Truba ichida truba


Download 322.32 Kb.
Pdf ko'rish
Sana14.11.2020
Hajmi322.32 Kb.

6-LABORATORIYA ISHI 

“TRUBA ICHIDA TRUBA” TURIDAGI ISSIQLIK ALMASHINISH 

QURILMASINING ISSIQLIK BERISH KOEFFITSIENTINI ANIQLASH

 

 



 

Ishning nazariy asoslari 

 

Ko’pchilik  texnologiya  jarayonlarining  intensivligi,  isitish  yoki  sovutish 



jarayonini qanday amalga oshirilayotganiga bog’liq. 

 

Issiqlik  jarayonlari  –  haroratlar  farqi  mavjud  bo’lganda,  harorati  yuqori  bir 



jismdan harorati past ikkinchi jismga issiqlikning o’tish holati tushuniladi. 

 

 Bunday  jarayonlar  issiqlik  almashinish  qurilmalarida  amalga  oshiriladi. 



Issiqlik  almashinish  jarayonlarida  qatnashuvchi  moddalar  issiqlik  tashuvchi 

agentlar  deb  ataladi.  Isituvchi  agentlar  yuqori  haroratga  ega  bo’lib,  o’zidan 

issiqlikni  isitilayotgan  muhitga  beradi.  Sovitilayotgan  muhitga  nisbatan  past 

haroratga ega bo’lgan va o’ziga muhitdan issiqlikni oluvchi moddalar sovutuvchi 

agentlar deb ataladi. 

 

Issiqlik  tashuvchi  agentlardan  sovutuvchi  agentlarga  issiqlik  tarqalishining 



uchta turi mavjud: 

1.  Issiqlik o’tkazuvchanlik (yoki konduktsiya hodisasi); 

2.  Konvektsiya; 

3. Issiqlikning nurlanishi. 

 

Bir-biriga  tegib  turgan  zarrachalarning  tartibsiz  harakati  natijasida  sodir 



bo’ladigan issiqlikning o’tish jarayoni issiqlik o’tkazuvchanlik deyiladi.  

 

Issiqlik  o’tkazuvchanlik  yo’li  bilan  uzatilayotgan  issiqlik  miqdori  Fure 



qonuniga asosan topiladi: 

                                          



dFd



dn

dt

dQ



                                               

(6.1) 


 

Gaz  yoki  suyuqliklarda  makroskopik  hajmlarning  harakati  va  ularni 

aralashtirish  natijasida  yuz  beradigan  issiqlikning  tarqalishi  konvektsiya

 

deb 



ataladi. Konvektsiya iki xil bo’ladi. Gaz yoki suyuqliklarning har xil qismlaridagi 

zichliklarning farqi natijasida hosil bo’ladigan issiqlikning almashinishi tabiiy yoki 



erkin  konvektsiya  deyiladi.  Tashqi  kuchlar  ta‘sirida  (nasoslar  yordamida  uzatish, 

mexanik  aralashtirgichlar  bilan  aralashtirish  paytida)  majburiy  konvektsiya  hosil 

bo’ladi. 

 

Issiqlik  tashuvchi  agentdan  trubaning  devoriga  yoki  trubaning  devoridan 



sovutuvchi  agentga  issiqlikning  o’tishiga  -  issiqlik  berish  deyiladi  va  u 

Nyutonning sovutish qonuniga asosan aniqlanadi: 

                                                        

)

(



m

d

t

t

F

Q





                                 

 (6.2) 


ya‘ni, 

  vaqt  ichida  o’tayotgan  issiqlik  miqdori 



Q

  devor  yuzasi  va  muhit 

temperaturalarinig  farqiga 

)

(



m

d

t

t

  hamda  jarayonning  davomliligiga  to’g’ri 



proportsionaldir. 

 

Hozirgi  vaqtda  konvektiv  issiqlik  almashinish  jarayonlarini  tezlatishni  bir 

necha  xil  turlari  o’rganilgan  va  yangi  qurilmalarda  (isitgichlarda)  qo’llanishga 

tavsiya etilgan.  

 

Bir  fazali  suyuqliklarning  truba  ichida  oqib  o’tayotganda  quyidagi  yo’llar 



bilan  issiqlik  almashinishni  tezlatish  mumkin:  sun‘iy  yo’l  bilan  truba  yuzasida 

turbulizatorlar,  g’adir-budirliklar  va  qirralar  hosil  qilish,  spiralsimon  qirralar 

yordamida  oqimga  aylanma  harakat  berish,  shnekli  va  oqimga  to’lqinsimon 

yo’nalish beruvchi moslamalar yordamida amalga oshiriladi. 

