qlariga h, kJ/kg entalpiya, abtsissa o 'q i bo'ylab nam lik saqlam i - J , g/kg. quruq havo kattaliklari q o'yib chiqilgan. Turli chiziqlarni qulay joylashtirish m aqsadida koordinata o 'q lari 135°C ostida joylashtiriladi. S hunday qilib, nam lik saqlam i d c h iz iq la ri vertikal b o 'lib , en talp iy a ch iziq lari esa, h - qiya to 'g 'r i c h iz iq la r b o 'la d i. D iagram m ada quyidagi chiziqlar mavjud: 1) o 'zgarm as entalpiya chizig'i (izoentalpiya) — (o rd in ata o 'q ig a 45° b urchak ostida joylashgan to 'g 'ri chiziq) h = const. 2) nam lik saqlam i chizig'i — d= con st — abtsissa o 'q ig a parallel. 3) t = const — to 'g 'ri chizig'i. 4) ф = const. 5) pp — chizig'i - havodagi suv bug'ining parsial bosim ini aniqlashga im kon beradi. 70 Masala. 60. h - d d iagram m ad an foydalanib haro rati 50 "C va nisbiy nam ligi 70 % b o ‘lg an n am havoning entalpiyasi, n am lik saqlam i, parsial bosim i va shudring nuqtasini toping. Yechish: f=50"C va cp=70% orqali diagram m ada 1 n uq tani belgilaymiz. 1 nuqta berilgan havoning holatini aniqlaydi. Bu n u q ta d a n / = const chizig'iga parallel chiziq o ‘tkazib, entalpiyasi h = 201 k J/k g havoga teng ekanligini aniqlaym iz. 1 n u q tad an d = const ga vertikal tu sh irib , nam lik saqlam i — d = 60 g /k g , parsial bosim chizig‘i bilan kesishgan n uq tad a p = 0,087 bar, ф =100 % egri chizig'i bilan kesishgan n u q ta d a n shudring nuqtasini t = 42nC ni topam iz (11.1 — rasm ). D em ak , javob: h=201 k J / kg; d = 60 g/kg; r - = 0,087 bar; t = 42°C. 71 1. H arorat t= 6 0 nC va barom etrik bosim B=745 m m .sim .ust., nisbiy namligi cp=60% bo'lgan havoning nam saqlam ini aniqlang. N am saqlam i quyidagi ifodadan aniqlanadi: d = < ± P k _ Pb Nisbiy nam lik esa Ф ~ ^ bun d an Ph= ф P, P =0,2031 at. Pb= 0 ,6 -0 ,2 0 3 1=0,0219 at. 0 ‘ta qizigan bug‘ u chun jadvaldan t= 60"C , P = 0 ,1219 at da V = 12,83 m 3/k g ni aniqlaym iz. Bunda: Р й = 7 = 1 1 8 3 = 0 '07 8 к в/т’ H avoning parsial bosim i: P1= P - P b= 7 4 5 /7 3 5 ,6 -0 ,1219=1,0128-0,1219= 0,8909 at. PH _ 0,874-IQ5 _ 0 9 И 3 Ph RT 287(273 + 60) ’ g/m 0 078 d = 0 9 1 4 = 0?0853 kg/kg.q.h.= 85,3 g/kg.q.h. d ning qiym atini boshqa ifodadan ham topsa bo'ladi: 622 • — = 622 ■ = 85,1 g/kg q h d B - P r> 0,8979 g/Kgq-11- Nazorat savollari 7. Nam havo deb nimaga aytiladi? 2. Nam havoning asosiy xarakteristikalarini izohlab bering. 3. Nisbiy namlik deb nimaga aytiladi? 4. Nam saqlamining mazmuni nimani ifodalaydi? 5. Nam havoning aralashma deb aytsa bo'ladimi? 6. Nam havoning h-d diagrammasida qanday chiziqlar chizilgan? 7. h-d diagrammada qizitilish va sovitilish holatlarini chizib ko'rsating. 7 2 IX BOB. K OM PRESSOR 34-§. Komprcssorlar va ularning turlari K o m p r e s s o r l a r t u r l i g a z la r n i s iq is h u c h u n x i z m a t q i l a d i . K om pressorlarda olinadigan siqilgan havo texnikaning turli so halarida keng q o 'lla n ila d i. M a sa la n , siqilgan h av oda ish lo v ch i b o lg 'a la rd a ; m etallurgiya sanoatida: o 'c h o q la rg a havo purkashda; m etallarga katta b o sim o s tid a q u rilis h d a : p a rd o z la s h is h la rin i b a ja r is h d a , m e ta ll quym alarning sirtini qum li oqim bilan tozalashda va h.k. U larp o rsh en li, rotatsion, m arkazdan qochm a va o'qli kom pressorlarga b o 'lin ad i. P orsh enli k o m p ressorlar. Bir p o g 'o n a li porsh enli k o m p resso rn in g chizm asini k o 'rib chiqam iz. (28-rasm ). P orshen pastga h arakatlangan da silindrdagi bosim atm osfera bosim iga nisbatan kam ayib k etad i, natijada atm osfera bosim ining k u chi tufayli so 'rish klapani (2) ochilib, silindr havo bilan to 'la d i. P o rsh en qayta yuqoriga qarab h arak atlan g a n d a silindrdagi havo atm o sfera bosim iga nisbatan k atta bosim bilan siqiladi, natijada so 'rish klapani (2) yopilib, tashqi havoning silin d r bilan aloqasi uziladi. P orshenning yuqoriga qarab harakatlanishi davom etadi va silindrda havo haydash klapani va haydash quvuridagi siqilgan havo qarshiligini yengguniga q a d a r siqiladi. Shu daqiqada haydash klapani ochilib, siqilgan havo porshen yordam ida resiver (4) ga kelib tushadi. Bir pog'onali kom pressorning P-V koordinatadagi grafigi (28,b-rasm )ni k o 'rib chiqam iz. b f £ 28-rasm. Bir pog'onali porshenli kompressor 73 АВ — so'rish jarayoni, ВС — siqish jarayoni, C D — haydash jarayoni. Siqish chizig'i havodan olib ketilayotgan issiqlik m iqdoriga k o 'ra BC — izoterm ik, BC2 — adiabiatik va BC, — politropik b o'lishi m um kin. Siqish jaray o n id a havoni sovitish suv orqali am alga oshiriladi. S o'rish hajm i V ning silindrning ishchi hajm i Vn ga b o 'lg an nisbati kom pressor p og'onasining hajm iy F IK deyiladi. bunda ст = у — siqilib ulgurm agan havoning nisbiy hajm i; П Vo va V n - silindrning zararli va ishchi hajm lari; X — bosim ni ortish darajasi; ц — politropa ko'rsatkichi. Bosim ni ortish darajasi deb, kom pressor p o g 'o n a sid a chiqishdagi bosim ning p o g 'o n ag a kirishoagi