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
|
qilish m um kin. A niqlanuvchi harorat sifatida: t, = 0,5 ( t0] "CboMadi. (215) Aniqlanuvchi kattalik qilib teshik qalinligi 5m qabul qilingan. G orizontal teshik b o'lgan sharoitda yuqori yuzasining harorati pastki qism dagi haroratdan yuqori b o ‘ladi. Suyuqlik harakat qilmaydi va Xcjlv = X, konvektiv issiqlik alm ashuvi qiym ati nolga teng b o ia d i. M asa la la r 1. G orizon tal issiqlik alm ashuv apparatining diam etri d = 400 m m , sirtining harorati t = 200 °C va xonadagi h avon in g harorati th = 30 "C ga teng bo'lgan d a vaqt birligi ichida 1 m 2 gorizontal issiqlik alm ashuv apparati sirtidan o ‘tgan issiqlikni aniqlang. Javob: q = 1000 Vt / m 2 Y echish: Issiqlik o q im in in g zichligi: 4 Erkin konveksiya uchun issiqlik berish koeffitsienti: N u = 0,5 (G r, Pr s )°-25 H avo haroratida tx = 30"C parametrlarni jadvaldan olam iz: Г = 16,0 10 - 6 ,Xm 2/ s; X= 2,67 • 10 ‘2- V t/m °S P = 1 / T = 1 / 3 0 + 273 = 1 / 303 К / 1 ; Rr = 0,701 gj3A td:' 9 ,8 1 • (2 0 0 - 3 0 )0 ,4 3 Ю г Pr ) = ^ — ;— Pr - -------- ------------- 7 -------0,701 = Q 7 5 . in* 1 c " J y - 3 0 3 (1 6 -1 0 ) ’ N u = 0,5 (G r Pr s ) 0-25 = 0,5 (9,75 • 108) °-25 = 88,2 Bu yerdan issiqlik berish koeffitsientini topam iz: Я 2 .6 7 * 1 0 “2 a = N u - = 8 8 ,2 ----- — ------ = 5 ,9 Vt / m 20C a 0.4 Vaqt birligi ich id a 1 m 2 issiqlik alm ashuv sirtidan o ‘tgan issiqlik q = 2 2. Agar plita sirtining harorati t = 1 0 0 °C va atrof-m u h itn in g harorati 115 tv = 20 "С ga teng b o !Isa, balandligi 2 m bo'lgan venikal plitaning issiqlik berish koeffitsientini aniqlang. Javob: a = 7,92 Vt / m 2 ftC. 3. M oy bakidagi M C markali m oy diam etri 20 m m li gorizontal quvurlar yordam ida bir xil haroratda saqlanadi. M oyn in g harorati s = 6 0 °C va quvur sirtidagi harorat ta4= 90°C bo'lganda quvur sirtidan m oyga berilgan issiqlik berish koeffitsientini aniqlang. Javob: a = 96 ,2 Vt / m 2 (IC. 4. Kvadrat kesim li kanalning eni a = 10 m m va uzunligi /= 1600 mm ga teng. Kanaldan suv w=4 m /c tezlikda oqib o'tadi. Suvning harorati s = 40 °C va kanalning ichki sirtidagi harorat t = 90° С bo'lganda kanal devoridan suvga issiqlik berish koeffitsienti va issiqlik oq im in i aniqlang. Javob: a = 20300 V m /m 2 C, Q = 50994 Vt. Yechish: K analning ekvivalent diam etrini aniqlaymiz: d _ * L . i s L . a = m a p 4 a bu yerda f - kanalning yuzasi, m 2. p — kanalning perim etri, m. Suvning ts= 4 0 11 C, haroratida fizik xususiyatlari: v = 0 ,6 5 9 - 10 -6 m 2 /s; X = 0 ,6 3 4 V t/m • °C; Pr = 4,3 tq‘ = 90 °C da Prqs = f ,95 R eynolds soni w d e 4 -0 .0 1 A Re = -----L = ----------------z = i0 > 1 0 -’ K v 0 ,6 5 9 -10 Ш Harakat holati - turbulent Pr, 4,3 N u = 0 ,0 2 1 • R e 0 -sPrM3( )°- 25 = 0 ,0 2 1 (6,07 • 10 4 )ns(4,3)°-43( — )"■«= r r *,v = 320 Issiqlik berish koeffitsienti a = N u — = 3 2 0 - ^ ^ = 2 0 3 0 0 V t d, 0 , 0 1 m 2 С 116 Issiqlik oqim i: Q = a = 20300 ( 9 0 - 60 ) 3 ,1 4 - 0 .0 1 1,6 = 5 0 9 9 4 Vt. 6 . U zu n ligi /= 2 m va eni a = l,5 m gorizontal plastinadan havo oq in ii o ‘tadi. H avo oq im in in g tezligi w = 3 m /s , harorati 20°C va plastina sirtidagi harorat 90"C ga teng. Plastinadan havoga issiqlik berish k oeffitsien tin i va issiqlik m iqdorini aniqlang. V t Javob: a = 4 ,8 7 2 q ' Q = 2050 Vt 7. Ichki diam etri d = 5 0 mm bo'lgan quvurdan suv w = 0 ,8 m /s tezlikda oqib o'tad i. Suvning harorati s= 5 0 °C, quvur sirtidagi harorat t4s= 6 5 nC bo'lganda 1 m quvur sirtidan o'tgan issiqlikni aniqlang. Javob: q ? = 9 ,0 3 kV t/m . 8 . T ashqi diam etri d = 15 m m bo'lgan suv kalorim etridan havo oq im i ko'ndalangiga oqib o'tadi. H avo kalorim etr o'qiga 90°burchak ostida 2 m /s tezlik bilan harakatlanadi. H avon in g harorati 20°C va kalorim etr tashqi sirtining harorati tqs= 8 0 °C ga ten g. Issiqlik berish koeffitsienti va birlik uzunlikdagi issiqlik oqim ini aniqlang. Javob: a = 3 6 ,3 V t/2 m 20 C, q . = 1 0 2 V t/m . N a z o ra t savollari 1. Konvektiv issiqlik almashuvi haqida tushuncha bering. 2. O'xshashlik nazariyasi nima uchun kiritilgan? 3. Issiqlik berish koeffitsienti nim alarga bog'liq? 4. Q uvurlarda issiqlik berish qanday sod ir b o'ladi? 5. Erkin harakatlanishda issiqlik berilishi qanday sodir bo'ladi? 6. M ajburiy harakatlanishda issiqlik berilishi qanday sodir b o'ladi? 7. Nusselt mezoni nimani ifodalaydi? 8. L am inar va turbulent oqim nima ? 117 XIV BOB. B U G ‘ QAYTADAN SUVGA AYLANISHIDA ISSIQ LIK BERUVCHANLIK 5 0 - § . K ond en satsiya h odisasi Bug' to'yin ish haroratidan pastroq haroratga ega bo'lgan yuza bilan tutashsa, u yana qaytadan suvga aylanadi, ana shu hodisa kondensatsiya hodisasi, hosil bo'lgan massa esa kondensat deyiladi. Amalda kondensatsiya hodisasi - turbina kondensatorlarida, issiqlik alm ashinish apparatlarida uchraydi. K ondensatsiya jarayoni issiqlik alm ashuvi bilan b og'liq, chunki bug' qaytadan suvga aylanishida ichki bug'lanish issiqligi ajraladi. K ondensatsiya bug' hajmida ham , yuzada ham sodir bo'lishi mum kin. Bug' hajm ida b o'la d ig a n kondensatsiya berilgan b osim d a b u g'n in g to'yinish haroratiga nisbatan sovigan holatda uchraydi. Xalq xo'jaligining ko'pgina sohalarida, xususan issiqlik energetikasida asosan b u g 'n in g sovu q yuza bilan to 'q n a sh ish id a hosil b o 'la d ig a n kondensatsiya, y a ’ni yuzadagi kondensatsiya jarayoni ishlatiladi. Bunday kondensatsiya yuzaning harorati berilgan bosim da to 'y in ish haroratidan kichik bo'lgandagina sodir bo'ladi. Qattiq jism yuzasida g o h o kondensat plyonkasi, g o h o aloh id a tom ch ilar hosil b o 'la d i. B irinchi holatdagi kondensatsiya holati plyonkali, ikkinchi holatdagisi tomchili kondensatsiya holati deyiladi. K ondensatsiya holati yuzaga kelishi, suyuqlik yuzani ho'llashiga va ho'llam asligiga bog'liq bo'ladi. Agar suyuqlik yuzani (sirtni) ho'llasa, bunda p ly o n k a li k o n d en sa tsiy a h o sil b o 'la d i. A gar su yu q lik sirtni ho'Ilam asa, u holda tom ch ili kondensatsiya hosil bo'ladi. Y uzaning suyuqlik bilan ho'llanishi va ho'llanm asligi sirt tortilish kuchining ta ’siri hisobiga bo'ladi. N im a ta ’sirida sirt tortilish kuchi paydo b o'lishini ko'rib chiqam iz. Suyuqlik hajm ida joylash gan zarrachaga o'zaro tortishish kuchlari ta ’sir etadi. Bu kuchlarning yig'in d isi nolga ten g. Sirtda joylashgan zarrachaga shu kuch ta ’sir etadi, lekin bu bir to m o n d a n ta ’sir etish b o'lad i. S h u n in g uch u n qandaydir kuchlarning yig'in d isi sirt tortilish kuchi deyiladi va bu kuch suyuqlik ichiga yo'naladi. Shu kuchlar ta ’sirida suyuqlik o 'z in in g sirtini kam aytirishga intiladi. Sirt tortilish k u chining fazalar ajralish chegarasidagi uzunligiga b o 'lg a n nisbati sirt tortilish kuchi koeffitsienti deyiladi va a bilan belgilanadi. Shularni e ’tiborga olganda, su yuqlik yuzasi sirt yuzasi bilan burchak hosil qiladi. Bu 0 bilan b elgilanadi. 118 A na shu burchakli sirt bilan suyuqlik zarrasi orasida qanday holatda b o'lish in i quyidagi chizm ada ko'ram iz (46-rasm ): M V / / 46-rasm I holatda 0<9O°C holati yuzaga keladi, y a ’ni suyuqlik yuzani ho'llaydi; II h o la td a 0>9O°C h olati yuzaga k ela d i, y a ’ni su y u q lik yu zan i ho'llam ayd i. Sirt tortilish koeffitsienti ikkala holat uch u n kuyidagicha bo'ladi: g . — kuch - sirt — gaz; Sift gH/. ° 9 Bunda: с ^ — kuch — suyuqlik - gaz; a " — kuch — sirt —suyuqlik. s m suyuq J “ T o m ch i uchun tenglik shartini q uyidagicha yo zish im iz m um kin: T o m c h ili k o n d en sa tsiy a d a issiqlik berish k o e ffitsie n ti p ly o n k a li k on d en satsiyaga qaraganda har doim yuqori b o 'la d i. B u n in g sababi k on d en satorn in g plyonkasi term ik qarshilikka ega b o'lib , bu issiqlik berilishini susaytiradi. Bunday qarshilikni kam aytirish yoki boshqacha qilib aytganda kondensatning plyonkasini ajratib yuborish kerak bo'ladi. S h u n d a q a r s h ilik k a m a y ib , is s iq lik b e r ilis h i o r t a d i. T o m c h ili k o n d e n sa tsiy a n i s u n ’iy ravishda yuzaga k eltirish m axsus m od d alar gidrofobizatorlar yordam ida am alga oshiriladi. Bu m oddalar yo bug'ga q o 'sh ila d i, y o kondensator quvurlariga quyiladi. Vertikal yuzadagi kondensatsiya holatin i ko'rib ch iq am iz. (47-rasm ). * c o s # b u n d a n : c o s в = - — —------- - ^ s i n Ku- (215) 119 \ \ U \ 47-rasm U m u m a n olg a n d a , k o n d en sa tsiy a jarayon id agi term ik q arshilik kondensat plyonkasining term ik qarshiligi bilan fazoviy o'tish term ik qarshiligini yig'indisidan tashkil topadi. 47-rasm dagi haroratlar o ‘zgarishi ch izm asid an ko'rinib turibdiki, kondensat bilan bug'ning ajralish chegarasida haroratning ko'tarilishi yuzaga keladi. U shbu harorat ko'tarilishi — ingichka yuza katlam ida qarshi m olekulalar oqim i yuzaga kelishining natijasidir. M olekulalarning bir qism i esa yuzadan qaytib, yana bug'ga kelib q o'shiladi. B uning natijasida ingichka yuza qatlam ida turli energiya (harorat)ga ega bo'lgan yoki teng bo'lm agan m olekula oqim i harakatlanadi. D em ak , ushbu qatlamda bug'ning harorati kondensatning haroratidan harorat o'zgarishi bilan ajralib turadi. Yuzadan qancha m olekulalar qaytsa, harorat ortishi shuncha yuqori bo'ladi. K ondensatsiya koeffitsienti — К haroratlar ortishi xarakteristikasi hisoblanadi. U suyuqlik bilan olib ketiladigan m olekulalar so n in in g devorga urilayotgan m olekulalar soniga nisbati bilan aniqlanadi. F azoviy o'tishga term ik qarshilik bilan kondensatsiya koeffitsientini b og'laydigan nazariy ifodalar mavjud bo'lib, ular bug'ning harorati va bosim iga b og'liq bo'ladi. K ondensatsiya koeffitsienti kichik bo'lganda haroratlar ortishining qiymati kattaroq bo'ladi va fazoviy o'tishning term ik qarshiligi h am katta qiym atga ega bo'ladi. Suv bug'i kichik b osim ga ega a 4 (216) 120 bo'lganda kondensatsiya koeffitsienti k = l b o'lad i, dem ak harorat ortishi y o ‘q deb olinadi. Shunda fazoviy o ‘tishning term ik qarshiligi Rr= 0 b o ‘ladi. K ondensat plyonkasining term ik qarshiligi oqim ning oqish rejimiga bog'liq. Lam inar plyonkadan issiqlik o'tkazuvchanlik hisobiga, turbu lent plyonkadan esa konvektiv issiqlik beruvchanlik hisobiga olinadi. Turli m ualliflarning tajribalaridan olingan qiym atlar shuni ko'rsatadiki, kritik Re son i 6 0 -5 0 0 gacha o'zgaradi. 1 kg quruq to'yingan bug'ni kondensatga aylantirishda r issiqlik ajraladi. Bu fazoviy o ‘tish issiqligi deyiladi va r bilan belgilanadi. U n d an tashqari kon d en satn in g sovishi yuzaga keladi. C hunki sirtning harorati to'yinish haroratidan kichik bo'ladi. Agar kondensatning sovishi ajralgan issiqlikdan kichik b o 'lsa , u holda issiqlik m iqdorini quyidagi ifodadan aniqlaym iz: Q = G r bunda G — hosil bo'lgan k ondensatnin g m iqdori. Aniq masalalarda issiqlik alm ashinishin i ko'rishda harakatlanayotgan va q o 'zg 'a lm a s bug'larning k on d en sa tsiy a sin i ajratish zarur b o'lad i. Bug'ning harakati kondensat plyonkasining qarshiligiga, demakki, issiqlik a lm a s h u v in in g in t e n s iv lig ig a t a ’sir q ila d i. H a q iq a ta n h a m b iz h a r a k a t la n u v c h i b u g 'n in g k o n d e n s a t s iy a s ig a e g a m iz , c h u n k i kondensatsiyalangan bug'ning hajmi o'rniga yuzada yana yangi bug' hajmi paydo b o'lad i. Shuning uchun bug' d o im o harakatda bo'ladi. Vertikal yuza uchun bug'ning tezligi quyidagiga ten g bo'ladi: m/c (217) r p h T o'yin gan suv bug'i uchun w = 0,23 m /sek . Bunday tezlik bilan bug' kondensat plyonkasiga ta’sir eta olm aydi. Shuning uchun harakatlanmaydi deb hisoblanadi. 5 1 - § . V ertik al yuza atrofida h ara k atlan m ay otgan plyonkali k ond en satsiyad agi issiq lik alm ashuvi Vertikal yuzada sirl haroratga ega b o 'lg a n quruq to 'y in g a n bug' kondesatsiyalanyapti. K ondensat plyonkasi koliniar haroratga ega. Shunday holatni ko'rib chiqish uchun quyidagilarga e ’tibor beramiz: 1 ) k o n d e n s a t p ly o n k a s id a h o s il b o 'la d ig a n in e r siy a k u ch lari q ovushqoq lik va og'irlik kuchlariga qaraganda kichik; 121 2 ) plyonkadan konvektiv issiqlik berilishi yo'q, plyonka bo'ylab issiqlik o'tkazuvchanlik hisobga olinm aydi — issiqlik faqat plyonkadan beriladi; 3) bug' — suyuqlik ajratish fazasi chegarasida ishqalanish yo'q deb hisoblanadi; 4) kondensat plyonkasining tashqi yuzasidagi harorat o'zgarm aydi va u t nga teng; 5) fizik parametrlar haroratga bog'liq emas; 6 ) bug'ning zichligi suvning zichligiga qaraganda kichik. Plyonkaning laminar oqim i holatidagi o'zgarishlam i ko'rib chiqam iz. Energiya tenglam asini yozam iz: dt d t d t d t d 2t d 2t d 2t — + W a — + — + w — = a ( — г + — г + — г ) (218) d r д х ■ dy dz dx~ д у ' dz dl ^ barqaror holat bo'lgani u c h u n — = 0 (219) д т konvektiv issiqlik uzatilishi bo'lm agani uchun TJ. dt d t d t л w a — + w v — + W ^ = ° (2 2 0 ) dx ■ d y dz Paragraf boshlanishida yozilganidek, plyonka bo'ylab issiqlik uzatilishi bo'lm agani uchun quyidagiga ega bo'lam iz: — j = 0 va — - = 0 , unda energiya tenglamasi quyidagicha yoziladi: dx d z ' 4 = o d y - Chegara shartlari: y = 0 t = t„„ d W x = 0 d W n ? n y = S t = tn — — = 0 0-2X) dy Energiya tenglam asini integrallaym iz: dt chegara shartlarini hisobga olganda: agar ( 2 2 2 ) b u n d a n : dt = tT - dy 8 Issiqlik berish k oeffitsienti Л * fc - _ 4 - t„ - 5 t„ - Kir, 6 (224) Agar p lyon k a orqali issiqlik faqat issiqlik o 'tk azu vch an lik orqali Oxirgi ifoda b o 'y ich a issiqlik berish koeffitsienti a ni hisoblash uchun sirtning balandligi bo'ylab plyonkaning qalinligini bilishim iz zarur bo'ladi. P ly o n k a n in g q a lin lig in i ifo d a lo v c h i ifo d a n i to p ish u ch u n harakat difTerensial tenglam adan foydalanam iz. Harakat differensial tenglam asini integrallab, quyidagiga ega bo'lam iz: kelib chiqadi. U shbu ifodadan issiqlik berish koeffitsientining mahalliy lokal qiymatini X kesim ida hisoblasa b o'ladi. (48-rasm ). berilayotgan b o 'lsa , u h o ld a <2 - bo'ladi. S (225) O lingan ten glam an i a w a lg i tenglam aga q o'yish natijasida 1 2 3 Balandlik bo'yicha o'rtacha issiqlik berish koeffitsientini aniqlash uchun quyidagi ifodadan foydalanam iz: _ 1 a = — [ a dx I-. J (227) Bu ifodadan olin gan a qiym atni q o 'y ib , ten glam an i integrallab, vertikal yuzalar uchun o'rtacha issiqlik berish koeffitsientini aniqlash ifodasini yozam iz: a (228) = 0 . 9 4 3 4 I - - ¥ Л Л Д - Bu ifoda N u sselt tom on id an 1916-yild a yozilgan b o'lib , u orqali vertikal joylashgan yuzalardagi issiqlik berish koeffitsientini aniqlaydi. 48-rasm 52-§. Gorizontal quvurlarda va quvurlar to ‘plamidagi kodensatsiya N u s s e lt to m o n id a n to p ilg a n ifo d a g o r iz o n ta l quvurlar u c h u n quyidagicha yoziladi: 2 i3 p X g r ' sir, ) d (229) (229) ifo d a d a g ia q o ‘zg ‘alm as bug' kondensatsiyasi uchun ishlatiladi. Lekin am alda q o'zg'alu vch an oqim larda kondensatsiya doim am alga 124 oshadi. Bunda bug'ning tezligi qancha katta bo'lsa, haroratlar farqi va bosim katta bo'ladi. Shuning uchun issiqlik berish koeffitsienti katta bo'ladi. Tajriba natijalari ni hisoblash orqali harakatlanayotgan quruq to'yingan b u g 'n in g gorizon tal quvurda k on d en satsiyalash ish id a quyidagi ifoda ishlatiladi: Nu = 0 .7 2 5 R e ' ; 1(1 R e “° 125 G a aMi ( ^ ) u-08 (230) R e = 0 „ = * £ rP ,v , v ; G a — G aliley m ezoni; Re — R eynolds m ezon i. K o n d e n sa tsio n apparatlar bitta quvurdan e m a s, balki quvurlar to'plam idan tashkil topgan bo'ladi. Quvurlar to'plam idagi kondensatsiyada issiq lik b eru v ch a n lik n in g ja d a llig i yakka quvurlarnikiga qaraganda boshqacharoq bo'ladi. Buni quyidagi ikkita om il bilan tushuntirsa bo'ladi: 1)quvurlar to'plam idan bug'ning harakatlanishi davom ida uning tezligi kam ayadi. 2 )k on d en sat plyonkasining qalinligi quvurdan-quvurga harakatlanish tufayli ko'payadi. K o n d e n sa t p ly o n k a sin in g k a tta la sh ish i issiq lik b e r u v c h a n lik n i kam aytiradi. K ondensat quvurga alohida tom ch ilar yoki jildiragan oqim 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