 

Bug’larni  kondensatsiyalash  jarayonida  esa  kondensat  yupqa  qatlamni 



turbulizator  yoki  qirralar  yordamida  buzish,  maxsus  qurilma  orqali  tomchisimon 

kondensatsiya  hosil  qilish,  oqimga  yoki  issiqlik  almashinish  yuzasiga  aylanma 

harakat  berish  usullari  yordamida  issiqlik  jarayonini  tezlatish  mumkin.  Issiqlik 

almashinish  jarayonini  tezlatish  uchun  faqat  truba  yuzasining  samaradorlik 

ko’rsatkichi  yetarli  emas.  Bundan  tashqari  issiqlik  almashinish  qurilmalarini 

yig’ish  texnologiyasi,  mustahkamligi,  truba  yuzasining  ifloslanish  darajasi, 

foydalanish xususiyatlari kabi ko’rsatkichlarga ahamiyat berish kerak. 

 

Hozirgi  paytda  oqimni  sun‘iy  ravishda  turbulizatsiya  qilish  usullari  bilan 



konvektiv issiqlik almashinishni tezlatish eng samarador usul deb tan olingan. 

 

Bunday  qulay  va  samarali  usullardan  biri  dumalatib  zichlash  orqali 



trubalarda sun‘iy g’adir-budirliklar hosil qilishdir (6.1-rasm)  

d

D

d

h

t

D

 

 



6.1-rasm. Silliq (a) va dumalatib zichlashtirilgan (b) trubalarning bo’ylama 

kesimlari tasviri.

 

Issiqlik  berish  koeffitsienti 



  devorning  1  m

2

  yuzasidan  suyuqlikka  1  s 



vaqt  ichida,  devor  va  suyuqliklar  farqi  1

С  bo’lganda,  berilgan  issiqlikning 



miqdorini bildiradi va u quyidagi o’lchov birligiga ega:  

                                        

 

K

m

Vt

K

s

m

J

t

t

F

Q

m

d







2

2



)

(



                              

(6..3) 

 

Proportsionallik  koeffitsiyenti 



  devor  yuzasidan  atrof  muhitga  yoki 

aksincha  atrof  muhitdan  devorga  issiqlik  o’tishi  intensivligini  xarakterlaydi. 

Issiqlik  berish  koeffitsienti  ko’pchilik  faktorlarga:  oqimning  tezligiga  w  va 

zichligiga 

,  uning  qovushqoqligi 



,  muhit  issiqlik  va  fizik  xossalariga, 

issiqlik  sig’imi  ,  issiqlik  o’tkazuvchanlik  koeffitsiyenti 

,  suyuqlikning 



hajmiy kengayish koefffitsiyenti 

, devorning shakli, o’lchami va uning g’adir-



budirligiga 

 bog’liq, ya‘ni: 



                                             







,

,



,

,

,



,

,

,



l

c

w

f

                      (6.4) 



 

Issiqlik  berish  koeffitsiyenti 

  ko’pchilik  faktorlarning  funktsiyasi 



bo’lganligi  uchun,  bu  koeffitsientni  Nusseltning  kriterial  tenglamasidan  topish 

mumkin: 


                                                              



l

Nu



                                 (6.5) 

 

Nu -Nusselt kriteriysi devor va oqim chegarasida issiqlikning o’tish tezligini 

xarakterlaydi;  -aniqlovchi  geometrik  o’lcham  (trubalar  uchun  uning  diametri), 

m; 


-muhitning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti, Vt /(mK). 

 

Konvektiv  issiqlik  almashinishning  kriterial  tenglamasi  umumiy  holda 



quyidagi ko’rinishga ega:  

                                               

...)

,

Pr,



,

(Re,


Pe

Fo

Gr

f

Nu

                                  



(6.6) 

   Dumalatib  zichlash  usuli  bilan  olingan  trubalar  uchun  issiqlik  almashinish 

tezligi quyidagi ko’rsatkichlarga bog’liq: 

                                              

)

,

,



,

Pr,


(Re,

D

t

D

d

D

h

f

Nu



                                

(6.7) 


bu yerda 





s

d

T

,

temperatura faktori; 



D

/

– dumalatib zichlashning o’lchovsiz 

diametri; 

D

/

– dumalatib zichlashning o’lchovsiz qadami. 

