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
oqib tushadi. Bu bir to m o n d a n kondensatnin g plyonkasini oshiradi
Download 30.82 Kb. Pdf ko'rish
|
oqib tushadi. Bu bir to m o n d a n kondensatnin g plyonkasini oshiradi, ikkinchi tom on d an esa oq im n in g harakatini o'zgartiradi. U shbu holat plyonkani turbulent oqim holatiga olib keladi. Shuning natijasida harakat quvur bo'ylab boradi. Issiqlik alm ashinishin ing intensivligini baholashda alohida olingan quvurlar u ch u n tajriba yo'li bilan quyidagi ifoda belgilangan. Bu ifoda yuqoridagi quvurga tushadigan kondensatnin g m iqdorini hisobga oladi. n (-£=!----- ) - ° 07 (231) G n bu yerda: - n q ator quvurlarga kelib tushadigan u m um iy ;=l k on d en satn in g miqdori; 125 oc.. G n — ko‘rilayotgan quvurlarda hosil bo'lgan kondensat miqdori; n - koridor yoki shaxm at shaklida joylashgan quvurlar t o ‘plamidagi qatorlar soni; a n - n qatorga ega b o ‘lgan quvurlam ing issiqlik berish koeffitsienti; a l — yuqoridan birin ch i qatordagi quvurlarning issiqlik berish koeffitsienti. Ushbu olingan ifoda orqali hisoblashlar murakkab, chunki hisoblashni birinchi qatordan boshlab ketm a-ket davom ettirish zarur b o ‘ladi. Agar b a ’zi bir qisqartirishlar kiritib, y a ’ni bug‘ning bosim i va haroratlari farqi quvur balandligida deb qabul qilinsa, u holda issiqlik berish koeffitsientini hisoblash osonlashadi. 53-§. Bug'ning tomchili kondensatsiyasida issiqlik beruvchanlik O ldingi paragraflardan m a ’lum b o ‘ldiki, to m ch ili k on d en satsiya kondensat yuzani h o ‘Ilamasligi hisobiga vujudga kelar ekan. Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, tom chi hosil bo'lish jarayoni juda tez bo'lib, keyinchalik bu tezlik keskin kam ayadi. T om ch ilar bir-biri bilan qo'sh ilib , tezda yuzadan tushib ketadi. Tom chi hosil bo'lishi uchun esa bug‘ sovishi kerak, ya’ni uning harorati to'yin ish haroratidan kichik bo'lishi zarur. Bunday holat to m ch in in g tekis yuzasi b osim ining yuqoridagi bosim dan kichikligi hisobiga paydo bo'ladi. B ug'ning tom chiga aylanishida uning radiusi kritik radiusdan birm uncha kattaroq b o 'lish i evaziga hosil bo'ladi. Kritik radius T om son tenglam asi orqali aniqlanadi: R 2ТТ° ‘ r p , ( T „ - T !rJ <2 H > bu yerda: Ta — berilgan bosim dagi bug'ning harorati; Тщт ~ tom ch i yuzasining harorati. T om chili kondesatsiya davom ida kondensat plyonkasi paydo bo'lib q o lish holatlari b o'lad i. L ekin bu p lyon k an in g qalinligi ju d a kichik bo'lganligi sababli, u juda tez bo'linib tom ch i hosil qiladi. B o'shagan j o y d a y a n a a n c h a p ly o n k a h o s il b o 'lib , u y a n a t e z b o 'lin a d i. K on d en satn in g to m ch i shaklida yuzaga kelishi kondensatsiya jarayonini tezlashtiradi va term ik qarshilik kichik bo'ladi. 126 T o m ch ili kondensatsiya jarayonida yuzaning harorati vaqt b o'yich a o ‘zgaradi. H aroratning o'zgarishi kondensatsiyalanayotgan b u g 1 term ik qarshiligining o'zgaruvchanligiga bog'liq bo'ladi. Ana shunday kattaliklami hisobga olgan holda, tom chili kondensatsiya jarayonini hisoblash uchun quyidagi ifodalar qabul qilingan: R e t = 8 - 1 0 “4 h - 3 . 3 - 1 0 “ j bo'lganda, N u = 3 , 2 - 1 0"4 R e / 0'84 П ° ль • P r 3 R es = 3 , 3 - l ' - И . 8 - К Г 2 bo'lganda, I Nu = 5-10“6 Re"1'57 Я 1,16 P 5 g — harorat koefitsienti. M ezon li tenglam alardagi m ezonlarning ifodalarini q o'yish natijasida quyidagi ifodalarni hosil qilamiz: a = c, A t 0' 16 , q = c 2 A t 1,16 a = c 3 A t -0-'’7 , q = c 4 A t 0,43 Bunda: s ,, s2, s ., s 4 — issiqlik fizik kattaliklardan tashkil qilingan o'zgarm as kattalikdir. M asalalar 1 . Q uvurning tashqi diam etri 30 m m , balandligi 3 sm va yuzasining harorati t = 1 1 °C , quvur yuzasida bosim r = 0 ,0 0 4 M P a, harorati tL = 2 9 °C ga ega bo'lgan quruq to'yingan bug' qaytadan suvga aylanadi. K ondensatorning vertikal quvuriga bug'dan berilayotgan issiqlik berish k oeffitsientini aniqlang. Yechish: issiqlik berish koeffitsientini quyidagi ifoda orqali aniqlaym iz: п и SPcr * 9 , 8 1 - 9 9 8 , 2 - 2 4 3 2 3 0 0 - 0 , 5 1 5 3 ' Ь М < - ‘ь Г ' - ' Ч ---------1,006-10~6 -3-18------------ =3160 Vt/m2K bu yerdagi koeffitsientlarning qiym atini jadvallardan o'rtacha harorat orqali o la m iz. 127 to.r = 0,5(t, tkc) = 0 ,5 ( 11 + 2 9 )= 2 0 °C. to.r = 2 0 °C da c = 9 9 8 ,2 k g /m 3: X = 0 ,5 1 5 V t/m 2; н = 1,006-10 6 m 2 /s; bug'lanish issiqligi t = 2 9 "C da r = 2 4 3 2 ,3 kJ/kg. Issiqlik miqdori: Q = 3160-3,14-0,03-18 = 16000 V t= 16 kVt. 2. D iam etri 25x7 m m va uzunligi 1,8 m b o ‘lgan vertikal quvurning tashqarisida bosim i 0,101 M Pa ga ega b o ‘Igan quruq to'yin gan bug 1 joylashgan. Quvurning ichidan suv oqib o'tadi. Suv bilan olib ketiladigan issiqlik oqim i 17500 Vt ga teng. Quvur devorining o'rtacha haroratini aniqlang. Javob: = 6 2 °C. 3. Tashqi diam etri 30 m m va uzunligi 2 ,1 2 bo'lgan quvur berilgan. U n in g bosim i r=0,101 M Pa, tte= 8 0 °C. G orizontal va vertikal joylashgan quvurlarning issiqlik berish koeffitsientlari va a 2 n* aniqlanS- Javob: a i = 13,900 V t/m 2K a 2 = 5734 V t/m 2K N azorat savollari 7. Kondensatsiya hodisasi nim a? 2. Kondensatsiyaning turlari qanday? 3. Tomchili kondensatsiya qanday hosil bo'ladi? 4. P lyonkali kondensatsiyaning hosil bo'lish sh art-sh aroitlari haqida tushuncha bering. 5. Gorizontal va vertikal quvurlar uchun issiqlik berish koeffitsienti ifodasini yozib bering. 128 XV BOB. QAYNASH 54-§. Qaynash jarayoni Q ay n a sh ja ra y o n i texn ik ad a k en g tarq algan . B u g 1 q o z o n la rid a , bi!g‘lantiruvchi apparatlarda, sovutgich qurilm alarda qaynash jarayoni d o im iy ravishda ro'y beradi. Q aynash jarayonini qattiq jism sirtida va suyuqlik hajmida kuzatishim iz m um kin. K o'proq qattiq jism sirtidagi qaynash keng tarqalgan. Q aynash jarayoni issiqlik berish bilan bog'langan. S hunin g uchun qaynashda issiqlik beruvchanlik ko'proq qiziqish uyg'otadi. Q aynash jarayonining m exanizm i konvektiv issiqlik alm ashinish m exan izm id an chegara qatlam jarayonlari bilan ajralib turadi. Bug' pufakchalari chegara qatlam ni turbulizatsiya holatiga keltiradi. Q aynash jarayoni hosil b o 'lish shartlari quyidagicha: suyuqlik to 'y in ish haroratidan yuqori haroratgacha qizigan bo'lishi va issiqlik alm ashinish yuzasida bug'lanish m arkazlari (B M ) bo'lishi kerak. BM ga yuza g'adir-budirligi, havo pufakchalari, ch an g zarrachalari m isol bo'la oladi. Agar (49-rasm ) qattiq jism yuzasidagi issiqlik alm ashinishida bug' pufakchasini ko'radigan bo'lsak, issiqlik bug‘ pufakchasining oyoqchasidan (Q ,), chegara qatlam dan (Q 2) va yuqoriga ko'tarilish yadrosidan (Q 3) olin ish i m um kin. B ug'lanish markazida joy la sh g a n bug' pufakchasiga bug' p ufakchasi ichidagi b osim kuchi (R ,) va atrofdagi suyuqlik bosim kuchi (R ) ta’sir etadi. Bu kuchlarning tenglilik shartlari Laplas tenglam asi bilan yoziladi: 49-rasm 129 Д Р = Р , - Р = 7 Г (233) кг bunda ст — sirt taranglik kuchi; Rkr — kritik radius — pufakchaning yuzaga kelishidagi m inim al radius. 2cr A g a r A P > T ~ b o ‘lsa, bug 1 pufakchasi kattalashadi. k r 2 a Л Р < 7 Г bo'lsa, bug1 pufakchasi qaytadan suvga aylanadi. K kr Kritik radius quyidagi ifodadan aniqlanadi: 2crT, * * ~ r p , ( T , - T m) <234) bunda T( — to'yinish harorati, K; T — suyuqlik harorati, K; ps — suyuqlik zichligi, k g /m 3; r — bug'lanish issiqligi, [kJ/kg]. Bizga m a’lum ki, pufakchalarni qattiq jism sirtida paydo b o'lish i, ularning kattalashishi, jism sirtidan ajralishi, yuqoriga harakat qilishi suyuqlik va qattiq jism sirtining haroratiga ham da ajralish diam etriga (daj) bog'liq. Katta bo'layotgan yoki boshqacha qilib aytganda o'sayotgan bug' pufakchasi diam etr bo'ylab o'sib ajralish diam etriga (50-rasm ) yetganda (daj) sirtdan ajralib, suyuqlik yuzasi bo'ylab yuqoriga ko'tariladi. Ajralish diam etri quyidagi ifoda yordam ida hisoblanadi. 2сг 48-rasm 130 d- ' = 0-0208 9 w - f t ) <235) bunda 0 — chekka burchak; g — erkin tushish tezlanishi; pb — bug'ning zichligi. Chekka burchak 0 ortishi bilan qaynayotgan suv yuzasi yom onlashadi, я ajralish diametri kattalashadi. Agar 0 > — bo'lsa, suyuqlik yuzasi ho'llanmaydi, pufakchalar kattalashadi va issiqlik suvga em as, balki bug'ga beriladi. I <7 55-§. Qaynash turlari Q aynash quyidagi turlarga bo'linadi: pufakchali, plyonkali va sirt yuzasida (yoki isim agan suyuqlik qaynashi). Pufakchali qaynashda ( 5 1-rasm) bug' pufakchalari yuzada paydo bo'lib kattalashadi va sirt yuzasidan ajralib chegara qatlam ni jadal aralashtiradi. Bunda suyuqlik harorati to'yinish haroratidan yuqori bo'ladi. Pufakchalar butun suyuqlik hajmi bo'ylab harakatlanadi. Pufakchalarning hosil bo'lishi qattiq jism sirti haroratining katta b o'lish iga bog'liq. - о _ о - C D - О ~ -L to ‘y 5 1-rasm P lyonkali qaynashda (52-rasm ) qattiq jism sirtida bug' pufakchalar shunchalik ko'p b o'lad ik i, ular sirt yuzasida bug'li plyonka qatlam ini hosil qiladi, bug' p lyonkasi qatlam bo'lgani u ch u n suyuqlikni sirtdan ajratib turadi. Bu issiqlik alm ashishni yom onlashtiruvchi term ik qarshilik hosil qiladi: 1 3 1 R = ' plyonka 4 ^ 7 - 1 to* у it.> * to ‘y bug* 52-rasm (236) 53-rasm Term ik qarshilik qancha yuqori bo'lsa, issiqlik berilishi sh u n ch a kam b o 'la d i. Q attiq jism yuzasida qaynashda (53 -ra sm ) sirt yu za sid a g i qatlamdagi suyuqlik qizigan hisoblanadi. Qattiq jism sirtida hosil bo'lgan pufakchalar yuzadan ajralib qaynash haroratigacha qizib ulgurmagan suyuqlikning yadrosiga kelib tushadi va bug' qaytadan suvga aylanadi. Chegara qatlam jadal aralashadi va issiqlik beruvchanlik yuqori holatda qoladi. 56-§. Qaynash krizislari va unga ta ’sir etuvchi omillar Q aynashda issiqlik beruvchanlikning haroratlar farqiga bog'liq ligi (qaynash egri ch izig'i)n i ko'rib chiqam iz. Qaynash egri chizig'ida quyidagi qismlar mavjud (54-rasm ): 1 — tabiiy konveksiya (suyuqlikning isitilishi); 2 - qaynash jarayonini sekin hosil bo'lish qismi; 3 — tezlashgan pufakchali qaynash qismi; 4 — o'tish qism i (m e ’yorsiz); 5 - plyonkali (m e ’yordagi) qaynash. К nuqtasida pufakchali qaynashdan plyonkali qaynashga o'tish I qaynash krizisi deyiladi. Issiqlik yuklam asi birinchi kritik yuklam a deb a talib , qkrl d eb b elg ila n a d i. Q aynash krizisi b o sh la n g a n d a issiq lik beruvchanlik koeffitsienti yom onlashadi va yuza harorati juda ortib ketishi hisobiga yuza buzilishi m um kin. 1 3 2 а 54-rasm Issiqlik yuklam asining kamayishi hisobiga plyonkali qaynash pufakchali qaynashga alm ashadi. Plyonkali qaynashga o ‘tish nuqtasi II qaynash krizisi deyiladi va q kr2 deb belgilanadi, qkr2< < qkrI. Suv uchun qkrl = M O 6 V t/m 2, Atkr = 25 nC. Katta hajm dagi suyuqlik uchun erkin konveksiyada kritik issiqlik yuklam asi quyidagi ifoda orqali hisoblanadi: bunda k— ikki fazali chegara qatlam ning o'zgarm as kattaligi, k = 0 ,13. Q aynashda issiqlik berish hod isasin i ham em pirik, ham m ezo n li tenglam alar yordamida hisoblash mumkin. Empirik ifodalarning ko'rinishi quyidagicha: а = A q iu . p 015 Erkin konveksiya qism ida quyidagi ifodadan aniqlanadi: а = f (At). T ezlashgan qaynash qismida: а = f (At) va а = f (q). M asalan, suv u ch u n ifoda quyidagicha yoziladi: M ezo n li ten glam an in g (Labunsev ifodasi) ko'rinishi quyidagicha: (237) а = 3,14 q0-7 p0-15 (238) N u = с R en Pr 3 (239) bunda N u = -r ^ aniqlovchi kattalik A 133 Re>10-2, N u = 0.125 Re 0-65 Pr5 с 2 Re>10'2, N u = 0,625 Re "-5 P r i с Bu ifodalarni bosim ning qiym ati P = 4 5 10 2 + 1 7 5 1 0 5 Pa bo'lganda ishlatish m um kin. Qaynashda issiqlik beruvchanlikka quyidagi om illar ta ’sir etadi: 1 ) issiqlik yuklam asi va haroratlar farqi (qaynash egri ch iz ig ‘i); 2 ) bosim ortishi bilan issiqlik berish koeffitsientining ortishi; 3) suyuqlikning fizik xossalari: a) issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti ortishi bilan issiqlik berish koeffitsienti ortishi; b) kinem atik qovushqoqlik koeffitsienti (n) ortishi bilan issiqlik berish koeffitsienti kam ayishi; d) s ortishi bilan issiqlik berish koeffitsienti kamayishi; 4) suyuqlikning tezligi issiqlik berish koeffitsientiga W 0-8 tarzda ta ’sir etishi; 5) Bug'lanish m arkazlarining soni ortishi bois sirtning g'adir-budirligi issiqlik berish koeffitsientini ortishiga olib kelishi. 57-§. K atta hajmdagi va kanallardagi qaynash Katta hajmda va kanallarda ham qaynash mavjud bo'lib, bular bir- biridan farqlanadi. Katta hajm dagi pufakchali qaynashda haroratlar m aydonini ko'rib chiqam iz (55-rasm ). Sirtning harorati qaynash haroratidan ancha yuqoriroq. Suyuqliking harorati butun hajm bo'ylab to'yinish haroratidan 0,2°C ga ko'proq, i t o ‘y 55-rasm bug 1 holatida esa, to 'y in ish haroratiga teng. Sirt b o 'y ich a qaynashda (5 6 -ra sm ) suyuqlik yadrosidagi harorat to'yin ish haroratiga qaraganda kich ik a faqat chegara qatlam ida suyuqlik to'yinish haroratiga nisbatan isigan. Kanallardagi 2 fazali oqim tuzilish balandligi bo'ylab o'zgaradi. Kanallardagi qaynashda sodir bo'ladigan qismlami ko'rib chiqamiz (57-rasm). Rasm da 1 — ek on om ayzer konveksiya qism i bo'lib, suyuqlik qaynash haroratigacha qiziydi; 2 - konveksiya qism i, ya’ni qattiq jism sirtida qaynash q ism i, bunda suyuqlik faqat qaynaydi, oqim yadrosida esa hali qaynam agan hisoblanadi; 3 — tezlashgan pufakchali qaynash qism i, bu em u lsion holat qism i deb ham ataladi; 4 — probkali holat qism i, bunda bug' katta probka holatida b o'lib , m arkazda harakatlanadi, suyuqlik esa sirt yuzasida qaynaydi; 5 — h alqasim on holat qismi; 6 — qurish qism i, suyuqlik plyonka sirtda quriydi, faqat nam bug' oqadi. Bu konveksiya hisoblanadi. Issiqlik berish koeffitsienti kamayadi, sirtning harorati ortadi. Bu ikkinchi tartibli qaynash krizisi deyiladi. 1 3 5 Ikki fazali oqim ning bir qancha parametrlarini ko‘rib chiqam iz: 1. H ajm iy b u g‘ saqlami t p h Ф = у (240) Of bunda M b — bug'ning massasi; Var — b u g ‘-suv aralashm asining hajmi. 2. M assaviy sarflanish bug* saqlam i Gb _ Gh (241) G ar - b u g ‘-suyuqlik aralashm asining sarfi, kg/sek. 3. Sirkulyatsiya tezligi G „ 7 ■ (242> f— kanalning k o ‘ndalang kesim yuzasi. 4. H ajm iy sarflanish bug 1 saqlam i К - Уь b v ar v „ + v t ( 2 4 3 ) G v = p 5. H aqiqiy b u g‘ saqlam i f , y “ f , + f , ( 2 4 4 ) fb - bug* bilan qoplangan kanal k o ‘ndaIang kesim ining yuza qism i; fs - suyuqlik bilan qoplangan kanal k o ‘ndalang kesim ining yuza qism i. 6 . B u g'n in g haqiqiy tezligi К W b = Y (2 4 5 ) b 136 7.FazaIar sirg'anish tezligi U = W b — \ v , (246) P lyon k ali qaynashda issiq lik b eru v ch a n lik quyidagi ifod a bilan hisoblanadi: bunda 10 - aniqlovchi kattalik sifatida gorizontal quvurlarda diam etr, vertikal quvurlarda balandlik olinadi. K o ‘p ch ilik m ualliflarning ishlarida suyuq m etallarning qaynashi te k s h ir ilg a n d a issiq lik b e r u v c h a n lik k r iz is in in g y a n g i turi k e lib chiqqanligini ko'rish m um kin. Bunda bir fazali konveksiyadan tezda plyonkali qaynashga o ‘tish sodir b o'ladi. Bu “ u chinchi qaynash krizisi” term ini deb ataldi (qkr3): O q im n in g aylanishi — bug' generatoridagi qaynash jarayon in in g jadalligidir. Lekin oqim aylanishining bog'liqligi kelib chiqishi turlichadir. Bu bog'liqlik tekis, ustiga va tagiga egilgan quvurlarda har xil bo'ladi. Tagiga egilgan quvurlarda kichik bo'ladi. Q aynashda issiqlik alm ashishni jadallashtirish uchun g'ovakli yuzalar qo'yish kerak bo'ladi. Bunda bug'lanish markazlari ko'proq yuzaga keladi. Shu narsa kuzatilganki, g'ovakli yuzalardagi qaynashdagi egri chiziq tekis yuzalarnikiga qaraganda yuqoriroq joylashadi va q. uch marotaba yuqori bo'ladi. Q aynash jarayonining murakkabligi m atem atik m odellarni yaratishni qiyinlashtiradi. Bir qancha katta ilm iy-tekshirish markazlarida qaynashda issiq lik b erish n in g m atem atik m o d ella rin i tu zish borasida ish olib borilm oqda. Masalalar 1. B osim P = 5 ,5 M Pa, issiqlik yuklam asi q = 0,2 M V t/m . Katta hajmda suvning pufakchali qaynash jarayonidagi issiqlik berish koeffitsientini va yuza haroratini aniqlang Y echish: issiqlik berish koeffitsientini quyidagicha aniqlaym iz: (247) 137 о д _ n O .I S 2 3 4 - 5 5 ° ' IS - а = — ------------- Г = ------:------!--------- ( 2 - 1 0 5) 3 = 3 1 7 6 0 V t / n r K I - 0 , 0 0 4 5 Р I - 0 ,0 0 4 5 - 5 ,5 bosim Р = 5 ,5 M Pa da qaynash harorati ts= 2 7 0 °C q 2 - 1 0 5 l = t S + a = 2 7 0 + 5 J ^ = 2 7 6 ’3 °C Javob: а = 31760 V t/m 2 K; td= 276,3 °C. 2. Bug' generatorining qizish yuzasi harorati td= 268°C, bosim i r= 4 ,7 7>2> Download 30.82 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling