6 – лаборатория иши «труба ичида труба» иссиқлик алмашиниш қУРИЛМАСИДА иссиқлик бериш коэффициентини аниқлаш


Download 0.83 Mb.
bet1/3
Sana22.02.2020
Hajmi0.83 Mb.
  1   2   3

6 – ЛАБОРАТОРИЯ ИШИ
«ТРУБА ИЧИДА ТРУБА» ИССИҚЛИК АЛМАШИНИШ ҚУРИЛМАСИДА ИССИҚЛИК БЕРИШ КОЭФФИЦИЕНТИНИ АНИҚЛАШ
Ишдан мақсад:

а) суюқликнинг ҳаракат режими ва Нуссельт критериясини аниқлаш.

б) иссиқлик бериш коэффициентини аниқлаш

в) иситиш юзасини аниқлаш ва иситувчи агентдан трубанинг деворига ёки ёки трубанинг деворидан совитувчи агентга иссиқлик ўтганда иссиқлик бериш коэффициентларини аниқлаш




ИШНИНГ НАЗАРИЙ АСОСЛАРИ
Кўпчилик технологик жараёнларнинг интенсивлиги иситиш ёки совитиш жараёнини қандай амалга оширилаётганлигига боғлиқ.

Иссиқлик жараёнлари - ҳароратлар фарқи мавжуд бўлганда, ҳарорати юқори бир жисмдан ҳарорати паст бўлган иккинчи жисмга иссиқликнинг ўтишидир. Бундай жараёнлар иссиқлик алмашиниш қурилмаларида амалга ошрилади.

Иссиқлик алмашиниш жараёнларида қатнашувчи суюқликлар иссиқлик ташувчи агентлар деб аталади. Юқори ҳароратга эга бўлиб, ўзидан иссиқликни ҳарорати паст муҳитга берувчи суюқликлар иситувчи агентлар дейилади. Совитилаётган муҳитга нисбатан паст ҳароратга эга бўлган ва ўзига муҳитдан иссиқликни олувчи суюқликлар совитувчи агентлар деб аталади.

Иссиқлик ташувчи агентлардан совитувчи агентларга иссиқлик тарқалишининг асосан учта тури бор:

1. Иссиқлик ўтказувчанлик;

2. Конвекция;

3. Иссиқликнинг нурланиши.

Бир-бирига тегиб турган кичик заррачаларнинг тартибсиз ҳаракати натижасида юз берадиган иссиқликнинг ўтиш жараёни иссиқлик ўтказувчанлик дейилади.



Иссиқлик ўтказувчанлик йўли билан узатилаётган иссиқлик миқдори Фурpе қонунига биноан топилади:
(11.1)
Газ ёки суюқликларда макроскопик ҳажмларнинг ҳаракати ва уларни аралаштириш натижасида юз берадиган иссиқликнинг тарқалиши конвекция деб аталади. Конвекция икки хил булади. Газ ёки суюқликларнинг ҳар хил қисмларидаги зичликларнинг фарқи натижасида ҳосил бўладиган иссиқликнинг алмашиниши табиий ёки эркин конвекция дейилади. Ташқи кучлар таҳсирида (насослар ёрдамида узатиш, механик аралаштиргичлар билан аралаштириш пайтида) мажбурий конвекция ҳосил бўлади.

Иссиқлик ташувчи агентлар трубанинг деворига ёки трубанинг деворидан совитувчи агентга иссиқликнинг ўтишига иссиқлик бериш дейилади ва у Нpютоннинг совитиш қонунига биноан аниқланади:


(11.2)
яoни t вақт ичида ўтаётган иссиқлик миқдори Q девор юзаси ва муҳит температураларининг фарқига ҳамда жараённинг давомийлигига тўғри пропорционалдир.

Ҳозирги пайтда конвектив иссиқлик алмашиниш жараёнларини тезлатишни бир неча хил усуллари ўрганилган ва янги қурилмаларда (иситгичларда) қўлланишга тавсия этилган.

