Spiralsimon issiqlik almashinish qurilmasi Hisoblash uchun topshiriq

Spiralsimon issiqlik almashinish qurilmasi


Hisoblash uchun topshiriq. Berilgan ma’lumotlar asosida kaliy gidroksidning 20%li eritmasini sovitish uchun spiralsimon issiqlik almashinish qurilmasini hisoblang.
Boshlang’ich ma’lumotlar:
G_er = 35 t/soat – kaliy gidroksid eritmasi (KOH)ning miqdori;
t₁ = 90°C – eritmaning dastlabki harorati;
t₂ = 50°C – eritmaning oxirgi harorati;
t₃ = 20°C – sovituvchi suvning qurilmaga kirish harorati;
t₄ = 40°C – sovituvchi suvning qurilmadan chiqish harorati;
w_er = 1 m/s – eritmaning harakatlanish tezligi.


Sovitgichning issiqlik hisobi.

1.Issiqlik tashuvchilarning o’rtacha temperaturalariga ko’ra ularning fizik xususiyatlarini aniqlab olamiz.

Kaliy gidroksidning o’rtacha temperaturasi:

t₁ – eritmaning sovitkichga kirish harorati; t₂ – eritmaning sovitkichdan chiqish harorati.
Suvning o’rtacha temperaturasi:

t₃ – sovituvchi suvning sovitkichga kirish harorati; t₄ – sovituvchi suvning sovitkichdan chiqish harorati.
Keyingi hisob-kitoblar uchun issiqlik tashuvchilarning ayrim fizik xususiyatlarini ma’lumotnomalardan foydalangan holda aniqlab olamiz (1-jadvalda keltirilgan).
1-jadval

Fizik qiymatlar	70°C haroratdagi 20%li kaliy gidroksid uchun	30°C haroratdagi suv uchun
Zichlik, kg/m^3	ρer = 1160	ρs = 997
Issiqlik sig’imi, kJ/(kg·°C)	cer = 3,37	cs = 4,174
Issiqlik o’tkazuvchanlik, Vt/(m·°C)	λer = 0,667	λs = 0,618
Kinematik qovushqoqlik, m^2/s	νer = 0,71·10^-6	νs = 0,805·10^-6
Muhitlar uchun Prandtl kriteriysi,	Prer = 4,16	Prs = 5,41

2.Issiqlik yuklamasini hisoblaymiz.

3.Sovituvchi suv sarfini quyidagini tashkil etadi:

4.Issiqlik tashuvchilar haroratining berilgan qiymatlari uchun o'rtacha logaritmik harorat bosimi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi

t_ka – issiqlik tashuvchilar orasidagi katta temperaturalar farqi, °C; t_ki – issiqlik tashuvchilar orasidagi kichik temperaturalar farqi, °C.
Qurilmadagi oqimlarning sxemasini ko’ramiz:

90°C 50°C

40°C 20°C
Shunga asosan,
t_ka = 90 - 40 = 50°C; t_ki = 50 - 20 = 30°C.
Demak,

5.Eritmaning harakat tezligini w_er = 1 m/s (spiral kanallardagi issiqlik tashuvchilarning harakat tezligi quyidagi qiymatlardan oshmasligi kerak: suyuqliklar uchun-3, bug ' uchun – 70 va gaz uchun – 30 m/s). Issiqlik almashinish qurilmasi kanalining ko’ndalang kesim maydonini topamiz.

Issiqlik almashinish qurilmasining samarador balandligi (lentaning effiktiv qalinligi).

Lentaning effiktiv enini b_sam = 0,7m deb qabul qilamiz. Shunda kanalning ko’ndalang kesim maydoni quyidagiga teng bo’ladi:

Spiralsimon issiqlik almashinish qurilmasining ekvivalent diametri quyidagi formula orqali aniqlanadi:

Bu yerda b – spiralsimon issiqlik almashinish qurilmasi tasmasining eni (0,2…1,5 oralig’ida qabul qilinadi); δ – kanal kengligi (spirallar orasidagi tirqish, 0,008…0,025 m. oralig’ida tanlanadi).
6.Issiqlik almashinish kanali bo’ylab kaliy gidroksidi (KOH) eritmasininig haqiqiy harakatlanish tezligi.

Issiqlik almashinish qurilmasi kanalidagi sovituvchi suvning tezligi.

7.Eritma uchun Reynolds kriteriysi.

8.Spiralning tashqi diametrini hisoblaymiz.

Bu yerda, d = 2·r + t – spiralsimon issiqlik almashinish qurilmasining ichki diametri, m; r = 0,15m – spiralning ichki radiusi; N – spiral o’ramlari soni, N = 24 deb qabul qilamiz; t = δ+δ_d = 0,012 + 0,004 = 0,016m – spiral qadami; δ_d – issiqlik almashinish devorining qalinligi, uning qiymati bosimga bog’liq ravishda tanlanadi. Bosim 0,3 MPa gacha bo’lganda δ_d = 2mm, 0,6 MPa gacha bo’lganda esa δ_d = 3 mm ga ten bo’ladi.