 

Bug’larni silliq trubali qurilmalarda kondensatsiyalash paytida, bug’ tarkibiga 



havo  qo’shilib  qolsa,  issiqlik  almashinishnig  tezligi  keskin  ravishda  kamayib 

ketadi.  Lekin,  kondensatorlardagi  silliq  trubalar,  dumalatib  zichlash  usuli  bilan 

olingan  trubalar  bilan  almashtirilsa,  issiqlik  almashinish  tezlashadi  va  bu  jarayon 

ushbu funktsiya orqali ifodalanadi: 

                                         

)

,



,

,

,



,

,

Re



(Re,

P

D

t

D

t

D

d

D

h

f

Nu

PL



                                    

(6.8) 


bu  yerda 



)

/

(



b

x

G

G

havo  bug’  aralashmasidagi  havoning  miqdori,  %; 



x

G

havoning  sarfi,  kg/s; 



b

G

–bug’ning  sarfi, kg/s;  Р –qurilmadagi  bosim,  Pa; 



PL

Re



kondensat  yupqa  qatlami  oqimining  Reynolds  soni. 

Ре–Pekle  kriteriysi, 

jarayonning gidrodinamik sharoiti va muhitning hossalarini belgilaydi. 

;

a

l

Pe



 





c

a

 

bu  yerda 



–temperatura  o’tkazuvchanlik  koeffitsiyenti,  m

2

/s; 



Pr Prandtl 

kriteriysi suyuqlikning qovushoqlik va temperatura o’tkazuvchanlik hossalarining 

nisbatini ifoda qiladi.  

 

  

 



a

v

v

l

w

a

l

w

Pe





:

Re

Pr



 

 (6.9) 


 

Reynolds  kriteriysi  oqimdagi  inertsiya  va  ishqalanish  kuchlarning  nisbatini 

aniqlaydi. 

                                                 



v

d

w

p

d

w

Pe





Re



Re

                               (6.10) 

 

Fure  kriteriysi  noturg’un  issiqlik  jarayonlarida  temperatura  maydonining 



o’zgarish tezligi – muhitning o’lchami vaqt va kattaliklari – o’rtasidagi bog’liqlarni 

belgilaydi. 

                                                            

2

l



a

Fo



                                             

(6.11) 

 

Grasgof  kriteriysi  erkin  konvektsiya  paytida  issiq  va  sovuq  suyuqlik 



zichliklarining  farqi  ta‘sirida  hosil  bo’lgan  oqimning  gidrodinamik  rejimini 

ifodalaydi: 

                                                                

t

v

l

g

Gr





2

3



                             (6.12) 

 



hajmiy  kengayish  koeffitsiyenti, 



K

/

1





t

devor  va  atrof  muhit 

orasidagi temperaturalar farqi. 

 

Issiqlik  o’tkazishning  har  qanday  holati  uchun  alohida  kriterial  tenglama 



mavjud. 

 

Shunday  qilib,  oqimning  har  bir  rejimi  alohida  kriterial  tenglama  bilan 



ifodalanadi. Turbulent rejimda  

                                         

25

,

0



43

,

0



8

,

0



Pr

Pr

Pr



Re

023


,

0











g



s

Nu

                                     

(6.13) 

Laminar rejimda: 



                                                    

25

,



0

1

,



0

43

,



0

33

,



0

Pr

Pr



Pr

Re

17



,

0











g

s

Gr

Nu

                   (6.14) 

bu  yerda 

s

Pr

-suyuqlikning  o’rtacha  temperaturasida  hisoblanadi; 



d

Pr

-devorning 



o’rtacha temperaturasida hisoblanadi. 

 

Kondensatsiyalanayotgan 



bug’ning 

issiqlik 

berish 

koeffitsiyenti 



kondensatsiyalanish kriteriysi orqali hisobga olinadi: 

                                                 



t

C

r

K

P



                                                       

(6.15) 

 

bu yerda, 



r

-bug’lanish issiqligi, J/kg. 



 

Kondensatsiyalanish  kriteriysi  К  isituvchi  agentning  agregat  holati 

o’zgarishini  xarakterlaydi. 

r

  va    lar  isituvchi  agentning  o’rtacha 

temperaturasiga asosan beriladi. 

 

Laboratoriya  ishini  bajarishdan  maqsad  –  isituvchi  agentdan  trubaning 



devoriga  yoki  trubaning  devoridan  sovituvchi  agentga  issiqlik  o’tganda  issiqlik 

berish koeffitsiyentlarini aniqlash.

  

 

 



Ishni bajarish tartibi 

Quyidagi  rasmda  eksperimental  qurilma  sxemasi  tasvirlangan.  Qurilma 

naporli bak 19, “truba ichida truba” tipidagi issiqlik almashinish qurilmadan 12 va 

suv  sarfini  o’lchovchi  asboblardan  iborat.  Isituvchi  agent  sifatida  issiq  suv 

ishlatiladi  va  u  issiqlik  almashinish  qurilma  trubasining  ichki  qismida 

yo’naltiriladi.  Sovituvchi  agent  sifatida  sovuq  suv  ishlatilib,  u  trubalar  va 

qurilmaning  ichki  devori  oralig’idagi  bo’shliqda  harakat  qiladi.  Issiqlik 

almashinish  qurilmasida  issiq  va  sovuq  suv  o’zaro  qarama-qarshi  yo’nalishda 

harakat qiladi. 