Бир фазали суюқликларнинг труба ичида оқиб ўтаётганда қуйидаги усуллар билан иссиқлик алмашинишни тезлатиш мумкин: сунoий йўл билан труба юзасида турбулизаторлар, ғадир - будурликлар ва қирралар ҳосил қилиш, спиралсимон қирралар ёрдамида оқимга айланма ҳаракат бериш, шнекли ва оқимга тўлқинсимон йўналиш берувчи мосламалар ёрдамида омалга оширилади.

Буғларни конденсациялаш жараёнида эса конденсат юпқа қатламни турбулизатор ёки қирралар ёрдамида бузиш, махсус қурилма орқали томчи-симон конденсация ҳосил қилиш, оқимга ёки иссиқлик алмашиниш юзасига айланма ҳаракат бериш усуллари ёрдамида иссиқлик жараёнини тезлатиш мумкин.

Шуни таoкидлаш керакки, иссиқлик алмашиниш жараёнини у ёки бу усул билан тезлатиш, фақат труба юзасининг самарадорлик кўрсаткичи етарли эмас. Шунинг учун, иссиқлик алмашиниш қурилмаларини йиғиш технологияси, мустаҳкамлиги, труба юзасининг ифлосланиш даражаси, фойдаланиш хусусиятлари ва ҳоказо кўрсаткичларга ҳам аҳамият бериш керак.

Юқорида айтиб ўтилган кўрсаткичлар, тезлатиш усулини танлаш қўламини камайтиради, чунки технологик қулайлик, мустаҳкамлик ва қурилмаларнинг фойдаланиш пайтидаги қулайликлар асосий мезонлардир.

Ҳозирги пайтда оқимни сунҳий равишда турбулизация қилиш усуллари билан конвектив иссиқлик алмашинишни тезлатиш энг самарадор усул деб тан олинган.

Иссиқлик алмашиниш қурилмалари иккига бўлинади:

1) сиртий иссиқлик алмашиниш қурилмалари, буларда иссиқлик бир муҳитдан иккинчи муҳитга ажратиб турувчи юза орқали ўтади;

2) аралаштирувчи иссиқлик алмашиниш қурилмалари, бундай иссиқлик алмашиниш қурилмалари кенг ишлатилади.

Саноатнинг барча тармоқларида суюқлик ва газларни иситиш ҳамда совитиш учун сиртий иссиқлик алмашиниш қурилмалари кенг тарқалган. Конструктив тузилишга кўра сиртий иссиқлик алмашиниш қурилмалари трубали, змеевили, пластинали, спиралсимон, қиррали, ғилофли ва маҳсус иссиқлик алмашиниш қурилмаларига бўлади. Иситиш юзасининг жойлашишига қараб вертикал ва горизонтал иссиқлик алмашиниш қурилмаларига бўлади.

Қобиқ-трубали қурилмаларда трубалар турларга развалpцовка, пайвандлаш, кавшарлаш ва салpниклар ёрдамида бириктирилиши мумкин.

Юқорида қайд этилган қурилмаларнинг ўзига яраша афзалликларива камчиликлари бордир.

Қобиқ-силлиқ трубали иситкичлар қуйидаги афзалликларга эга: ихчам, металл кам сарф қилинади, трубаларнинг ичини тозалаш осон, (U - симон трубали иситкичлардан ташқари) иссиқлик алмашиниш юзаси ва унумдорлиги катта.

Бу қурилмалар камчиликлардан ҳам ҳоли эмас: иссиқлик ташувчи агентларни катта тезлик билан ўтказиш қийин, трубалараро бўшлиқни тозалаш ва тузатиш имкони кам, развалpцовка ва пайвандлашга мойил бўлмаган материаллардан иситкичларни ясаб бўлмайди.

Думалатиб зичланиш орқали олинган трубали иситкичлар қуйидаги афзалликларга эга: ихчам, металл кам сарф бўлади, иссиқлик алмашиниш юзаси катта, трубаларнинг ичини тозалаш вақтининг оралиғи 3-5 марта кўпроқ, чунки труба девори атрофидаги оқимнинг қатлами турбулизация қилинади.

Бундан ташқари, думалатиб зичлаш усули билан олинган трубали иссиқлик алмашиниш қурилмалари силлиқ трубалик қурилмалар олдида ушбу асосий хусусиятлар билан ажралиб туради:

1. Думалатиб зичланган трубаларда энг юқори интенсивлаш қийматига эришилади. Унда иссиқлик ўтказиш коэффициентининг қиймати силлиқ трубадагидан 1,2 - 2,0 баробар кўпдир.

2. Думалатиб зичланган труба ишлатилса, бирданига труба деворларнинг иккала юзасида иссиқлик бериш жараёнлари анча тезлашади.

3. Думалатиб зичланган трубаларни ишлаб чиқариш технологияси оддий ва арзондир.

Шуни алоҳида таoкидлаш керакки, думалатиб зичланган трубалар иссиқлик алмашиниш қурилмаларида ишлаб чиқариш технологияси ўзгартирмайди. Бундан ташқари, буғларни конденсациялашда, думалатиб зичланган трубали конденсаторларда совуқ сувнинг сарфи силлиқ трубали конденсаторникидан 30 - 35% кам.

"Труба ичидаги труба" типидаги иссиқлик алмашиниш қурилмалари юқори босимда ва иссиқлик ташувчи агентларнинг сарфи кам бўлганда ҳам ишлайди. Бундан ташқари, суюқликларнинг тезлиги катта бўлгани учун иссиқлик ўтказиш коэффициентининг қиймати катта ва қурилмани тайёрлаш осон.

Камчиликлари: трубалар ўртасидаги бўшлиқни тозалаш қийин.

Змеевикли иссиқлик алмашиниш қурилмаларнинг афзалликлари: тайёрлаш осон, иссиқлик юзасини кузатиш ва тузатиш осон, идишдаги суюқликнинг ҳажми катта бўлганлиги сабабли, режимнинг ўзгаришшларига унча сезгир эмас.

Камчиликлари: ўлчами катта, идишдаги суюқликнинг тезлиги кичик бўлганлиги учун, змеевикнинг ташқарисидаги иссиқлик бериш коффициенти кам, трубалар ички юзасини тозалаш қийин.

Ювилиб турувчи иссиқлик алмашиниш қурилмаларининг афзалликлари қуйидагилардан иборат: совутувчи агетнинг сарфи кам, тузилиши содда, трубаларни тозалаш осон, шу билан бирга нархи ҳам арзонга тушади.

Камчиликлари: ўлчами катта, жуда кўп суюқлик сарфланади.

Спиралсимон иссиқлик алмашиниш қурилмаларининг афзалликлари: тузилиши ихчам, иккала иссиқлик ташувчи агентларни катта тезлик билан ўтказиш мумкинлиги учун, катта иссиқлик ўтказиш коэффициентига эга, гидравлик қаршилиги кўп йўлли қобиқ-трубали қурилмаларникига қараганда кам.

Камчиликлари: тайёрлаш ва тузатиш мураккаб, 0,6 МПа дан ортиқ босимларда ишлаш мумкин эмас.

Пластинали иссиқлик алмашиниш қурилмаларнинг афзалликлари: ихчам, гидравлик қаршиликлари катта эмас, шунинг учун иккала агентларнинг тезлигини катта қилиш мумкин, натижада иссиқлик ўтказиш коэффициентини ошириш мумкин.

Камчиликлари: катта босимларга бардош бера олмайди, иситкичлар тузатилгандан кейин (қистирмаларнинг сони кўп бўлгани учун) тегишли зичликни ҳосил қилиш қийин.

Ғилофли иссиқлик алмашиниш қурилмалари конструктив жихатдан содда, кузатиш ва тузатиш қулай.



