Zokirjon salimov n e f t V a g a z n I q a y t a I s h L a s h j a r a y o n L a r I
Download 4.11 Mb. Pdf ko'rish
|
|
bug‘-suyuqlik muhitlariga moslangan quvurli isitgichning hisobini ko‘rib chiqamiz. Uskunaning issiqlik hisobi konstruktiv va gidravlik hisoblashlar bilan uzluksiz bogMiqlikda olib boriladi. 10.5.1. ISSIQLIK HISOBI Ushbu hisoblashdan asosiy maqsad zarur boMgan issiqlik almashinish yuzasi F ni topishdir. F ni aniqlash uchun issiqlik tashuvchi agentlarning sarfi, ulaming dastlabki va oxirgi haroratlari berilgan boMadi. Bunday issiqlik hisobi natijasida quyidagilar aniqlanadi: 1) o ‘i1acha haroratlar farqi va ish muhitning o ‘rtacha harorati; 2) issiqlik miqdori va ish jismlarining sarfi; 3) issiqlik o ‘tkazish koeffitsiyenti; 4) isitish yuzasi. Issiqlik almashgichda maMum bir eritma suv bugM yordamida isitiladi. Hisoblash uchun quyidagi boshlangMch maMumotlar berilgan boMishi kerak: 1) Isitilayotgan eritmaning miqdori G, kg/s. 2) Erit- maning konsentratsiyasi, %. 3) Eritmaning boshlangMch va oxirgi haroratlari tb, t0. 4) Isitkichning turi - vertikal, gorizontal, yoMlar soni. 5) Isituvchi bug‘ning bosimi, R, Pa yoki harorati t. °C. 6) PoMat quvurlarning ichki va tashqi diametri du va tt, mm. 7) Quvurlarning uzunligi C, m. 8) Eritmaning harakat tezligi w, m/s. 9) Isitish yuzasidan foydalanish koeffitsiyenti, cp. Hisoblash quyidagi tartibda olib boriladi. Isitkichning harorat shartlarini aniqlash. T o‘yingan bug‘ bosimi R ga ko‘ra uning to‘yinish harorati tt maxsus qoMlanmalardan topiladi. Isitish boshlanishida haroratlaming maksimal (yoki katta) farqi: Atka= t , - t b. (10.1) Isitish oxiridagi muhit haroratlarining minimal (yoki kichik) farqi: Atk„ = t l - t 0. (10.2) Atkava AtkH larning qiymatlari 10.19-rasmdan aniqlanadi. 0 ‘rtacha haroratlar farqi quyidagi tenglama orqali topiladi: bi ~
2,31g Г Г " Д 'й.
(10.3) bo‘lsa, a i o
i. ni quyidagicha aniqlash mumkin: At0-r~ A/‘"^AC ■ (Ю.4) Isitilayotgan muhitning o ‘rtacha harorati: t = t , - A t m r (10.5) Isitilayotgan eritm aning fizik kattaliklarini topish. 0 ‘rtacha harorat (va eritmaning konsentratsiyasi) bo‘yicha maxsus qoMlanmalardagi jadvallardan foydalanib, berilgan issiqlik tashuvchi agentlarning fizik kattaliklari topiladi: 1) qovushoqlik ц , Pa s yoki m‘/s; 2) zichlik p, kg/m3; 3) solishtirma issiqlik sig ‘imi s, J/(kgK ); 4) issiqlik o ‘tkazuvchanlik X, Vt/(m-K); 5) harorat o ‘tkazuvchanlik a , 9 m2/s; 6) Prandtl soni Pr = a . 10.19-rasm. Yuzali issiqlik almashgichni hisoblashga doir. Issiqlik m iqdori va bug‘ sarfini aniqlash. Suyuqlikni isitish uchun ketgan issiqlik miqdori (Vt) quyidagi tenglama yordamida topiladi: Q = x G c ( t o - tb ), (10.6) bunda, x = 1,02 + 1,05 - issiqlik y o ‘qotilishini hisobga oluvchi koefTitsiyent; G - suyuqlik sarfi, kg/s; s - eritmaning o ‘rtacha solishtirma issiqlik sigMmi, J (kg-K); to - suyuqlikning oxirgi harorati, °C; tb - suyuqlikning boshlangMch harorati, °C. B ug‘ sarfi (kg/s) quyidagi tenglama orqali aniqlanadi: d = t S ’ (1 0 -7) i - isituvchi bug‘ning entalpiyasi, 0 - kondensatning entalpiyasi, J/kg; 0 = tT- ( 2+5°C) i - maxsus qoMIanmalardan berilgan bug‘ bosimi R bo‘yicha olinadi. Issiqlik o ‘tkazish koeffitsiyentini aniqlash. Bir va ko‘p qavatli tekis yuzalar uchun issiqlik o ‘tkazish koeffitsiyenti K, Vt/(m2 K) quyidagi tenglama orqali hisoblanadi: к . - , — ------- г (Ю .8)
bilan aniqlanadi: 1 , v r, . <10-9 ) ------ + > — In — + --------+ > — ar, d u 2Л d u a ^ d y d y bu yerda, X - devor materialining issiqlik o ‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti, Vt/(m K); r3 - iflosliklaming termik qarshiliklari, (m2 K)/Vt; d3 - quvurning iflosliklar bilan qoplangan diametri, m. Devorlardagi iflosliklaming issiqlik o ‘tkazuvchanligi (l/r 3) issiqlik tashuvchining turiga, uning haroratiga va tezligiga hamda devor materialiga, isituvchi muhitning haroratiga, uskunaning tozalanmasdan ishlaydigan davriga (qisqa qilib aytganda, cho‘kma yoki korroziya mahsulotining turiga) bogMiq boMadi. r3 ning qiymatlarini faqat tajriba yoMi bilan aniqlash mumkin. Iflosliklaming issiqlik o ‘tkazuvchanligi (l/r 3) to‘g ‘risidagi taxminiy qiymatlar tegishli adabiyotlarda keltirilgan. Masalan, o ‘rta sifatli ifloslangan suv uchun devordagi ifloslikning issiqlik o ‘tkazuvchanligi l/r3 = 1400+1860 Vt/(m K). Issiqlik berish koeffitsiyentlari ai va a2 kriterial tenglamalar yordamida topiladi. Masalan, bizning misol uchun balandligi N boMgan vertikal quvurlar o ‘rami tashqi yuzasida bug‘dan devorga berilayotgan issiqlik berish koeffitsiyenti a, quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: Kondensatning fizik-kimyoviy kattaliklari а, ц, p yupqa qatlam t7 +t (plyonka) ning o ‘rtacha harorati tM= —^ b o ' y i c h a topiladi. Kondensatsiyalanish issiqligi r to‘yinish harorati 'i ga qarab aniqlanadi. Haroratlar farqi quyidagi ayirmaga teng: bu yerda, t(- devorning harorati. Agar isitish quvurlari gorizontal boMsa, bunda bug1 ning quvur devorlariga issiqlik berish koeffitsiyenti quyidagicha aniqlanadi: bu yerda, d - quvurning diametri. Devorlardan isitilayotgan muhitga issiqlik berish koeffitsiyenti harakat rejimiga ko‘ra har xil kriterial tenglamalar yordamida topiladi. Hisoblash tenglamasini topish uchun a w a l Reynolds mezoni Re aniqlanadi. S o‘ngra tegishli kriterial tenglama tanlanadi. Masalan, turg‘un turbulent rejimda (Re>104) to‘g ‘ri quvur ichidagi majburiy harakat paytidagi issiqlik berish koeffitsiyenti a 2 ni aniqlash uchun quyidagi kriterial tenglamadan foydalanish mumkin: (10.10)
At - iT- i s . (10.11)
(1 0 .1 2 ) Nu = 0,023 Re°’8Pr0,4 (10.13) yoki bu yerda, dE = 4 S/P - ekvivalent diam etri, S - oqim k o ‘ndalang kesim ining yuzasi, P - kesim ning ho'Ilangan perim etri (dum aloq kesim li quvurlar uchun dg quvurning ichki diam etriga teng boMadi); w - issiqlik tashuvchi m uhitning o ‘rtacha tezligi; X, s, ц. - issiqlik tashuvchi agentning fizi-kim yoviy kattaliklari, ularning son qiym atlari m uhitning o ‘rtacha harorati b o 'y ich a tegishli qoMlanmalardan topiladi. (10.12)
tenglam asi to ‘g ‘ri quvur uzunligi С ni uning diam etri d ga nisbati £/d > 50 boMgan sharoit uchun natija beradi. O raliq rejim uchun (2300 chiqilm agan. Taxm iniy hisoblashlar uchun quyidagi tenglam adan foydalansa boMadi:
N u = 0,008 R e0,9 Pr0’43 (10.15)
Lam inar rejim uchun (R e<2300) quyidagi kriterial tenglam adan „ ,s
N u = 0,17 R e0-33 Pr0,43 Gr0,1 Pr*y
(10.16) bu yerda, G r = gl 3/?— - G rasg o f m ezoni; € - aniqlovchi geom etrik & * oMcham (qu vur uchun - uning diam etri, tekis vertikal yuza uchun - uning balandligi); (3 - suyuqlikning hajm iy kengayish koeffitsiyenti; At - devor va suyuqlik (yoki teskari) haroratlari oraligMdagi farq; Pr - suyuqlikning o 'rta c h a haroratlari bo'y ich a hisoblangan Prandtl soni. Prg - suyuqlikning devor o 'rta ch a harorati b o 'y ich a hisoblangan Prandtl soni. S o 'n g ra a ning qiym ati N usselt m ezoni orqali topiladi:
(10.17)
Shunday qilib, ai ning qiym ati to 'g 'r id a n -to 'g 'ri (10.10) yoki (10.11) tenglam alar orqali topiladi. a 2 ning qiym atini topish uchun eng a w a l N usselt m ezonining son qiym ati suyuqlik harakatining rejim iga k o 'ra (10.12), (10,14) yoki (10.15) kriterial tenglam alar yordam ida aniqlanadi. S o 'n g ra N u ning son qiym atiga asosan a 2 (10.16) ifoda b o 'y ich a hisoblab chiqiladi. Va nihoyat К ning qiym ati (10.8) yoki (10.9) tenglam alar yordam ida aniqlanadi. Isitish y u za sin i to p ish . Issiqlik alm ashgichning isitish yuzasi F (m 2) issiqlik o'tkazish n in g um um iy tenglam asidan topiladi:
Bu yuza uchun qabul qilingan isitkichning sxem asi quvurlarning diam etri v a uzunligiga ko ‘ra joylashtiriladi. Isitish yuzasini joylashtirish isitkichning konstruktiv hisobini tashkil etadi. 10.5.2. K O N S T R U K T IV H IS O B L A S H (10.20) Konstuktiv hisoblashning maqsadi
issiqlik almashinish uskunasining asosiy oMchamlarini topishdan iborat. Bunda quyidagilar aniqlanadi: uskuna quvurli qism ining oMchamlari, quvurlarning soni, to ‘rda quvurlarning joylashuvi, uskunaning diam etri, uning balandligi, patrubkalam ing diam etri. U sk u n a q u v u rli qism in in g oM cham larini a n iq la sh . Bitta yoMdagi quvurlarning ko ‘ndalang kesim ini topam iz: Л = ^ , (10.19)
bu yerda, G - suyuqlikning sarf, kg/s; p - suyuqlikning zichligi, kg/m3; w - suyuqlikning tezligi, m/s. B itta yoMdagi quvurlarning soni: „ = __ ii___ 1
0,785 d ] ’
du - quvurning ichki diam etri, m. Hamma yoMlardagi quvurlarning uzunligi: L = - I —
* ' d * , (10.21) bu yerda, F - isitkichning isitish yuzasi, m", dn - quvurlarning hisoblash uchun qabul qilingan diam etri, m; dH - qiym ati a] v a a 2 ning nisbatlariga bogMiq. Agar a , = a 2 boMsa dH = 0,5(dn + dT), a i » a 2 boMsa, dH=dn, a i « a 2 boMsa dH=dx. YoMlar soni: Z = y , (10.22) bu yerda, t - quvurlarning qabul qilingan uzunligi (* = 1 + 3m). T o ‘rda joylashgan quvurlarning um um iy soni: n = wi, (10.23) Q u v u rla rn in g to ‘r d a jo y lash u v i. Q uvurlarning to ‘rda uch xil usul bilan joylashtirilishi mum kin: to ‘g ‘ri oltiburchaklam ing qirralari b o ‘ylab; kvadratlam ing tom onlari bo ‘ylab; konsentrik aylanalar bo‘ylab. K o‘pincha birinchi usuldan foydalaniladi. B unda to ‘rdagi quvurlarning soni quyidagicha aniqlanadi: a - katta oltiburchakning bitta tom onida joylashgan quvurlar soni; b = 2 a - \ - k atta oltiburchakning diagonali b o ‘yIab joy lashgan quvurlar soni. Q uvurlar oltiburchaklam ing qirralari bo ‘yicha jo ylashtirilganda to ‘rning bir qism i foydalanilm ay qoladi. Shu sababli a >8 boMganda, qo ‘shim cha yan a m m iqdordagi quvurlarni joylashtirish im koniyati paydo boMadi. B unda um um iy quvurlarning soni k o ‘payadi: n = n0 + m (10.25) O datda m = (0,1+0,18) n. U sk u n a q o b ig ‘in in g ich k i d ia m e trin i a n iq la sh . Q obiq ichiga joylashtirilgan quvurli to ‘m ing m aydoni quyidagi tenglam a orqali topiladi: F = FF + FE = — V (10.26)
bu yerda, FF - quvurlar tom onidan egallangan foydali m aydon; FE - quvurlar joylash m agan erkin m aydon; NP - quvur to ‘ridan foydalanish koeffitsiyenti; oltiburchakli qirralari buyicha joylashtirilganda Т = 0 ,6 - k o ‘p yoMIi, ¥ = 0 ,9 - b ir yoMIi uskunalar uchun. B itta quvurning foydali m aydoni (10.20-rasm ) T sin a ga teng (t - quvurlarning joylanish qadam i, a=60° - quvur qatorlarining m arkaziy chiziqlari hosil qilgan burchak). B unda ham m a q u vu rlar n uchun quvurli to ‘m ing m aydoni: F = « r s m a Ц/ 10.20-rasm . Bitta quvur uchun to ‘m ing foydali m aydonini aniqlashga doir. (10.20) tenglam aga asosan bitta yoMIi quvurlarning isitish yuzasi (dH= dT boMganda): F = n n d T £ (10.28)
bundan n =
^ 7
(10.29) tt D] A gar F = ~ hisobga olinganda qobiqning ichki diam etri D0 (m * hisobida) quyidagi tenglam a bilan aniqlanadi: Do= o,635 ^ (10.30)
d7 \ fy/ U s k u n a la m in g toMa b a la n d lig in i to p ish . Issiqlik alm ashinish uskunasining balandligi (yoki uzunligi) quyidagi tenglam a bilan topiladi: N = C + 2 b + 2 h , (10.31)
bu yerda, С - quvurlarning uzunligi; b - to‘m ing qalinligi, m; h - kiruvchi va chiquvchi kam eralarning balandligi, m. P a tru b k a la rn in g d ia m e trin i a n iq la sh . Patrubkalam ing ichki diametri berilgan m uhitning sarfiga va harakat tezligiga qarab aniqlanadi: DP = M , (10.32) V
bu yerda, V - m uhitning hajmiy sarfi, m3/s; w - m uhitning harakat tezligi, m/s. Hisoblash uchun quyidagi tezlik qiym atlaridan foydalanish mumkin: suyuqliklar 0,1+2,5 m/s; gazlar 2+20 m/s; suv bugM 15+60 m/s. 10.5.3. G ID R A V L IK H IS O B L A S H G idravlik hisoblashdan asosiy m aqsad issiqlik alm ashinish uskunalaridagi ishqalanish ham da m ahalliy qarshiliklarni yengish uchun ketgan bosim ni va ish m uhitini uskunadan o ‘tkazish uchun kerak boMgan q u w a tn i topishdan iborat. Q obiq-quvurli issiqlik alm ashgichning quvurli qism i hamda k o ‘ndalang to ‘siqlari boMmagan quvurlararo bo‘shligM uchun gidravlik qarshilik (AR, Pa) ni quyidagi tenglam a orqali aniqlash mumkin: bu yerda, - ishqalanish qarshiliklarini yengish uchun y o ‘qotiIgan bosim , Pa; APUK - m ahalliy qarshiliklam i yengish uchun y o ‘qotilgan bosim; X - ishqalanish koeffitsiyenti; С - quvurlarning bitta y o ‘li uzunligi, m; Z - yoM laming soni; dE - ekvivalent diam etr, m; p - mahalliy qarshilik koeffitsiyenti. Ishqalanish koeffitsiyenti X m uhitning harakat rejim iga va quvur devorlarining g ‘adir-budirlik darajasiga bogMiq. Lam inar rejim da (R e<2300) g'adir-budirlik ishqalanish koeffitsiyentiga am aliy jihatdan ta ’sir qilm aydi va dum aloq kesim li quvurlar uchun X ning qiym ati quyidagi tenglam a bilan topiladi: Turbulent rejim da (2300 mis, q o ‘rg ‘oshin) uchun:
G idravlik g ‘adir-budir quvurlar (poMat, cho‘yanli) uchun turbulent rejim da (R e>2300)
foydalaniladi: R e>105 boMganda turbulent rejim o ‘ta rivojlangan boMib, X ning
qiym ati Re ga bogMiq boMmay qoladi. Bunday holat avtom odel rejim deb yuritiladi. Ushbu rejim da X ning qiym ati quyidagi tenglam a orqali
aniqlanadi: bu yerda, £ =R /dE - quvurning nisbiy g ‘adir-budirligi; d E - quvurning
ekvivalent diam etri; R - quvur g ‘adir-budirligining o ‘rtacha balandligi. M ahalliy qarshiliklar koeffitsiyentining qiym atlari tajriba yoMi
bilan aniqlanadi v a tegishli qoMlanmalarda berilgan boMadi. Qobiq- quvurli issiqlik alm ashinish uskunalari uchun hisoblashlar paytida
m ahalliy qarshiliklar koeffitsiyentining qiym atlarini quyidagicha olish m um kin:
suyuqlik yoki gazning zichligi, kg/m 3; w - oqim ning tezligi, m /s; ^ (10.34)
^ _ 0,316 Re'
(10.36) (10.37)
Q u v u r l i b o ‘ s h l i q Kiruvchi yoki chiquvchi kamera 1,5 YoMlar yoki seksiyalar oraligMda 180° ga burilish 2,5 Quvurlarga kirish yoki ulardan chiqish 1,0 Q u v u r l a r a r o b o ‘ sh 1 i q Quvurlararo bo‘shliqqa kirish yoki undan chiqish 1,5 Quvurlararo bo‘shliqdagi to‘siq orqali 180° ga burilish 1,5 Quvurlararo bo‘shliqda 90° ga burilish 1,0 Issiqlik almashgich uchun &P ning qiymati aniqlangandan so ‘ng, suyuqlikni uskuna orqali haydash uchun kerak boMgan nasosning iste’mol quvvati (N, kVt) topiladi: N = (10.38) mopt] bu yerda, G - suyuqlikning sarfi, kg/s; p - suyuqlikning zichligi, kg/m3; AR - nasos tomonidan hosil qilinadigan bosim farqi, Pa; Tj-nasosning foydali ish koeffitsiyenti. Issiqlik almashinish uskunalarini loyihalashda issiqlik, konstruktiv va gidravlik hisoblashlardan so ‘ng mexanik hisoblashlar amalga oshiriladi. Uskunalarni mexanik hisoblash yoMlari tegishli adabiyotlarda berilgan, shu sababli bu usul ustida to'xtalmaymiz. Ushbu hisoblashlar odatda bir necha variant bo‘yicha olib boriladi. Bu variantlaming qaysi biri maqsadga muvofiq ekanligini aniqlash uchun texnik-iqtisodiy hisoblashlar qilinadi. T ayanch so‘z va iboralar Issiqlik almashinish uskunalari, issiqlik tashuvchi agentlar, yuzali issiqlik almashgichlar, aralashtiruvchi issiqlik almashgichlar, regenerativ issiqlik almashgichlar, isitkichlar, sovitkichlar, bugMatkichlar, kondensatorlar, qobiq-quvurli issiqlik almashgichlar, qobiq, quvurlar to‘plami, quvur to‘ri, qopqoq, flanes, razvalsovka, payvandlash, salnikli qistirma, patrubka, bir yoMIi yoki ko‘p yoMIi qobiq-quvurli issiqlik almashgichlar, linzali issiqlik almashgichlar, harakatchan qalpoqchali issiqlik almashgichlar, U -sim on quvurli issiqlik almashgich, qo‘sh quvurli issiqlik almashgich, namlanuvchi issiqlik almashgich, zmeevikli issiqlik almashgich, plastinali issiqlik almashgich, spiralsimon issiqlik almashgich, gMlofli issiqlik almashgich, qirrali issiqlik almashgich, Download 4.11 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|