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


Download 0.83 Mb.
bet3/3
Sana22.02.2020
Hajmi0.83 Mb.
1   2   3

7ЛАБОРАТОРИЯ ИШ
«ТРУБА ИЧИДА ТРУБА» ТИПИДАГИ ИССИҚЛИК АЛМАШИНИШ ҚУРИЛМАСИДА ИССИҚЛИК УЗАТИШ КОЭФФИЦИЕНТИНИ АНИҚЛАШ
Ишдан мақсад: а) суюқликнинг ҳаракат режими ва иссиқлик бериш коэффициентини аниқлаш .

б) иссиқлик узатиш ва алмашиниш юзасини аниқлаш.

в) иситиш юзасини аниқлаш ва «труба ичида труба» типидаги иссиқлик алмашиниш қурилмасида иситувчи агентдан совитувчи агентга

иссиқлик ўтказиш коэффициентини аниқлаш


ИШНИНГ НАЗАРИЙ АСОСЛАРИ

Иссиқлик ўтказиш - иссиқлик энергияси тарқалиш қонунларини ўрганувчи фандир. Иссиқлик ўтказиш қонунлари иситиш, совитиш, конденсацияланиш, буғлатиш каби иссиқлик жараёнларининг асоси бўлиб, иссиқлик таҳсирида борадиган масса алмашиниш жараёнларини амалга оширишда жуда катта аҳамиятга эга.



Ҳарорати юқори бўлган муҳитдан ҳарорати паст бўлган муҳитга бирор девор орқали иссиқликнинг берилиши иссиқлик ўтиши деб аталади. Бунда берилган иссиқликнинг миқдори иссиқлик ўтказишнинг асосий тенгламаси орқали топилади:

(12.1)
Бу тенглама биноан ҳарорати юқори бўлган муҳитдан ҳарорати паст бўлган муҳитга ўтаётган иссиқлик миқдори Q, ажратувчи деворнинг юзасига F, ўртача ҳароратлар фарқига ва вақт  га тўғри пропорционалдир. Узлуксиз ишлайдиган турғун жараёнлар учун (5.1) тенгламаги  ҳисобга олинмайди. У ҳолда:

(12.2)
Иссиқлик ўтказиш коэффициенти K ҳарорати юқори бўлган муҳитдан ҳарорати паст бўлган муҳитга вақт бирлиги ичида ажратувчи деворнинг юзаси 1 м2, муҳитлар ҳароратлари фарқи 10С бўлганда, ўтказилган иссиқлик миқдори билдиради.

Иссиқлик ўтказиш коэффициенти қуйидаги ўлчов бирлигига эга:



Цилиндрсимон юзадан иссиқлик ўтганда иссиқлик ўтказиш коэффициентини ушбу тенгламадан аниқлаш мумкин:

(12.3)

бу ерда 1, и - иситувчи, агентдан деворга иссиқлик ўтаётган пайтдаги иссиқлик бериш коэффициентлари, Вт/(м2K); 2, Т - девор юзасидан совутувчи агентга иссиқлик ўтаётган пайтдаги иссиқлик бериш коэффициентлари, Вт/(м2K);  - трубанинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти Вт/(м2K); / - труба деворининг қалинлиги; rи, rт - трубанинг ички ва ташқи радиуслари, м.



Текис девор учун иссиқлик ўтказиш коэффициентини қуйидаги ифодадан топиш мумкин:

(12.4)
Деворнинг термик қаршилигини камайтириш учун девор қалинлиги  ни камайтириш ва девор материалининг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентига  ни кўпайтириш керак. Конвектив иссиқлик алмашинишини ( 1 ва 2) интенсивлаш учун суюқликни аралаштириш ва оқимнинг тезлигини ошириш зарур. Агар иссиқлик нурланиш орқали тарқалаётган бўлса, нур чиқараётган юзанинг қоралилик даражасини ва унинг ҳароратини ошириш мақсадга мувофиқдир. Агар текис деворнинг термик қаршилиги ҳисобга олинмаса бунда юқорида берилган тенглама қуйидаги кўринишни олади:

тенгламадан кўриниб турибдики, К нинг қиймати ҳар доим  нинг энг кичик қийматидан ҳам кам бўлади.

Агар 1= 40 , 2 =5000 бўлса, у ҳолда К= 39,7 бўлади. 2 қийматнинг ортиши К нинг қийматига таҳсир қилмайди. 1= 40 ва 1= 10000 бўлганда К=39,8 бўлади.

Иссиқлик ўтказиш коэффициенти К нинг қийматини анчагина ошириш учун кичик қийматли  нинг қийматини (бизнинг мисолда 1 нинг қийматини) ўзгартириш лозим.



Агар 2=5000 ва 1 = 80 бўлса, К=78,8 ; 1= 200 деб олинса, К=192.

Демак, 1 << 2 бўлса, жараённи интенсивлаш учун фақат 1 нинг қийматини ошириш лозим экан. Агар 12 бўлса, бундай иссиқлик алмашиниш жараёнини тезлатиш учун иккала 1, ва 2, нинг қийматларини ҳам ошириш мақсадга мувофиқдир.

Конденсацияланаётган буғнинг иссиқлик бериш коэффициенти конденсацияланиш критерийси орқали хисобга олинади:

(12.5)

бу ерда r – буғланиш иссиқлиги, Ж/кг.

Конденсацияланиш критерийси K иситувчи агентнинг агрегат ҳолатининг ўзгаришини характерлайди. r ва c лар иситувчи агентнинг ўртача ҳарорати асосида аниқланади.

Иситиш юзаси иссиқлик ўтказишнинг умумий тенгламасидан топилади:



(12.6)
бу ерда Q – суюқликни иситиш учун кетган иссиқлик миқдори, Вт; К - иссиқлик ўтказиш коэффициенти, Вт/м2 К; - ўртача ҳароратлар фарқи ёки иссиқлик жараёнларнин ҳаракатлантирувчи кучи ва у қуйидаги тенглама билан топилади:
(12.7)

Агар бўлса, ўртача ҳароратлар фарқи қуйидаги ифодадан топилади:


(12.8)
(5.7) ва (5.8) формулалардаги ва иссиқлик алмашиниш қурилмасининг четларидаги ҳароратларнинг катта ва кичик фарқлари бўлиб, иссиқлик ташувчи агентларнинг йўналишига боғлиқ. Иссиқ ва совуқ суюқликлар ўзаро параллел, қарама-қарши ёки ўзаро кесишган ҳолда ҳаракат қилиши мумкин. Бундан ташқари, амалда иссиқлик ташувчи агентларнинг анча мураккаб ҳаракат йўналиш схемалари учрайди.


Қурилма баёни. «Труба ичида труба» иссиқлик алмашиниш қурилмаси 3 та горизонтал элементдан тузилган. Иссиқлик алмашиниш қурилмасидаги пўлат трубаларнинг ташқи диаметри 38х3 мм, ички диаметри эса 15х1,5 мм дан иборат. Уччала ички трубанинг ишчи узунлиги L=1270 мм га тенг.

Иситувчи агент сифатида иссиқ сув ишлатилади ва у иссиқлик алмашиниш қурилма трубасининг ички қисмида йўналтирилади. Иссиқлик алмашиниш қурилмасига киришдаги ва чиқишдаги сув ҳарорати симобли термометр 5 билан ўлчанади. Иситувчи буғ конденсати 4 орқали пастдан чиқариб юборилади



12.1 - расм. Труда ичида труба иссиқлик алмашиниш қурилмасидаги иссиқлик узатиш коэффициентини аниқлаш схемаси.

1-иссиқлик алмашиниш қурилмаси; 2-вентил; 3-ротаметр; 4-конденсат чиқарувчи; 5-термометр; 6-манометр; 7-буғ ҳосил қилувчи.


. Совитувчи агент сифатида совуқ сув ишлатилиб, у ички трубадан пастдан юқорига қараб ҳаракат қилади. Иссиқлик алмашиниш қурилмасида иссиқ ва совуқ сув сувлар ўзаро қарама-қарши йўналишда ҳаракат қилишади.

Сув сарфи 2 вентил билан созланади ва ротометр 3 билан ўлчанади. Ротометр йўқ бўлса, сув сарфини вентил 2 билан созлаш мумкин. Бунда иссиқлик алмашиниш қурилмасидан сувни чиқишида ўлчов цилиндри ўрнатилади ва сарфи аниқланади.



Ишнинг бажарилиши. Ишни бошида берилган сув сарфининг доимий сарфи ўрнатилади ва сувнинг сарфи аниқланади. Иситкичдан 10-15 минут трубалар орасидаги бўшлиққа буғ ҳайдалади. Буғ ҳайдалгандан кейин буғнинг иссиқлик алмашиниш қурилмасига киришдаги ва чиқишдаги буғ конденсатининг ҳароратлари ўлчанади. Сўнгра сувнинг иссиқлик алмашиниш қурилмасига киришдаги ва чиқишдаги ҳароратлари ўлчанади. Олинган натижалар бўйича иссиқлик узатиш коэффициентини ҳамда иситиш юзасини аниқлаймиз.

ТАЖРИБА НАТИЖАЛАРИНИ ХИСОБЛАШ
Иситувчи агент сув буғининг ва совитувчи агент сувнинг сарфларини аниқлаймиз. Сўнгра уларнинг ўртача ҳароратларини топамиз. Топилган ҳароратлар асосида сув буғининг ва сувнинг иссиқлик сиғими, қовушоқлиги ҳамда зичликларини жадваллар асосида топамиз.

Иссиқлик узатиш жараёнини ўртача ҳаракатлантирувчи кучини аниқлаш учун олдин жараён бошида ҳароратлар фарқи аниқланади:

сув буғи

tб  tо сув (12.9)



tо  tб


tкат tкич




12.2 - расм. Горизонтал труба ичидаги сув буғи конденсатланиши

коэффициент А ни қиймати.

Агар tкат/tкич > 2 бўлса, у ҳолда tўрт қуйидаги ўртача логорифмик тенглама билан ҳисобланади:



(12.10)

Агар tкат/tкич  2 бўлса, у ҳолда tўрт қуйидаги ўртача арифметик муносабат билан аниқланади:



(12.11)
Тажриба натижаларидан иссиқлик узатишнинг умумий коэффициенти К аниқланади. Иссиқлик алмашиниш қурилмаси учун иситувчи агентдан деворга берилаётган иссиқлик миқдори қуйидаги тенгламадан аниқланади:
Q = K tўр F = Gc Cc (t2 – t1) (12.12)
бу ерда: К - иссиқлик узатиш коэффициенти, Вт/(м2К); tўр – иссиқлик узатиш жараёнини ўртача ҳаракатлантирувчи кучи – сув ва буғнинг ўртача ҳароратлар фарқи, К; F - иссиқлик узатиш юзаси, м2; Gc – сув сарфи, кг/с; Сс – сувнинг иссиқлик сиғими, Дж/(кгК)

Сувнинг сарфини аниқлаймиз:



(12.13)

Оқимнинг ҳаракат режими қуйидаги тенгламадан аниқланади:



(12.14)
Сув ҳаракати тезлиги қуйидаги тенгламадан аниқланади:
(12.15)
бу ерда V – сувнинг ҳажмий сарфи, м3/с; d – трубанинг ички диаметри, м.

Суюқлик оқими учун Прандтл критерияси қуйидаги тенгламадан аниқланади:



(12.16)

бу ерда с, ,  - ўртача ҳароратда суюқликнинг иссиқлик сиғими, қовушоқлиги ва иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентлари.



Тўғри труба ва каналларда ривожланган турбулент оқим учун Нусселpт критерияси қуйидаги тенгламадан аниқланади: (Re > 10 000).
(12.17)

бу ерда Рr - Прандтл критерийси, сувни ўртача ҳарорати ҳисобланади; Рrд - Прандтл критерийси, қурилма деворини ўртача ҳароратида ҳисобланади.

Ўтиш соҳасида иссиқликнинг берилиши (2300 (12.18)

Тўғри труба ва каналлардаги ламинар оқимда иссиқликнинг берилиши (Re < 2300) қуйидаги ҳисоблаш тенгламасидан аниқланади:



(12.19)

Сўнгра иссиқлик бериш коэффициенти  нинг қиймати топилади:


(12.20)
бу ерда  - иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти, Вт/м К.

Техникавий ҳисоблашларда, агар иссиқлик беришнинг иккинчи коэффициенти анча кичик қийматга эга бўлса, конденсацияланаётган сув буғи учун иссиқлик бериш коэффициентанинг қийматини тахминан қуйидаги интервалда олиш мумкин:


 = 10000 ….. 12000 Вт/ м2 К
Иссиқлик ўтказиш коэффициенти К нинг ҳисобий қийматини қуйидаги тенгламадан топилади:

, [] (12.21)
бу ерда  - труба деворининг қалинлиги  = 0,002 мм;  - иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти, =46,5 Вт/м К.

Иситиш юзаси иссиқлик ўтказишнинг умумий тенгламасидан топилади:


(12.22)
бу ерда Q – суюқликни иситиш учун кетган иссиқлик миқдори, Вт; К - иссиқлик ўтказиш коэффициенти, Вт/м2 К; - ўртача ҳароратлар фарқи.

«Труба ичида труба» иссиқлик алмашиниш қурилмасида сувнинг буғ билан иситишда ҳар хил режимларда олинган тажриба натижалари қуйидаги жадвалга ёзилади.
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