bosim ga nisbatiga aytiladi: B ir p o g 'o n a li p o rsh e n li k o m p resso rn in g h aq iq iy ish chi ja ra y o n i in d ik ato r diagram m a k o 'rin ish id a berilgan va u nazariysidan asosan so 'ru v c h i v a ch iq arib y u b o ru v c h i k lap an la rd ag i y o 'q o lis h la r b ila n farqlanadi. K om pressorning haqiqiy uzatishi V ning nazariy uzatish Vn ga b o 'lg an nisbati uzatish koeffitsienti deyiladi. K o m p re s so rn in g n a z a riy u z a tis h i (m 3/s e k ) q u y id a g i ifo d a d a n aniqlanadi: ( 120 ) ( 121 ) Л у = у H ( 122 ) (1 2 3 ) bunda: D — silindrning diam etri, m; S — p o rshenning yurishi, m; n — valning aylanish teb ran ish i, ayl/sek. 74 K om pressorning uzatish koeffitsienti quyidagi ifodadan aniqlanishi m um kin: Лу = Плу1 Л -n, 'П.*, b u n d a rjr — s o ‘rish tizim i qarshiligidagi s o 'ris h d av o m id a bosim kam ayishini hisobga olinadigan koeffitsient; r|t — silindr devorlariga tekkanda gaz qizishida harorat ortishini hisobga oladigan koeffitsient; П — so'ru v ch i klapan larn in g ju d a m ahk am yopilm asligi natijasida gaz oqib ketishini hisobga oladigan koeffitsient. Agar so 'rilay o tg an gazning bosim i va h aro rati Po, T o va silindrdagi gaz siqilishidagi b o sh la n g 'ic h p aram etrlar P p T , an iq b o 'lsa, u holda h r va r\t quyidagi ifo d ad an aniqlanadi: P. ЛГ=7Г (124) О To л, =Y~ ( 125) 11 G azning oqib ketishini hisobga oluvchi koeffitsient: G«, лоч = 1 - ( ^ - ) sor bunda: va G — torayish va chiqarib yubo rish jarayonidagi oqib ketishda so 'rilay o tg an gazning sarfi, kg/sek. K o m p re sso rn in g m assaviy uzatilishi (k g /se k ) qu yid agi ifo dad an aniqlanadi: P,v M = ^ j T (126) bunda: P, — so 'rilish bosim i, Pa; V — so 'rilish b o sim id a kom pressorning haqiqiy hajm iy uzatishi, m 3/ sek; R — gaz doim iysi, J/(kg-K ); T, — so 'rish m u tla q h aro rati, K. Izoterm ik torayish davom ida kom pressorni ishga tushirishdagi nazariy q u w a t (kVt) 75 NaJ= — ТТ^ [(Я.Т- - 1] (128) D „ , , P,V A n — P.VAnA 1 p N = ' , = ---------- 1L (127) Ю ' 103 A diabatik torayishdagi nazariy q u w a t (kVt) _k_ PjV r ^ k_i k - 1 103 bunda: k— adiabata ko‘rsatkichi. P olitropik torayishdagi nazariy q u w a t (kVt) m P ,V m_i (,29> bunda: k — politropa k o ‘rsatkichi. K om pressor sovishi bilan ishlashidagi effektiv q u w a ti X , N = ----- (130) c >7,,.- bunda: r|ciz— kom pressorning izoterm ik effektiv F IK K om pressorning sovim asdan aw algi effektiv q u w a ti (kVt) 4 « = — (131) Vi-.m/ bunda: n cad — kom pressorning adiabatik effektiv F IK K om pressorning effektiv F IK Л,!,. =Я и -Лт Л..* =Ла, 'Л™ (132) h ix, had — kom pressorning izoterm ik va adiabatik in dikator F IK h m — kom pressorning m exanik F IK Porshenli kom pressorning indikator yoki ichki q u w a ti (kVt) P ,V nn N * = ^ - (133) bunda: P ; - o ‘rtacha indikator bosim , Pa; Vn — silindrning ishchi hajm i, m 3; n — valning aylanish chastotasi, ayl/sek. 76 K om pressorning effektiv q u w a ti (kVt) N, N = — (134) c Л„ Bosim ni o rttirish darajasi k o ‘p p o g 'o n a li kom pressornin g h a r bir p o g 'o n asid a quyidagi ifodadan aniqlanadi: bunda: z — k o m p resso r p og'on alari soni; Pz — gazning oxirgi pog‘onadan chiqishdagi bosim i, Pa; P, — gazning b irin ch i pog 'o n ag a kirishdagi bosim i, Pa; V = 1,1, 1,5 — p o g 'o n a la r orasida bosim y o'qo lish ini -hisobga oluvchi koeffitsient. Plastinkali rotatsion kompressorlar K om pressorning nazariy uzatishi quyidagi ifodadan aniqlanadi: Vn = 2 e С - (n D - z 5) n (135) bunda: e — ekstsentrisitet, m; f — ro to r uzunligi, m; D — korpusning ichki diam etri, m; z — plastinkalar soni; 5 — plastinka qalinligi, m; n - valning aylanish chastotasi, ayl/sek. K om pressorning haqiqiy uzatishi quyidagi ifodadan aniqlanadi. V = 2 j ] v e С (я D - z 5 ) n (136) bunda: tiv — kom presso rn in g uzatish koeffitsienti. K om pressorning ishga tushishdagi nazariy va effektiv q u w a ti sovitish bilan (128), (129) ifo d ad an , sovum asdan (127) va (130) ifodalardan aniqlanadi. 35-§. Markazdan qochma kompressorlar M arkazdan q o ch m a kom pressorlarda havoni siqish m arkazdan qochm a k u ch lar hisobiga am alg a oshadi. 77 H avo m arkazdagi teshik orqali aylanayotgan ishchi parraklaiga keladi. H avo kan allard an o ‘tib haydash quvuriga yo'naltiriladi. K om pressorning adiabitik FIK: ^ = (137) bunda: -rj , — kom pressorning politropik FIK (ri , = 0,78...0,82) K om pressorning ishlashdagi effektiv q u w a ti (kVt) М ( И , - Қ ) N = ------- =----- -- (138) Va* ■ П„ bunda: h t h2 - gazning adiabatik torayishidagi va birinchi p o g ‘onaga kirishdagi entalpiyasi, kJ/kg.; M — kom pressorning massaviy uzatishi, kg/sek. Masalalar 1. Bir p o g 'o n a li porshenli kom pressor bosim ining ortish darajasi X = 10 va po litro p k o ‘rsatkichi m = l,3 kattaliklar bidlan ishlaydi. A g ar zararli m oddaning nisbiy hajm i a = 0 ,0 4 ; r|r= 0,975; ti = 0,96; r)ad= 0,98 b o 'lsa, kom pressorning uzatish koeffitsientini aniqlang. Javob: t | v= 0,74 2. Bir p o g 'o n a li kom pressor bosim ining ortish darajasi X=3,5 va p o litro p k o ‘rsatkichi m = l , l k a tta lik la r bilan ishlaydi. A g a r za rarli 29-rasm. Markazdan qochma kompressor 78 m o d d an in g qiym ati ст=0,045; havoni so ‘rish param etrlari P(l = M O 5 Pa va t= 2 5 °C, torayish boshlanish p aram etrlari P, = 0 ,9 8 -10s Pa va t= 3 6 °C, so ‘rilayotgan havoning sarfi G sH.r= 0 ,1 2 k g /sek , oqib ketay o tg an havoning sarfi G (K)=0,0024 kg/sek b o ‘lsa, hajm iy F IK ni va kom pressorning uzatish koeffitsientini aniqlang. Javob: r)ayl= 0,905; riv= 0,839 3. B ir p o g 'o n a li k o m p resso r b o sim in in g o rtish d arajasi X=7 va kengayishdagi p olitropa k o 'rsa tk ic h i m = l ,3 b o 'lg a n kattalik lar bilan ishlaydi. A gar silind r diam etri D = 0 ,2 m, porsh en n in g yurishi S = 0 , 18 m , valning aylanish chastotasi n=900 ay l/m in , torayib ulgurm agan havoning nisbiy hajm i s= 0 ,0 5 va bosim kam ayishini hisobga oladigan koeffitsient h r= 0 ,9 2 b o 'lsa, kom pressorning haqiqiy uzatishini aniqlang. Javob: V = 0,064 m 3/sek. Nazorat savollari 1. Kompressor qurilmasining vazifasini tushuntirib bering. 2. Kompressorlaming turlari qanday? 3. Kompressorda qanday termodinamik jarayonlar hosil bo'ladi? 4. Kompressorning nazariy quwati qanday aniqlanadi? 5. Kompressorlarda bajarilgan ish qanday aniqlanadi? 6. Kompressorning indikator diagrammasini chizib, unda bo'ladigan jarayonlarni tushuntirib bering. 7. Nazariy diagramma bilan indikator diagrammalarning farqi nimada? 79 X B O B . IC H K I Y O N U V D V IG A T E L L A R IN IN G SIK LLA R I 36 -§ . Ichki yonuv dvigatellari sikllarining termodinamik tahlili M exanik en e rg iy a ish lab c h iq a rish n in g aso sin i ta sh k il etu v ch i issiqlikning ishga aylanishi bilan bog'liq b o ‘lgan jaray o n lar texnikada ju d a m u h im ah a m iy a tg a ega b o ‘lib, bu m aq sad d a q o 'lla n ila d ig a n m ashinalar issiqlik dvigatellari deb ataladi. Issiqlik dvigatellarida sodir bo'ladigan jarayonlarn i tadqiq qilishning ilmiy asosi esa texnik term odinam ikadir. T erm odinam ika fanining asoschisi fransuz m uhandis-fizigi Sadi K am o o 'zin in g 1824-yilda n ashr qilingan “ Olovning harakatlan tiruv chi kuchi va bu kuchni yuzaga keltiruvchi m ashinalar” degan asarida issiqlikning ishga aylanish shartlarini o'rganib, ichki yonuv dvigatellarini yaratish m um kinligini bashorat qiladi. Silindr ichidagi porshen ostida yoqilg'ining bevosita yonishi hisobiga issiqlik dvigatellarida ishlaydigan gazsim on yonish m ahsuloti ishlatiladi. Real dvigatellarda K arno siklini am alga oshirish m u m k in em asligini t a ’kidlash lozim va shu ng a k o 'ra , real dvigatellarning F IK ( rj r ) K arno siklining F IK ( rjK ) d an kichik bo 'ladi. Ideal sikldagi izoterm alar va adiabatalar qiyaliklari orasidagi ozgina farq keskin cho 'zilgan diagram m a siklini vujudga keltiradi. Shuni qayd qilish kerakki, real sharoitlarda ishchi jism ga izoterm ik ravishda issiqlik kiritish va issiqlik chiqarishga ju d a k atta qiyinchiliklar tufayli erishish m um kin. S huning uchun ham , ichki yonuv dvigatelarida izobarik va izoxorik issiqlik keltirish va issiqlik olib ketish jarayonlari q o 'lla n ila d i. Bu esa o 'z n av b a tid a z a ru r (k erak ii) b o sim n i keskin kam aytiradi, dvigatel konstruksiyasini soddalashtiradi h am d a ishqalanish tufayli yo'qotilishlarni kam aytiradi. N atijada dvigatelning sodda, ixcham va iqtisodiyligiga erishiladi. O d atd a, te rm o d in a m ik a d a u yoki bu dvigateln ing sam arad orlig i k o'rilayo tg anda, bu dvigatellarda sod ir bo'lay o tg an ja ra y o n la r qaytar jaray o n deb, siklni yopiq sikl deb hisoblaydilar, y a ’ni dvigatelning q andaydir ideallashtirilgan siklini nazarda tutadilar. H o z irg i v a q td a z a m o n a v iy ic h k i y o n u v d v ig a te lla rid a issiq lik keltiradigan (beradigan) sikllarning quyidagi u c h tu rid an foydalaniladi: o'zgarm as hajm da ( V = c o n s t ) issiqlik keltiruvchi, nem is m uhandis fizigi N .O tto tam o n id an 1876-yilda kashf qilingan sikl; o 'zg arm as bosim da 80 Р = c o n s t issiqlik keltiruvchi R.D izel to m o n id a n k ash f q iling an sikl; qism an o 'zgarm as hajm da, qism an o 'zgarm as bosim da issiqlik keltiruvchi 1904-yilda rus olim i G .V .T rinkler to m o n id a n k ashf qilingan sikl. S hu ni qayd qilish kerakki, barcha sikllarda issiqlik olib ketilishi faqat izoxorik jarayonda am alga oshiriladi. Siklning xarakteristikalari: V. a) 8 = — — siqilish darajasi, gaz boshlang'ich hajm i V, ning siqilish jarayoni oxiridagi hajm V, ga nisbati: b) л. - — -----issiqlik kiritilishda bosim oshish darajasi, y a'n i o 'zg arm as 2 bosim da issiqlik keltirilishi jarayoni oxirida va boshidagi gaz b o sim la r nisbati; Қ d) p = — — issiqlik keltirilishidagi dastlabki kengayish darajasi, y a’ni V2 a ra la s h sik ld a is siq lik k e ltiris h ja ra y o n i o x irid a g i gaz h a jm in in g b o sh lan g 'ich holdagi gaz hajm iga nisbati. 37-§. Hajm o ‘zgarmas bo‘lganda issiqlik keltiruvchi sikl Real p o rshenli d vig atellam in g ishini tek sh irish d a silin d r ichidag i porshen holatining o'zgarishini ko'rsatuvchi diagram m adan foydalaniladi. Bu diagram m a in d ik a to r deb ataluvchi asbob yordam ida olingani u ch u n in d ik a to r d ia g ra m m a d eb a ta la d i. 3 0 -ra s m d a o 'z g a r m a s h a jm d a yoqilg'ining tez yonib bo'luvchi sikli ko'rsatilgan. H ajm o 'z g a rm a g a n d a issiqlik k eltiru v ch i dvigatel ideal sik lin in g diagram m a k o 'rin ish i quyidagicha b o 'lad i. 30-rasm. V=const bo ‘Iganda issiqlik keltiruvchi IY O D (ichki yonuv dvigateli)ning indikator diagrammasi 81 Bu sikl ikkita izoxora va ikkita adiabatadan tashkil topgan bo ‘lib, ideal gaz b o sh lan g 'ich param etrlari P p 'Vl va T, bilan 1-2 chiziq orqali adiabatik 2 nuqtagacha siqiladi. S o'ngra 2-3 chiziq orqali ishchi jism ga issiqlik q, keltiriladi. 3 nuqtadan boshlab 3-4 chizig'i bo'ylab ishchi jism kengayadi, s o 'n g ra 4-1 izoxora orqali q2 issiqlik olib ketiladi. V. Bu siklning xarakteristikasi siqilish koeffitsienti £ = y ~ va bosim ni P, oshirish darajasi X = — hisoblanadi. Л 3 1-rasm. V=const bo ‘Iganida issiqlik keltiruvchi siklning P- V diagrammasi 32-rasm. V=const bo ‘Iganida issiqlik keltiruvchi siklning T-C diagrammasi Shu siklning foydali ish koeffitsientini aniqlaym iz. _Q\ ^7 2 _ 1 ch 11/ — -1 , Я\ ch bu yerda: q, — keltirilgan issiqlik m iqdori; q, — olib ketilgan issiqlik m iqdori. K eltirilgan issiqlik m iqdori q, = cv (T, - T 2 ) Olib ketilgan issiqlik m iqdori esa = cv (T4 - T, ) T erm ik F IK ц t = 1 - cv (T4 -T .) c v (T3 - T 2) T - T 4 1 1 T - T 1.4 2 82 (139) (140) (141) (142) (148) tenglam adagi T ,, Т ., Т 4 h aro ratlarn i aniqlaym iz. 1-2 ad ib atik jarayon bo'lgani uchun: I l _(V Г, V, b u n d an : T , = T , 8 kl (144) 2-3 izoxorik jarayon b o 'lg an i uchu n: T2 ~P2 ~ <145> b u n d an : T 3 = T 2 ^ = T , e k-1 X. (146) 3-4 adiabatik jarayon b o 'lg an i u ch u n : = = (— )*“' = * 7; “ V / " V / V ~ ‘ <147) b u ndan : ck-l 1 H a m m a topilgan qiym atlarni F IK . ifodasiga qo'yish bilan quyidagini hosil qilam iz. г» _ 1 ^2 ~ 1______ T x- X — T x 1 T3 - T 2 T X£ K~{ - X - T x£ K~ { (149) , 1 Л /= 1 — 7=r (150) e 38-§. Bosim o ‘zgarmas bo‘lganda issiqlik keltiruvchi sikl A w algi k o 'rib chiqilgan siklning F IK d a n ko'rinib turibdiki, uni oshirish u c h u n siqilish darajasini oshirish im iz z a ru r b o 'lad i. Bu esa y on uv chi X (148) 83 m assa n in g o 'z - o 'z i d a n y o n ish h a ro ra ti bilan c h e k la n a d i. H o zirgi k o 'rad ig an siklim iz shu cheklanishni yo'qotadi. Bu esa yoqilg'i bilan havoning alo h id a siqilishi orqali am alga oshadi. H avo dvigatelning silindrida siqiladi, yoqilg'i esa yoqilg'i nasosida siqiladi. 33-rasm. P=const bo Uganda issiqlik 34-rasm. P=const bo Uganda issiqlik keltinivchi siklning P- V diagrammasi keltiruvchi siklning T-S diagrammasi B unday siklni nem is m uhandisi Dizel ixtiro qilgan. B unday siklning P-V va T -S diagram m alari 33- va 34-rasm larda ko'rsatilgan. B unday siklning FIK _ qy-q2 _ ] q2 1 I f 1 4\ 41 K eltirilgan issiqlik m iqdori (151) (152) Olib ketilgan issiqlik m iqdori esa q2 = cv (T4 - T, ) O lingan qiym atlar F IK n in g ifodasiga qo'yish natijasida: (153) л =1 =1 ^ =1 ^ qx c,{T3- T 2) k (T3- T 2) (154) T 2, T 3, T 4 haroratlarni T, orqali ifodalaymiz. 1—2 adiabata orqali: 84 T 2 = T, еы (155) 2-3 izobara orqali: т , з _ T2 ~ V 2 b u n d a n : T 3 = T 2 p = T , £ k-) р (156) 3 -4 ad iab a ta orqali: l i = {H r > = ( H )> -' г , V / V / b u n d a n : b u n d an : рЛ*-! Т4= Т 3( £ г = Т |Бк-' • p • — = T , • Pk (157) £ £ S hu q iym atlarni F IK ifodasiga qo'yish bilan quyidagini hosil qilam iz. П -) ^ - 7 ] P ' - ’ , k ( T - T 2) K iT fi* -' p - T x S'0” 1) К • ( p — 1) (158) Oxirgi ifodadan k o ‘rinib turibdiki, F IK ortishi siqilish darajasi va adiabata k o ‘rsatkichlariga bog‘liq ekan. B unday sikl bilan kom pressorli dvigatellar ishlaydi va siqilgan havoning yuqori bosim i tufayli forsunka orqali yoq ilg 'in in g purkalishi natijasida y o q ilg 'in in g yonish jarayoni am alga oshiriladi. 39-§. Aralash holda issiqlik keltiruvchi sikl Bu siklning afzalligi shundaki, u kom pressorsiz ishlaydigan sikl b o ‘lib, suyuq y o q ilg 'i y oqilg'i n asosidan yoqilg'i forsunkasi o rq ali silin d rn in g bosh q ism ig a kichik to m c h i shak lida y uboriladi. Bu to m c h ila r siqilgan h a v o g a tu s h is h i b ila n avval h a jm o 'z g a rm a g a n d a , s o 'n g r a b o sim o 'z g a r m a g a n d a y o n a d i. B u n d a y ja r a y o n la r 35 v a 3 6 - r a s m la r d a k o 'rsa tilg a n . 85 35-rasm. Aralashgan holda issiqlik 36-rasm. Aralashgan holda issiqlik keltiruvchi siklning P- V diagrammasi keltiruvchi siklning T-S diagrammasi Ishchi jism P,, Vp T, p aram etrlar bilan adiabatik 1 - 2 chiziq bilan siqiladi. Izoxora 2 - 3 orqali ishchi jism ga q j , izobara 3—4 orqali q { issiqlik k eltiriladi. S o ‘ngra ishchi jism 4 - 5 ad iab ata ch izig 'i orqali kengayadi va 5—1 chiziq orqali q, issiqlik olib ketiladi. Shu siklning foydali ish koeffitsientini aniqlaym iz. K eltirilgan issiqlik m iqdori <7| = c v ( T 3 - T 2 ) (160) (161) (162) (163) T 2, T 3, T ,. T s haroratlarni T, orqali ifodalaymiz. 1—2 adiabata orqali: T , V, 2—3 izoxora orqali: T , Ғ, л bund an : T , = T , X va T ,= T , ek' 1 • X. (165) 3—4 izobara orqali: I±-H- T 2 V3 ~ P' bundan: T 4 = T, p va T j = T 1.ek_I X p (166) 4 — 5 adiabata orqali: 1 1 = Д Г -* = Л Г ' T 4 5 V V 4 V l V 4 p : e = V ' - r =:F 167) K3 V 2 1 1 5—1 izoxora orqali: j vg 4 P * " ' T ^ T , ^ - 1 • A. • p • K~\ 8 T S = T, X - pk (168) Shu q iy m atlarni F IK ifodasiga q o ‘yish bilan quyidagini hosil qilam iz. b u n d a n : T , = T , Ек‘ ' (1 6 4 ) ^ = 1 ~ e * -1 [(A, - 1 ) + - 1 ) ] ’ (169) 87 Oxirgi ifodadan k o 'rin ib turibdiki, siklning FIK. к, e. X, p ning o'zgarishi bilan o'zgaradi. Masalalar 1. G az dvigateli h arorat t= 2 5 nC bo'lgand a soatiga 500 m 3 havoni so 'rad i, b u n d a nisbiy nam lik ф = 0 , 4 % . Dvigatel soatiga qan ch a suv bug'ini so'radi? Javob: 4,6 kg/soat. 2. P orshenli ichki yonuv dvigateli V = const da yoqilg'ining yonish sikli b o 'y ich a ishlaydi. Shu siklning h a r bir nuqtasidagi param etrlarini, olingan ishni, keltirilgan va olib ketilgan issiqlikning term ik F IK n i aniqlang, agar P, = 1 bar, t 1=20°C, e= 3,6; A.=3,33; k = l ,4 bo'lsa. Ishchi jism - havo. Issiqlik sig'im i o'zgarm as deb hisoblansin. Yechish: H isoblashni 1 kg havo uchun olib boram iz: 1-nuqta: P = 1 bar, t =20°C H olat tenglam asidan P,V, = R T , RT, 287-293 v' - Қ - M 0 i -O .M m V kg 2-nuqta: _ тг V, 0.84 _ nv/kg , 4 = 3,6 , / Л = М = 0.2: К £ 3,6 A diabatik siqilishdagi h arorat T2 = T,dr)k~l =293-3,6M =489K. 2 t2=216°C 2 V, 0,233 Dar 88 3-nuqta: V .= V ,= 0,233 m 3/kg. Izoxorik jaray o n d a p aram etrlar orasidagi bog'lan ish ga asoslanib, P. 7\ = — = Я = 3.33 p i Tz P ,= Р 2Я.=б,02-3,33=20 bar. T = T , *=489-3,33= 1628 K, t =1355"C j 2 ’ J 4-n u q ta: V4= V = 0 ,8 4 m 3/kg. T, = = r , (£ )* -' = I 6 2 8 - L - = 976K K4 V j J,6 ‘ L , 976 293 /*, 1 — j , j j q = C v (T 3-T 2)= ( 2 0 ,9 3 /2 8 ,96)(1628-489)= 825 kJ/kg q 2= C vO > T ,) = ( 2 0 ,9 3 /2 8 ,96)(976-293)= 495 kJ/k g T erm ik F IK Л ,= (8 2 5 -4 9 5 )/8 2 5 = 0 ,4 = 40% n = 1 ----- l~ 7 = l ------ T 7 = ° - 4 = 4 0 % Л' е к~1 3,6м Sikl ishi: С = q ,-q = 3 3 0 k J /k g . 3. V = c o n st da issiqlik keltiradigan porshenli ichki yonuv dvigatelining siqilish darajasi e = 5 , bosim ning oshish darajasi X = l,5 . Ishchi jism — havo. Issiqlik sig 'im i o 'z g a rm a s deb hiso blang, shu siklnin g F IK n i aniqlang. Javob: ti (= 0,476. 4. R = c o n st b o 'lganda issiqlik keltiruvchi sikl bilan ishlaydigan siklning xarakterli n u q talard ag i p a ra m e trla rin i, foydali ishn i, te rm ik F IK n i, 89 keltirilgan va olib ketilgan issiqlikni aniqlang, agar P ,= l bar, t |= 2 0 (lC, e = 12,7, k= 1,4 bo'lsa. Ishchi jism — havo. Issiqlik sig'im ini o'zgarm as deb hisoblang. Javob: v ^ O .8 4 m 3/kg; P ,= 3 5 ,l bar; v2= 0,0661 m 3/kg; г^ З З б ^ С ; T,=1345 К; P ,= 3 5 ,1 bar; P4= 2,64 m 3/kg; t.=500°C; q ,=818 kJ/kg; q,= 347 kJ/kg; 10= 471 kJ/kg n = 5 7 ,6%. 5. V =const bo'lgan ichki yonuv dvigatelining sikli berilgan. H avoning boshlang'ich holatidagi param etrlari P ,= 0 ,8 at, t, = 17°C. Siqilish darajasi e= 4,6. K eltirilgan issiqlik 1005,6 k J/k g ni tashkil qiladi. Agar silindrning siljishi d=240 m m , p o rshenning siljishi S=340 m m va ikki m aro tab a aylanishdagi aylanish soni m inutiga n=200 bo'lsa, term ik F IK va q u w a tn i toping. Javob: г) ,=0,457, N = 1 4 ,5 kVt. 6. Aralashgan holda issiqlik keltiruvchi ichki yonuv dvigatelining sikli berilgan. Ishchi jism — havo. U ning boshlang'ich param etrlari P,=0,1 at, t, =30"C, e= 4,6, X=2,0, r= l,2 . Siklning h a r bir nuqtasidagi param etrlar keltirilgan issiqlik, ish, term ik F IK aniqlansin, bunda issiqlik sig'im i o'zgarm as deb hisoblansin. Javob: v,=0,87 m 3/kg; v2= 0,124 m 3/kg ; v4=0,149 m 3/kg; P2= 1,52 M P a ;P ,= 3 ,0 5 M Pa; P = 0 ,2 6 M Pa; t, =1047°C; ' t4 = 1311°C; ' t, = 5 1 1"C; q =744,2 kJ/kg; r j =0,532; C0=396 kJ/kg. 7. P = co n st bo'lg anda issiqlik keltiruvchi sikl berilgan. Ishchi jism — havo, uning param etrlari P , = 100 kPa, e= 14, p = 1,5, k = l,4 . S ilindrning diam etri d = 0 ,3 m , p o rshenning siljishi S = 0,45 m. Siklning h a r bir nuqtasidagi param etrlar va F IK n i aniqlang. Issiqlik sig'im i o'zgarm as deb hisoblang. Javob: V = V4=0,0341 m 3; V2= 0 ,00244 m 3; V3= 0 ,00366 m 3; P ,=4,02 M P a; P4= 0,176 M Pa; л =0,65! 90 8. Atmosfera havosidagi bug'ning parsial bosimi 0,2 at, harorati 70(IC bo'lganda nam havoning nisbiy namligini aniqlang. Javob: o=62,9%. Nazorat savollari /. Ichki yonuv dvigatellari deb qanday dvigatellarga aytiladi? 2. Ichki yonuv dvigatellarining sikllari necha xil bo‘ladi? 3. Ichki yonuv dvigatellari sikllarining asosiy xarakteristikalarini ayting. 4. Hajm о ‘zgarmaganda issiqlik keltiruvchi siklning FIKni ifodasini yozib bering. 5. Hajm о ‘zgarmaganda issiqlik keltiruvchi siklning FIKni qanday oshirish mumkin ? 6. Dizel siklining FIK ifodasida asosiy rol о ynaydigan omillar nimalar? 7. Reaktiv dvigatellarning termodinamik jarayonlarini so 'zlab bering. 8. To‘g ‘ri oqimli havo reaktiv dvigatellarining ishlash uslubini tushuntirib bering. 91 XI BOB. GAZ TURBINA QURILMALARINING SIKLLARI 40-§. Gaz turbina qurilmalari (GTQ) Porshenli ichki yonuv dvigatellarining asosiy kam chiligi q u w a tin in g cheklanganiigi, ishchi jism ning adiabatik kengayishini atm osfera bosimiga olib borib bo'lm asligidir. B unday kam chilik gaz turbina qurilm alarida bo'lm aydi. U larda ishchi jism sifatida suyuq yoki gaz yoqilg'ilaryonishidan hosil b o 'lg an m ahsulotlar ishlatiladi. Ishchi jism yuqori harorat va bosim bilan y o n ish k am erasid an soploga yub o rilad i va k a tta tezlik bilan turbinaning parraklariga uriladi, uning kinetik energiyasi mexanik energiya olish u ch un ishlatiladi. G T Q n in g ichki y o nuv d vigatellariga q a ra g a n d a a n c h a q ulay lik tom onlari bor: kam m etall sarflanishi, og 'irligin ing kam ligi, q u w a ti ko'pligi, yuqori aylanishlar soniga egaligi. Lekin ularni qurishda k o 'p m asalalarni yechishga to 'g 'ri keladi. Eng a w a l turbinaga kelayotgan gazning haro ratini oshirish zarur, bu esa G T Q ning F IK ni oshiradi. 41-§. Bosim o ‘zgarmas bo‘lganda issiqlik keltiruvchi GTQning sikli P = const b o 'lg an d a yoqilg'ini yonishiga ega b o'lg an siklning chizm a tasviri 37-rasm da ko'rsatilgan. K om pressor (4) da siqilgan havo forsunka (7) orqali va yoqilg'i nasos (5) dan forsunka (6) orqali yonish kam erasi (1) ga kelib tush adi. Bu yerda yonish jarayoni am alga oshadi va yonish m ahsulotlari soploga tushib, bu yerda ishchi jism atm osfera bosimiga yaqin bo'lgan bosim gacha kengayadi. S o 'n g ra soplodan gaz turbinasi (3)ning ishchi parraklariga kelib urilib, atm osferaga chiqarib ketadi. S hunday siklning P-V, T -S diagram m asi 38- va 39-rasm larda ko'rsatilgan. Ishchi jism P |; V,, T, param etrlar bilan adiabatik ravishda 1-2 ga olib chiqildi. S o 'n g ra ishchi jismga issiqlik keltirildi, bu izobara chizig'i 2-3 orqali am alga oshirildi. S o'ngra ishchi jism turbinada adiabatik kengayadi (3-4 chizig'i), keyin ishchi jism aw algi boshlang'ich holatiga qaytadi (4-1 chizig'i). Bu siklning P2 xarakteristikasi b o 'lib , bosim ni oshirish darajasi p = у va izobarik •* l V, j kengayish darajasi p = у hisoblanadi. 92 Siklning F IK ni hisoblaym iz: „ g t o _ C U ~ Lh _■[ Я 2 ' Ях Я\ (1 7 0 ) 37-rasm. P=const bo ‘Igandagi issiqlik keltiruvchi GTQ sikli J-yonish kamerasi; 2-soplo; 3-gaz turbinasi; 4-turbokompressor; 5-yoqitg‘i; 6-forsunka; 7-forsunka. 38-rasm. P=const GTQ P-V diagrammasi 39-rasm. P=const GTQ T-S diagrammasi K eltirilgan issiqlik m iqdori Я\ ~ Ц> (T3 — T2 ) O lib ketilgan issiqlik m iqdori esa q2 = С (T 4 - T , ) T 2, T 3, T 4, h a ro ra tla m i T , orqali ifodalaym iz. 1-2 ad iab a ta orqali: (1 7 1 ) 93 Tl P 2 = P bundan: K - \ T = T, p , (172) 2—3 izobara orqali: bundan: T 3 = T 2 P va T 3= T, -p (173) 3—4 adiabata orqali: T 4 P , л — Л — 1 _ i = r— !) к = (_L) к -(— !л к _ ----- г 3 V V ^ b u ndan : 1 * - ] к - 1 Т 4 = Т, р 1C - р | 3 * = Т , Р (174) Shu qiym atlarni F IK ifodasiga qo'yish bilan quyidagini hosil qilam iz. Bu ifodadan k o 'rin ib turibdiki, F IK bosim ni oshirish darajasiga va adiabata k o 'rsatkichiga bog‘liq ekan. 42-§. Hajm o‘zgarmas bo‘lganda issiqlik keltiruvchi gaz turbina qurilmasining sikli Bu siklning chizm a tasviri 40-rasm d a keltirilgan. 2 Г 40-rasm. V=const GTQning chizma tasviri K om pressorda siqilgan havo ressiver orqali havo klap an id an yonish kam erasiga kelib tushadi. U yerga yoqilg'i nasosidan y oq ilg'i tushib, yonish jara y o n i sodir b o 'lad i, so 'n g ra yonishda hosil b o 'lg an m ah su lo tlar gaz turbinasiga tu sh ib , ishlatilib b o 'lin g a n gazlar tash q arig a chiq arib yuboriladi. B unday siklning P -V va T -s diagram m asini quyidagi chizm ada ko 'ram iz. 41-rasm. V=const bo'lganda issiqlik keltiruvchi siklning P- V diagrammasi 42-rasm. V=const bo Uganda issiqlik keltiruvchi siklning T-s diagrammasi 95 Bosim ni oshirish darajasi p = p va q o 'sh im ch a bosim ni oshirish ' I P :< darajasi X = ~p~ Bu siklning xarakteristikalari bo 'lib hisoblanadi. *2 Keltirilgan issiqlik m iqdori 4, = C v (T3 - T 2) (176) Olib ketilgan issiqlik m iqdori esa q2 = С (T4 - T,) (177) q, va q 2 ni ng q iy m a tla rin i F IK ni a n iq la s h ifo d a sig a q o 'y ib , quyidagilam i olam iz: r , q2 , c p ( T 4 - T , ) k ( T 4 - T , ) 7l = 1 -------= ~ = ^ — (178) 4 , c v ( T 3 - T 2) T , - T 2 T 2, T ,, T4 haroratlarni T, orqali ifodalaymiz. 1-2 adiabata orqali: l i - A y v 1 £=i r t “ V = p * bundan: т 2 = т , ( З ^ 1 (179) 2-3 izoxora orqali: T2 P , bundan: T 3= T 2 • X va T 2= T, p к X (180) 3-4 adiab ata orqali: 96 ( 181 ) bundan: va (182) Shu qiym atlarni F IK ifodasiga qo'yish bilan quyidagini hosil qilam iz. (183) ifodadan k o 'rin ib turibdiki, siklning F IK k, p, X kattaliklar ortishi bilan ortadi. 1. Bosim o 'z g arm as bo'lgandagi gaz turbina qurilm asi (P = c o n st) siklinining h a r b ir nuqtasidagi param etrlarini, foydali ishini, keltirilgan va olib ketilgan issiqlikni, F IK n i aniqlang, agar P ,= l bar, t 1=27"C, t 2=700"C, X = P ,/P ,= 1 0 ; k = l,4 berilgan bo'lsa. Ishchi jism — havo. Issiqlik sig'im ini o 'z g arm as deb hisoblang. ( 1 8 3 ) Masalalar Yechish: v . R T \ - 2 8 7 - 3 0 0 1-nuqta: p ~ j j q 6 m3/kg; ■p к — 1 -p к' — 1 к— 1 О ч I. г г , 1 ч 1. г т - * I. Т =300 Ю '«/]-4= 3 0 0 1,93=579 К 97 л ~ г = Р Р = Р Л = | 10=10 bar I ЯГ, 2 8 7 -5 7 9 „ „ P,V,=RT, V!- - ^ ‘ = - ^ - = 0 J6 6 m,/kg 3-nuqta: T ,= 7 0 0 + 2 7 3 = 9 7 3 К P ,= P = 1 0 b a r J 2 T 971 ^ = ^ ^ - = 0,166 — = 0,279 m 3/ k g t 2= 3 0 6 nC h _ T \ . 973 _ 579 T2 ~ TA ‘ TA ~ 300 4-nuqta: 9 7 3 ^ 0 0 = 5 Q 4 jr 4 579 t4=229°C P4= P ,= 1 bar V T T 504 ^ = у = V X — = 0 ,8 6 1 -------= 1,45 m 3/ k K F| Jj---------------- 7j---------------300 m /Kg Issiqlik m iqdori: q = q ,_ 3= C (T 3-T ,)= ( 2 9 ,3 1 /28 ,96)(973-579)=399 kJ/k g Ч?= ( ц . = С р(Т 4-Т ;)= (2 9 ,3 1 /2 8 ,96)(500-300)= 20 2k J/kg Siklning ishi: [ , = q ,-q 2= 3 9 9 -2 0 2 = l9 7 kJ/kg Siklning term ik FIK: Л = 1 - q 2/ q = l-(2 0 2 /3 9 9 )= 0 ,4 9 4 2. G az turbinasi P = co n st bo'lganda issiqlik keltirish b o 'y ich a ishlaydi. B unda quyidagi p aram etrlar aniq: P ,= l bar, t,= 4 0 nC, t4=400"C , yana bosim ni oshirish darajasi X=8; Ishchi jis m -h a v o . X arakterli nuqtalardagi p aram etrlar, keltirilgan va olib ketilgan issiqlik, sikl bajarilishidagi ish va term ik F IK n i aniqlang. Issiqlik sig'im ini o'zgarm as deb hisoblang. V2= 0,204 m 3/kg; t 2=297°C V3= 0,438 m 3/kg; t 3=948°C; 98 V ,= 1,93 m 3/kg; q ,= 6 5 9 kJ/kg q ’=364 kJ/kg: 1,= 296 k J/k g 4 = 0 , 4 5 Javob: V := 0,9 m 3/k g ; P 2=8 bar 3. G az turb in a qurilm asi R = co n st sikli b o 'y ich a ishlaydi. Quyidagi param etrlar berilgan: t^ S O 1^ , t 4=400"C, X ,=P,/P,=4. Ishchi jis m —havo. Shu siklning term ik F IK ni aniqlang. Javob: ^,= 0,585. 4. P = co n st b o 'lg an d a issiqlik keltiruvchi G T Q n in g F IK n i aniqlang, bunda uning bosim ini oshirish darajasi 1) p ,=5; 2) P2=10; 3) P3= 2 0 ga teng. Ishchi jism ni havoning xossalariga ega bo 'lg an jism deb hisoblang. A diabata ko'rsatkichi k = l,4 . Javob: r)11=0,369; ril2=0,482; r]1,= 0,575. 5. G az turbinasi P = c o n st b o 'lg a n d a issiqlik keltiruvchi sikl bilan ishlaydi, bosim ni oshirish darajasi p = 12. Ikkita holat uchun shu siklning F IK ni aniqlang: 1) ishchi jism — havo; 2) ishchi jism — geliy. Javob: r)(=0,508; 1^=0,630. 6. G az turbina qurilm asining b ug' turbinasiga p aram etrlari P, = 1,0 M P a, t = 7 0 0 "C b o 'lg an geliy kiradi. T urbinanin g ichki nisbiy F IK 0,86, turbinad an keyingi bosim P4=0,1 M P a ga teng. Agar tu rb in an in g haqiqiy q u w a ti N = 4 0 MVt b o 'lsa , so atig a sarflangan issiqlik va geliy nin g turbinadan chiqishdagi haroratin i aniqlang. Javob: t = 196 "C; m =55,1 • 103 kg/s. Nazorat savollari 1. Gaz turbina qurilmalarining asosiy qulayliklari nimadan iborat? 2. GTQni qayerlarda qurish mumkin? 3. V=const bo Uganda issiqlik keltiruvchi siklning chiz/na tasvirini chizib ко ‘rsating. 4. V= const bo Uganda issiqlik keltiruvchi siklning R- V va T-s diagramasini chizib ко ‘rsating. 5. R= const bo Uganda issiqlik keltiruvchi siklning chizma tasvirini chizib ко ‘ rsating. 6. R= const bo'lganda issiqlik keltiruvchi siklning R-V va T-s diagrammasini chizib ко ‘rsating. 7. Ikkala siklning FIK qanday kattaliklarga bog'liq. 99 II BO'LIM . ISSIQLIK ALM ASHINUYI Issiqlik uzatilishi yoki issiqlik alm ashuvi qattiq, suyuq va gazsim on jism larda issiqlikning tarqalishini o'rganadi. Issiqlik uch xil usulda: issiqlik o'tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish orqali uzatiladi. Issiqlik o‘tkazuvchanlik deb, jism m ik rozarrach alarning teb ra n m a harakati orqali issiqlikning uzatilishiga aytiladi. Issiqlik o'tkazu v ch an lik asosan qattiq jism larda sodir b o 'lad i. Issiqlik o'tkazuv chan lik da issiqlik g a z la rd a h a r xil en e rg iy a g a ega m o le k u la la rn in g t o 'q n a s h u v id a , su y u q lik lard a m o lek u lalarn in g te b ra n ish id a m etallard a erk in e le k tr diffuziyasi natijasida issiqlik o 'tad i. Konveksiya faqat suyuqlik va gazlarda sodir bo 'ladi. Z arrach alarn in g harakatlanishi natijasida o 'rin alm ashish hodisasiga konveksiya deyiladi. Issiqlik o'tkazuvchanlik va konveksiya bir paytda sodir bo'lganda konvektiv issiqlik almashunuvi deyiladi. K onveksiya 2 xil b o 'la d i: erk in va m ajburiy konveksiya. E rkin konveksiya zichliklar farqi hisobiga sodir b o 'lad i, m ajburiy konveksiya esa tashqi kuch ta ’sirida (nasos, ventilyatorlar yordam ida) so d ir bo 'ladi. N urlanish usulida issiqlik elektrom agnit to'lqinlari yordam ida uzatiladi. XII BOB. ISSIQ LIK 0 ‘TKAZUVCHANLIK 43-§. Asosiy tushunchalar Harorat maydoni. Jism ning turli nuqtalaridagi h aro ratlar to 'p la m ig a haro rat m aydoni deyiladi. t= f(x,y ,z, T ) T — vaqt. H arorat m aydoni 2 xil holatda bo'ladi: 1) b arq aro r harorat m aydoni (harorat vaqt o 'tish i bilan o 'zgarm ay di); 2) b eqaror harorat m aydoni (harorat vaqt o 'tishi bilan o 'zg arad i). H arorat m aydoni uch o 'lch am li t= f(x ,y ,z ), ikki o 'lch am li t = f(x,y) va bir o'lch am li t = (x) bo'ladi. Harorat gradients Jism ning bir xil haroratlari nuqtalarini birlashtirsak, izoterm ik sirt hosil bo'ladi. 2 ta izoterm ik sirt: t haroratli va At ga k o 'p b o 'lg a n h a r o ra tli sirt ni k o 'rib c h iq a m iz . Bu s irtla r b ir biri b ilan kesishm aydi. A n uqtadan izoterm ik sirtga h ar xil yo 'n alish lar o 'tkazsak, 100 h arorat o 'zgarishi h a r xil b o 'lad i. Iz o te rm ik sirtga n o rm al b o 'y ic h a yo'nalish o'tkazsak h aro ratn in g o'zgarishi yuqori b o 'lad i. H arorat o'zgarishining (At) izoterm alar orasida norm al bo 'y ich a masofa An ga nisbati h a r o ra t gradient! deyiladi. I s s iq lik o 'tk a z u v c h a n lik n in g d iffe re n s ia l t e n g la m a s i. Issiq lik o'tkazuvchanlik orqali issiqlikning uzatilishida qatnashayo tgan kattaliklar orasidagi bog'Iiklikni issiqlik o'tkazuvchan likning differensial tenglam asi aniqlaydi. qv — jism n in g ichki issiqlik manbayi. B ir qiymatli sh a rtla ri. Differensial tenglam ani konkret hodisaga tadbiq etish u ch u n bir qiym atli shartlarni bilish kerak. 1. G e o m etrik shart (jism ning o 'lch a m la ri, tuzilishi); 2. Fizik shart (jism ning fizik xususiyatlari); 3. Vaqt sharti (b arq aro r, b eq a ro r holat); 4. C hegara shartlari: I tartibli chegara sharti t = f (x,y,z, г ); II tartibli chegara sharti q = f (x,y, z, r ) ; III tartibli chegara sharti suyuqlik harorati: t Cj , t C2 F u re q o n u n i. Issiq lik o 'tk a z u v c h a n lik n in g a so siy q o n u n i F u re qonunidir. F u re q o n u n ig a asosan izo term ik d F (m 2) y u zadan v aq t birligi (184) (185) dr c p a — haro rat o 'tk azu v ch an lik koeffitsienti ; a ~ c - p Laplas op eratori 101 x (s) ich ida o ‘tay o tg an issiqlik m iqdori dQ (j) h aro rat g ra d ie n tig a proporsionaldir: dQ = -X (St / o n ) d F - d x (186) bu yerda: X — issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti (V t/m K ) jism n ing fizik kattaligi b o 'lib , qiym ati son jih a td a n haroratlar farqi 1°C b o 'lg an d a devorning birlik qatlam idan vaqt birligi ichida o'tadigan solishtirm a issiqlik m iqdoriga teng. Izoterm ik sirtdan vaqt birligi ichida o 'tad ig an issiqlik m iqdori issiqlik oqimining zichligi deyiladi. q = Q / F x q = -X ( d t / d n ), V t/m 2 (187) 44-§. Barqaror holatda yassi bir qatlamli devorning issiqlik o'tkazuvchanligi Qalinligi 8 (m m ) va issiqlik o'tk azuvchanlik koeffitsienti X bo'lgan bir qatlam li yassi devor berilgan (43-rasm ). D evorning tashqi yuza va ichki yuzasida haro ratlar o'zgarm as, t rfl va t J2 qilib turiladi. Berilgan sharoitda harorat m aydoni bir o 'lch a m li b o 'lad i, h arorat faqat devor yuzasiga perpendikulyar yo'nalish da o'zgaradi. B u y a ssi d e vo r u c lu in F u re q o m m in i y o za m iz: d t q=-^T - (188) OX bu ifodani dt orqali yozam iz 102 я (189) ifodani integrallab, (= Л х + с (190) Л ifodani olam iz. с va t larni chegara shartid an aniqlaym iz, x = 0 b o 'lg an d a с = t dl ga, x= a boMganda t = t л ga teng deb hisoblab, issiqlik oqim i zichligini hisoblash ifodasiga ega boMamiz: q = (X / 6) (trfl - 1Л) V t/m 2 (191) bu yerda: t (/1 — = At — h aroratlar farqi; X / 5 — devorning issiqlik o'tkazuvchanligi, V t/m 2?K, b/ X — d ev o rn in g term ik qarshiligi. 1 vaqt ichida d ev o rn in g F yuzasi orqali o ‘tay otg an um um iy issiqlik miqdori Q = q F T = a / 5 ) ( t „ - t Yassi ko ‘p q atlam li devor uch un (m asalan, 3 q atlam li dev or uchu n) issiqlik oqim i zichligi quyidagi ifoda orqali topiladi (44-rasm ). _ t,). _ t(>n+\ 8 Fk Я n я — + -2- + — Vt / m2 (193) \ ^ \ bu yerda: n — q atlam lar soni; n 8- л - k o ‘p qatlam li devorning t o ‘la term ik qarshiligi. /=1 A,,- B ir-biriga tegib tu rg a n q a tla m la r orasidagi h a ro ra tla rn i quyidagi ifodalardan to p ish m um kin: 8, К о ‘р qatlam li yassi devorda harorat o ‘zgarishi yo'nalishi siniq chiziqda tasvirlanadi. 45-§. Barqaror holatda bir qatlamli silindrik devorning issiqlik o ‘tkazuvchanligi A=const b o ig a n sharoitda silindrik devorda haro rat logarifm ik egri chiziq b o ‘yicha o'zgaradi va quyidagi tenglam a bilan ifodalanadi. ' d, 1 f,)' t,u- d , ; "С, (195) In — d \ E uzunlikka ega b o 'lg an b ir qatlam li silindrik devordan o 'tay o tg an issiqlik m iqdori quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: 5 3 (1 9 4 ) Q = (2 я М Қ - t Download 30.82 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|