 

 



 

6.2-rasm. Laboratoriya qurilmasining sxemasi. 

1-9  termoparalar;  10-termoparalarni  potentsiometrga  ulaydigan  qurilma;  11-

potentsiometr;  12-issiqlik  almashinish  qurilmasi;  13,14-suv  sarfini  o’lchaydigan 

RS  rotametri;  15-18-suv  sarfini  rostlovchi  moslamalar;  19-bosim  hosil  qiluvchi 

idish; 20-suv balandligini ko’rsatuvchi naycha; 21-issiq suv beriladigan truba. 

Temperatura  termoparalar  yordamida  o’lchanadi  va  ularning  tartib  raqami 

quyidagi jadvalda berilgan. 

 

Termo- 


paralar 

tartib 


raqami 

  

O’lchanayotgan temperatura 



 

Belgilani

shi 

1. 


Issiq suv qurilmaga kirishdan oldin 

t



2. 

Issiq suv qurilmaga chiqqandan so’ng 

t



3. 



Sovuq suv qurilmaga kirishdan oldin 

t



4. 

Sovuq suv qurilmaga chiqqandan so’ng 

t



5. 

Ichki devor atrofidagi suvning temperaturasi 

t



6. 



Kichik truba ichki devorining temperaturasi 

t



7. 

Kichik truba tashqi devorining temperaturasi 

t



8. 



Katta trubaning ichki devori atrofidagi suyuqlik temperaturasi 

t



9. 

Bakdagi suvning temperaturasi 

t



 



Laboratoriya ishida issiqlik berish koeffitsiyentini aniqlash quyidagi tartibda 

olib boriladi: 

1.  Naporli  bak  19  suv  bilan  to’ldiriladi  va  termopara  9  yordamida  uning 

temperaturasi aniqlanadi. Buning uchun termoparalarni potentsiometrga ulaydigan 

qurilmani 0 (nol) holatiga qo’yiladi. 

2.  Sovuq  suv  berila  boshlanadi.  Uning  sarfi  rotametr  13  yordamida 

o’lchanadi. 

3. So’ng issiq suv berib, uning sarfi, rotametr 14 yordamida o’lchanadi. 

4. Hamma termoparalarning ko’rsatkichlari aniqlanadi va yozib olinadi. 

5.  Besh  minut  vaqt  o’tgandan  keyin  qaytadan  hamma  termoparalar 

ko’rsatkichi aniqladi va yozib olinadi. 

6.  Sovuq  yoki  issiq  suvning  sarfi  ko’paytiriladi  va  4,  5  bandlardagi  ishlar 

qaytariladi. 

 

 



 Tajriba ko’rsatkichlarini hisoblash 

Isituvchi  agentdan  devorga  berilayotgan  issiqlik  miqdori  quyidagi 

tenglamadan aniqlanadi: 

                                            

)

(

2



1

1

1



t

t

c

G

Q



 



         (6.16) 

bu  yerda 

1

G

-isituvchi  agentning  sarfi,  kg/s; 

1

c

-o’rtacha  temperaturadagi 

2

2

1



'

t

t

t

r

o



 isituvchi agentning issiqlik sig’imi. 

Tenglamadan 



Q

  ning  qiymatini  aniqlab,  isituvchi  agentdan  truba  djevori 

orasidagi tajribaviy issiqlik berish koeffitsiyenti 

1



quyidagi formuladan topiladi: 

                                         

)

(

2



1

1

1



1

t

t

F

Q





  

  (6.17) 

bu yerda 

1

F

- truba devorining yuzasi, 

2

1



193

,

0



m

F

.  



Isitilgan  truba  devoridan  sovutuvchi  agentga  o’tayotgan  issiqlik  miqdori 

quyidagi formula yordamida aniqlanadi: 

                                      

)

(



3

4

2



2

1

t



t

c

G

Q



                                   (6.18) 



bu  yerda 

2

G

-sovutuvchi  agent  sarfi,  kg/s; 

2

c

-o’rtacha  temperatura 

2

4



3

'

t



t

t

r

o



 

dagi sovuq agentning issiqlik sig’imi, 



К

kg

J

/



Truba devori va sovutuvchi agent orasidagi issiqlik berish koeffitsiyenti 

2



quyidagi formuladan topiladi: 



                                         

)

(



3

4

2



2

2

t



t

F

Q





           

     (6.19) 

bu yerda 

2

F

-ichki trubaning yuzasi, 

2

1



139

,

0



m

F



Issiqlik berish koeffitsienti qiymatini kriterial tenglamadan aniqlanadi: 

                         

25

,

0



1

,

0



43

,

0



33

,

0



)

Pr

Pr



(

Pr

Re



17

,

0



d

s

Gr

Nu



(6.20) 



                                      





d



Re

(6.21) 


bu yerda 

-suyuqlikning tezligi, sekundli sarf tenglamasidan topiladi: 



                                           

F

V

с



 (6.22) 


bu  yerda 

s

V

-suyuqlikning  hajmiy  sarf  miqdori,  m/s;  -trubaning 

ko’ndalang  kesimi, 

4

/



2

d

F



.  Trubalar  ko’ndalang  kesimi  uchun 

,

021


,

0

(



4

/

2



m

d

d

F

e



 



)

028


,

0

m



d

e

. Tegishli jadvaldan olinadi. 



                                         





c

Pr

(6.23) 


bu  yerda 



,

,

c

-o’rtacha  temperaturadagi  suyuqlikning  issiqlik  sig’imi, 

qovushoqligi  va  issiqlik  o’tkazuvchanlik  koeffitsientlari  (tegishli  jadvaldan 

olinadi). 

                                        



t

d

g

Gr

e





2



3

 

 



(6.24) 

bu  yerda 

-hajmiy  kengayish koeffitsientining qiymati,  tegishli  jadvaldan 



olinadi; 

t

-devor  va  atrof  muhit  orasidagi  temperaturalar  farqi; 



e

d

-truba 


diametri; 

-suyuqlikning kinematik qovushoqligi (tegishli jadvaldan olinadi). 



 

1

,



1

25

,



0

Pr

/



Pr



d

s

  

bu  yerda 



d

Pr

-kriteriyni  hisoblash  uchun  suyuqlikning  fizik-kimyoviy 



kattaliklari devorning temperaturasi buyicha olinadi. 

Issiqlik  o’xshashlik  kriteriylarining  qiymatlarini  bilgan  holdagina,  Nusselt 

kriteriysini  aniqlash  mumkin.  So’ngra, 

Nu   kriteriysidan  issiqlik  berish 

koeffitsiyenti 

 topiladi: 



                                    



d

Nu



  (6.25) 

bu  yerda 

-issiqlik  o’tkazuvchanlik  koeffitsiyenti  (tegishli  jadvaldan 



olinadi). So’ngra tajribaviy va hisobiy 

 larning qiymatlari taqqoslab tajribaning 



xatosi % larda aniqlanadi. 

 Hisobot jadvali 

 

Suv sarfi 



Temperatura, 

С 



 

1



 

tajr 


 

2



 

tajr 


 

3



 

tajr 


 

4



 

tajr 


 

5



 

tajr 


 

 



hisob 

Issiq 


Sovuq 

t



t

t



t



t

t



t



t

t



 

s



/

3

   



s

/

3

   



 

 

 



 

 

 



 

 

   



   

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 


Nazorat savollari 

1. Nyutonning sovutish qonuni. 

2. Issiqlik berish koeffitsiyenti va uning turli faktorlarga bog’liqligi. 

3.  Issiqlik  berishni  hisoblash  uchun  kriterial  tenglamalar:  a)  isituvchi  agentning 

agregat holati o’zgarganda; b) isituvchi agentning agregat holati o’zgarmaganda. 

 

Adabiyotlar 

1.  N.R.Yusupbekov,  H.S.  Nurmuhamedov,  P.R.  Ismatullaev  “Kimyo  va 

oziq-ovqat  sanoatlarning  jarayon  va  qurilmalari  fanidan  hisoblar  va  misollar”.  –

Toshkent, Nisim, 1999.-351 b. 

2.  Z.Salimov,  I.Tuychiev.  “Ximiyaviy  texnologiya  protsesslari  va 

apparatlari”. –Toshkent, O’qituvchi, 1987.-406 b. 

3.  K.F.  Pavlov,  P.G.Romankov,  A.A.Noskov.  “Primer  i  zadachi  po  kursu 

protsessov i apparatov ximicheskoy texnologii”. –L.:Ximiya, 1981. -575 s.  

4. N.I. Gelperin «Osnovne protsess i apparat ximicheskoy texnologii». – M.: 

Ximiya, 1981. –kn.1. -410 s.  

 

 



 

Download 322.32 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




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