Иссиқлик бериш коэффициенти a деворнинг 1 м2 юзасидан суюқликка 1с вақт ичида, девор ва суюқликлар фарқи 10С бўлганда, берилган иссиқлик миқдорини билдиради ва у қуйидаги ўлчов бирлигига эга:
(11.3)
Пропорционаллик коэффициенти a девор юзасидан атроф муҳитга ёки аксинча атроф муҳитдан деворга иссиқлик ўтиши интенсивлигини характерлайди. Иссиқлик бериш коэффициенти кўпчилик факторларга: оқимнинг тезлигига w ва зичлигига r, унинг қовушоқлиги m, муҳит иссиқлик ва физик хоссаларига, иссиқлик сиғими c, иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти l, суюқликнинг ҳажмий кенгайиш коэффициенти b, деворнинг шакли, ўлчами ва унинг ғадир-будурлигига e боғлик, яҳни:
(11.4)
Иссиқлик бериш коэффициенти a кўпчилик факторларнинг функцияси бўлганлиги учун, бу коэффициентни Нусселғтнинг критериал тенгламасидан топиш мумкин:

(11.5)

Nu - Нусселpт критерийси девор ва оқим чегарасида иссиқлиқнинг ўтиш тезлигини характерлайди; l – аниқловчи геометрик ўлчам (трубалар учун унинг диаметри), м; l - муҳитнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти, Вт/(м К).

Конвектив иссиқлик алмашинишнинг критериал тенгламаси умумий ҳолда қуйидаги кўринишга эга:


(11.6)
Думалатиб зичлаш усули билан олинган трубалар учун иссиқлик алмашиниш тезлиги қуйидаги кўрсаткичларга боғлиқ:
(11.7)
бу ерда y = Tд/Tс - ҳарорат фактори; h/D - думалатиб зичлашнинг ўлчовсиз чуқурлиги; d/D - думалатиб зичлашнинг ўлчовсиз диаметри; t/D - думалатиб зичлашнинг ўлчовсиз қадами.

Буғларни силлиқ трубали қурилмаларда конденсациялаш пайтида, буғ таркибига ҳаво қўшилиб қолса, иссиқлик алмашиниш тезлиги кескин равишда камайиб кетади. Лекин конденсаторлардаги силлиқ трубалар, думалатиб зичлаш усули билан олинган трубалар билан алмаштирилса, иссиқлик алмашиниш тезлашади ва бу жараён ушбу функция орқали ифодаланади:


(11.8)
бу ерда e = (Gх/Gб) - ҳаво буғ аралашмасидаги ҳавонинг миқдори, %; Gх - ҳавонинг сарфи, кг/с; Gб – буғнинг сарфи, кг/с; Р - қурилмадаги босим, Па; Reпл - конденсат юпқа қатлами оқимининг Рейнолpдс сони; Рe - Пекле критерийси, жараённинг гидродинамик шароити ва муҳитнинг хоссаларини белгилайди.
; (11.9)

бу ерда а - ҳарорат ўтказувчанлик коэффициенти, м2/с; Рr - Прандтл критерийси суюқликнинг қовушоқлик ва ҳарорат ўтказувчанлик хоссаларининг нисбатини ифода қилади.


(11.10)
Рейнолpдс критерийси оқимдаги инерция ва ишқаланиш кучларнинг нисбатини аниқлайди.

(11.11)
Фурpе критерийси нотурғун иссиқлик жараёнларида ҳарорат майдонининг ўзгариш тезлиги – муҳитнинг ўлчами вақт ва физик катталиклари - ўртасидаги боғлиқларни белгилайди
(11.12)
Грасгоф критерийси эркин конвекция пайтида иссиқ ва совуқ суюқлик зичликларининг фарқи таҳсирида ҳосил булган оқимнинг гидродинамик режимини ифодалайди

(11.13)
b - ҳажмий кенгайиш коэффициенти, 1/К; - девор ва атроф муҳит орасидаги ҳароратлар фарқи.

Иссиқлик ўтказишнинг ҳар қандай ҳолати учун алоҳида критериал тенглама мавжуд. Шундай қилиб, оқимнинг ҳар бир режими алоҳида критериал тенглама билан ифодаланади. Турбулент режимда


(11.14)
Ламинар режимда:

(11.15)
бу ерда
Download 0.83 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2   3




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling