Mavzu; Uch korpusli burg‘ilatish qurilmasining hisobi g-6000kg/soat Mundarija

KIRISH
|
|
|
|
|
|
|
bet
|
|
|
|
|
|
|
O’lchov
|
Varaq
|
№xujjat
|
Imzo
|
sana
|
Mavzu; Uch korpusli burg‘ilatish qurilmasining hisobi G-6000kg/soat
Mundarija
Kirish
1.Nazariy qism
2.Hisob qismi
2.1. Uch korpusli bug'latish qurilmalarini loyihalash asoslari
2.2. Bug'latish qurilmalarining tasnifi
2.3. Uskunani tanlash asoslari
2.4. Bug'latish qurilmalarining sxemalari
2.5. Uch korpusli bug'latish qurilmalarini hisoblash
2.6. Korpuslar bo'yicha eritmaning konsentrasichsini hisoblash
4. Korpuslar bo'yicha isituvchi bug' bosimining taqsimlanishi
5. Korpuslar bo'yicha temperaturaning pasayishini hisoblash
5.1. Temperatura depressiyasi
5.2. Gidrostatik effekt depressiyasi
5.3. Gidravlik qarshilik depressiyasi
6. Korpuslarda qaynash temperaturalarini aniqlash
7. Har bir korpus uchun issiqlik o'tkazish koeffisientini aniqlash
8. Korpuslar bo'yicha issiqlik balanslarini tuzish
9. Foydali temperaturalar farqining korpuslar bo'yicha taqsimlanishi
10. Har bir korpusning isituvchi yuzasini aniqlash
Xulosa
Adabiyotlar
KIRISH
Kimyo va neft va gaz sanoati mashina va jihozlari mutaxassisligi boyicha yuqori malakali bakalavr tayyorlashda “Asosiy texnologik jarayon va qurilmalar” fanini o’rganish muhimdir va umum texnikasi fanlarni o’zlashtirishi lozim.
Bo’lg’o’si bakalavrlar o’larini olgan bilimlarini kelajakda kundalik amaliy ish faoliyatini muayyan bajarishida, ya’ni texnikaviy masalalarni hal qilishda qo’llay olishlari kerak, jumladan:
- texnologiya jihozlarini ishlatishda, ta’mirlashda va ular loyihasini mukammallashtirishda;
- yangi texnologiya jihozlarini tahlil va tadbiq qilishda qatnashish;
- mashina, avtomatlar va uzviy texnologiyaviy tizimlarni tadbiq qilishda.
Talabalarni “Asosiy texnologik jarayon va qurilmalar” fanini o’rganish kelajakda turli xil zamonaviy mashina va jihozlarni konstruksiyasini loyihaviy oladigan, ularni ishlab chiqarishda qo’llay oladigan mutaxassis bo’lib, yetishsishlarida chuqur o’rganishlari katta ahamiyatga ega. Shu sababli ushbu fanning o’quv jarayonida tutgan o’rni muhimdir.
Ko’p qirrali kimyo va neft va gaz sanoati va uning mashinasozlik sohalarining talablariga javob bera oladigan bakalvr tarmoq texnologik jihozlari, avtomatik jihozlari va tizimlarini hisoblash va loyihalash borasida ishtirok etishi uchun yetarli bilimga ega bo’lishi lozim. Shuning uchun ishlab chiqarishga yuqori malakali bakalvr yetishtirib berish asosiy vazifalardan biridir.
“Asosiy texnologik jarayon va qurilmalar” fanining asosiy vazifalari quyidagilar hisoblanadi:
- umummuxandislik va maxsus fanlar birligini bog’lash;
- texnologiyaviy jihozlarni loyihalash davrida sinflarga ajratish;
- neft va gaz va kimyo sanoati korxonalari texnologik jihozlarining texnikaviy sifatini, ish unumdorligi va samaradorlik ko’rsatgichlarini oshirish, ularning loyihaviy xavfsizligi va ekspluatatsiyaviy ishonchligini ta’minlashi;
- amaliyotda hisoblash va loyihalash va loyihalashni tutgan o’rni;
“Asosiy texnologik jarayon va qurilmalar” fanidan kurs ishini bajarishda talabalar “Uch korpusli bug’latish qurilmasining hisobi” mavzusida hisoblash ishlarini olib boradi.
Uchuvchan bo‘lmagan eritmalarning tarkibidagi erituvchini qaynash haroratida quyuqlashtirish jarayoni bug‘latish deb ataladi. Bug‘latish jarayonida eritmaning butun hajmidan bug‘ ajralib chiqadi. Qaynash haroratidan past haroratlarda esa bug‘latish jarayoni ro‘y beradi. Bu jarayonlarni farqlay olish mumkin.
1.NAZARIY QISM
1.1.Bug‘latish
Qattiq, uchuvchan bo‘lmagan yoki uchuvchanligi yomon bo‘lgan moddalar eritmalarini qaynatish davrida erituvchisini va hosil bo‘lgan bug‘larni chiqarib yuborish jarayoniga bug‘latish deyiladi.
Odatda, sanoat miqyosida bug‘latish jarayoni eritmalarni qaynatish yo‘li amalga oshiriladi.
Eritmalarni bug‘latishdan maqsad ularning konsentratsiyasini orttirish bo‘lib, ya’ni eritmalarni quyuqlashtirishdir. Agarda, quyuqlashtirilgan eritmalardan yana erituvchi chiqarilsa, qattiq moddalar kristallana boshlaydi va kristallar ajralib chiqadi.
Suyultirilgan eritmalar konsentratsiyasini oshirish yoki ulardan erigan moddalarni kristallash usulida ajratib olish uchun bug‘latish jarayoni qo‘llaniladi.
Kimyo, oziq - ovqat va boshqa sanoatlarda bug‘latish jarayonidan keng ko‘lamda foydalaniladi. Masalan, tuz, ishqor kabi moddalarning suvli eritmalarini, mineral va organik kislotalar, ko‘p atomli spirtlar, shakar va konserva mahsulotlarini ishlab chiqarish texnologiyasida tomat, sut va sharbatlarni konsentrlashda bu jarayonsiz texnologiyani tasavvur qilib bo‘lmaydi. Shu bilan birga, ushbu jarayonni toza erituvchi ishlab chiqarish uchun ham qo‘llasa bo‘ladi.
Shuni alohida qayd etish kerakki, agar bug‘lanish jarayoni qaynash temperaturasidan past, istalgan temperaturada eritma yuzasida sodir bo‘lsa, bug‘latish esa - qaynash temperaturasidan yuqori temperaturada, eritmaning butun hajmida yuz beradi.
Ushbu jarayonlar bug‘latish qurilmasi deb nomlanadigan qurilmalarda amalga oshiriladi. Ma’lumki, uzluksiz va uzlukli bug‘latish jarayonlarini tashkil etish mumkin. Uzlukli ishlaydigan qurilmalar, odatda kam miqdorda mahsulot ishlab chiqaradigan texnologiyalarda qo‘llaniladi.
Yirik sanoat korxonalarida uzluksiz ishlaydigan bug‘latish qurilmalaridan foydalaniladi va ularning issiqlik almashinish yuzalari 600...1000 m2 bo‘ladi. Bunday qurilmalarning tejamliligini aniqlovchi asosiy omil bo‘lib, undagi bug‘ va suv sarfi hisoblanadi.
Bug‘latish vakuum, atmosfera va yuqori bosim ostida olib borilishi mumkin.
Vakuum ostida bug‘latish paytida ikkilamchi bug‘ni maxsus kondensatorda kondensatsiyalash yo‘li bilan qurilmada vakuum hosil qilinadi va nasos yordamida kondensatsiyalanmagan gazlar so‘rib olinadi. Bu usulda jarayon olib borilsa, eritmaning qaynash temperaturasini pasaytirishga erishsa bo‘ladi. Natijada yuqori temperaturaga o‘ta ta’sirchan mahsulotlar sifatini saqlab qolish imkoniyati tug‘iladi. Undan tashqari, vakuumni jarayonda qo‘llash, harakatga keltiruvchi kuch miqdorini oshiradi va bug‘latish qurilmasining issiqlik almashinish yuzasini, hamda metall sarfini kamaytirish imkonini beradi.
Vakuum ostida bug‘latishning yana bir afzalligi shundaki, past temperatura va bosimli issiqlik eltkichlardan foydalanish mumkin. Bu usulda bug‘latilganda, hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ni, keyingi korpusda birlamchi bug‘ sifatida qo‘llash mumkin.
Albatta, bu usulning kamchiliklari ham bor: jarayonda vakuumni qo‘llash uning narxini oshiradi; bug‘latgichdan tashqari bir nechta qo‘shimcha qurilma va moslamalar ishlatish kerak.
Atmosfera bosimida bug‘latish jarayonida hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ atrof muhitga chiqarib yuboriladi. Bunday usul eng sodda deb hisoblansa ham, lekin u iqtisodiy jihatdan eng tejamsizdir.
Yuqori bosim ostida bug‘latish jarayonida hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ qaytadan bug‘latish jarayonida, hamda boshqa maqsadlar uchun ham ishlatish mumkin. Bu usulda jarayon yuqori bosimda olib borilgani uchun, eritmalarning qaynash temperaturasi ancha ko‘tariladi.
Boshqa maqsadlar uchun ishlatiladigan ikkilamchi bug‘ - ekstra bug‘ deb nomlanadi. Yuqori bosim ostida bug‘latish jarayonida ajralib chiqqan ikkilamchi bug‘ni qaytadan qo‘llash, vakuum ostida bug‘latishga nisbatan issiqlikdan to‘la miqdorda foydalanish imkonini beradi. Shuning uchun, ushbu usul faqat issiqlikka bardosh eritmalarni bug‘latish uchun ko‘llaniladi. Undan tashqari, yuqori bosim ostida bug‘latish jarayoni uchun yuqori temperaturali issiqlik eltkichlarni ishlatish kerak. Bu hol albatta uning eng asosiy kamchiligidir.
Atmosfera bosimi, ayrim hollarda vakuum ostida jarayon olib borilganda, bir korpusli bug‘latkichlardan foydalaniladi. Lekin, sanoat miqyosida ko‘pincha bir necha qurilmadan yig‘ilgan ko‘p korpusli bug‘latish qurilmalarida jarayonni olib borish keng tarqalgan. Bunday qurilmalarda faqat birinchi korpusda birlamchi bug‘ ishlatiladi. Ikkinchi, uchinchi va keyingi korpuslarda esa, oldingi korpusda ajralib chiqqan ikkilamchi bug‘ ko‘llanilsa, eltkich tejalishiga sababli bo‘ladi va bug‘ sarfining kamayishiga olib keladi.
Bir korpusli bug‘latish qurilmalarida ham, birlamchi bug‘ sarfini kamaytirish mumkin. Buning uchun, qurilmadan chiqayotgan ikkilamchi bug‘ issiqlik nasosi yordamida birlamchi bug‘ temperaturasiga to‘g‘ri keladigan bosimgacha siqiladi va qaytadan eritmani bug‘latish uchun qurilmaga yo‘naltiriladi.
1.2. Bug‘latishning nazariy asoslari
Bug‘latish jarayonida eritmalarning konsentratsiyasi ortadi va natijada uning fizik va issiqlik xossalari o‘zgaradi.
Bug‘latish qurilmalarini hisoblash, loyihalash va ekspluatatsiya qilish uchun muhim bo‘lgan eritmalarning ba’zi bir xossalarini ko‘rib chiqamiz.
Temperatura depressiyasi - . Eritma Te va erituvchilar T qaynash temperaturalari o‘rtasidagi farqdir, ya’ni t = Te –T temperatura depressiyasi deb nomlanadi. Eritmalar nazariyasidan ma’lumki, bir xil T temperaturada toza erituvchi ustidagi bug‘larining bosimi r, eritma ustidagi bug‘larning bosimi re dan har doim ko‘p bo‘ladi. Yoki bir xil bosimda toza erituvchining qaynash temperaturasi eritmaning qaynash temperaturasidan past bo‘ladi.
Eritmalarning temperatura depressiyasi erituvchi va erigan moddalar xossalariga bog‘liqdir. Bosim va konsentratsiya ortishi bilan temperatura depressiyasi oshadi. Ko‘pincha ushbu ko‘rsatkich tajribaviy yo‘l bilan aniqlanadi.
Ma’lumki, bug‘latkichlarda issiqlik yo‘qotilishi oqibatida temperaturalarning pasayish hodisasi yuz beradi. Natijada temperaturalar farqi kamayadi va jarayon intensivligi susayadi. Temperaturalar yo‘qotilishi , temperatura depressiyasi , gidrostatik va gidravlik depressiya lar yig‘indisiga teng, ya’ni: = + + .
Agar, eritmaning atmosfera bosimdagi temperatura depressiyasi atm ma’lum bo‘lsa, istalgan boshqa bosimlardagi depressiya Tishenko formulasidagi tahminan hisoblab aniqlanish mumkin:
(1.1)
bu yerda T - ma’lum bosimdagi toza erituvchining qaynash temperaturasi, K; r - ma’lumki bosimdagi toza erituvchining bug‘latish issiqligi, kJ/kg; atm - atmosfera bosimidagi temperatura depressiyasi, 0S.
Agar, atm kattaligi bo‘yicha tajribaviy ma’lumotlar yo‘q bo‘lsa, uni bir nechta usul bilan tahminan hisoblab topish mumkin. Biror bosimda eritmaning bitta qaynash temperaturasi ma’lum bo‘lsa - Babo, ikkita temperaturasi ma’lum bo‘lganda esa - Dyuring yoki Kireyev qoidasiga binoan aniqlash imkoni bor.
Babo qoidasiga binoan, biror konsentratsiyali eritma ustidagi bug‘ bosimining pasayishi (r1 -r2)/r1 yoki r2/r1 temperaturaga bog‘liq emas va o‘zgarmas qiymatga tengdir:
(1. 2)
bu yerda r1 va r2 - erituvchi va eritma bug‘larining bosimlari.
Gidrostatik depressiya - . Bug‘latkich qaynash trubalarining bir qismi suyuqlik bilan to‘lib turgan bo‘ladi va uning ustida bug‘ - suyuqlikdan iborat emulsiya qatlamida yuqoriga qarab ko‘tarilgan sari bug‘ning miqdori oshib boradi.
Agar, qaynash trubasidagi suyuqlik va emulsiyani shartli ravishda suyuqlik deb nomlasak, unda gidrostatik bosimlar farqi hisobiga trubaning pastki qismidagi suyuqlikning qaynash temperaturasi tepa qismini-kidan yuqori bo‘ladi.
Gidrostatik effekt hisobiga eritma qaynash temperaturasining ortishi gidrostatik depressiya deb ataladi.
Bug‘latish jarayoni vakuum ostida olib borilganda, gidrostatik depressiya salmoqli bo‘ladi.
To‘yingan suv bug‘i tc va ikkilamchi bug‘ temperatura T lari orasidagi farq gidrostatik depressiyani beradi:
(1.3)
Ushbu tenglik eritma harakatini inobatga olmagani uchun uning xatoligi katta. Shuning uchun ning qiymatlari tajribaviy usulda topiladi.
Vertikal bug‘latkichda intensiv harakatlanayogan eritmalar uchun miqdori 1...30S oralikda qabul qilinishi mumkin.
Gidravlik depressiya - . Ushbu depressiya ikkilamchi bug‘ning separator va quvurlar orqali harakati davrida ishqalanish va mahalliy qarshiliklarni yengishi tufayli vujudga keladigan temperatura yo‘qotilishlar.
Ushbu gidravlik qarshiliklarni yengish vaqtida bosimning kamayishi, temperatura pasayishiga sababchi bo‘ladi.
Demak, gidravlik qarshiliklar tufayli eritma qaynash temperaturasining ko‘payishi gidravlik depressiya deb nomlanadi. Odatda ning qiymati 0,5...1,5 0S oralig‘ida bo‘ladi.
Yuqorida qayd etilgan depressiyalarni hisobga olsak, eritmaning qaynash temperaturasi quyidagicha hisoblanadi:
(1.4)
bu yerda T - ikkilamchi bug‘ temperaturasi, K
Eritmalar issiqlik sig‘imi temperatura va erigan moddalar konsentratsiyasining funksiyasidir.
Ko‘pchilik eritmalar issiqlik sig‘imi additivlik qoidasiga bo‘ysinmaydi. Shuning uchun eritmaning ushbu xossasini erigan modda va erituvchilar issiqlik sig‘imlari yordamida aniqlab bo‘lmaydi. Shuni alohida ta’kidlash kerakki, eritma konsentratsiyasi qanchalik katta bo‘lsa, uning issiqlik sig‘imi shunchalik additivlik qoidasiga kam bo‘ysinadi. Eritmaning ushbu xossasi maxsus adabiyotlarda keltirilgan.
Eritish issiqligi eritmaning konsentratsiyasi, erituvchi va erigan moddalar xossalariga bog‘liq. qo‘shimcha qattiq moddalar erishi davrida kristallik panjara buziladi. Albatta, buning uchun energiya sarflanadi va oqibatda eritmaning sovishi ro‘y beradi. Agar, erituvchi va eriydigan moddalar o‘zaro kimyoviy reaksiyaga kirishsa, gidratlar hosil bo‘lib, jarayon natijasida issiqlik ajrab chiqadi. Shunday qilib, eritish issiqligi erish va kimyoviy o‘zaro tasir issiqliklari yig‘indisiga teng.
Oson gidrat hosil qiladigan moddalar musbat eritish issiqligiga (suvda), ega; gidrat hosil qilmaydigan moddalar - manfiy eritish issiqligiga ega.
1.3. Bug‘latish usullari
Sanoatda mavjud texnologiyalarda asosan quyidagi bug‘latish usullaridan foydalaniladi:
- oddiy bug‘latish (uzlukli va uzluksiz);
- ko‘p korpusli qurilmalarda bug‘latish (faqat uzluksiz);
- issiqlik nasoslarini qo‘llab bug‘latish.
Eritmalar va isituvchi bug‘ xossalariga qarab hamma 3 ta bug‘latish usullari vakuum va bosim ostida o‘tkazilishi mumkin. Issiqlik eltkich sifatida, deyarli har doim, to‘yingan suv bug‘i ishlatiladi. Kamdan - kam hollarda eritmalar elektr toki yoki oraliq issiqlik eltkichlari yordamida isitiladi.
Oddiy bug‘latish. Issiqlik tejalishi katta ahamiyatga ega bo‘lmagan va unumdorligi kichik bo‘lgan qurilmalarda oddiy bug‘latishdan foydalaniladi. Undan tashqari, temperatura depressiyasi yuqori eritmalarnigina uzlukli ishlaydigan, bir korpusli bug‘latish qurilmasida amalga oshirish iqtisodiy jihatdan to‘g‘ri va maqsadga muvofiqdir. Uzlukli bug‘latishni ikki xil yo‘l bilan olib borish mumkin: boshlang‘ich eritmani dastavval yuklash va oz-oz miqdorda yuklash.
Uzluksiz ishlaydigan oddiy bug‘latish qurilmasi 4.47-rasmda keltirilgan.
Boshlang‘ich konsentratsiyali eritma nasos 1 yordamida sarf o‘lchagich 2 orqali isitkich 3 ga uzatiladi. U yerda eritma qaynash temperaturasigacha isitiladi va so‘ng bug‘latkich 4 ga bug‘latish uchun yuboriladi. qurilma 4 ning pastki qismida eritma suv bug‘i yordamida isitiladi, natijada erituvchi bug‘latadi. ¥osil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ qurilma 4 ning yuqori qismi bo‘lmish separatsion bo‘limida mayda tomchilardan ajratiladi va barometrik kondensator 5 ga yo‘naltiriladi. Undan ikkilamchi bug‘ kondensatsiyalanadi.
Kondensatsiyalanmagan inert gazlar ushlagich 6 orqali vakuum - nasos 8 yordamida so‘rib olinadi. Sovutuvchi suv bilan hosil bo‘lgan kondensat barometrik truba 7 orqali yig‘gichga tushuriladi. quyuqlashtirilgan eritma nasos 8 yordamida tayyor mahsulot omboriga uzatiladi.
Vakuum ostida eritmalarni bug‘latish jarayonini tashkil etishning bir qator afzalliklari bor: eritma qaynash temperaturasi pasayadi; past bosimli bug‘larni issiqlik eltkich sifatida qo‘llash mumkin.
Markaziy sirkulyatsiya trubali, uzluksiz ishlaydigan bug‘latkich 4.48-rasmda ko‘rsatilgan.
Bug‘latkich asosan ikki qismdan, ya’ni isituvchi kamera 1 va separator 2 dan iborat bo‘ladi.
Kamera 1 ko‘pincha to‘yingan suv bug‘i bilan isitiladi. Suv bug‘i kameraning trubalararo bo‘shlig‘iga yo‘naltiriladi, u yerda truba devori orqali o‘z issiqligini eritmaga uzatadi va sovitish natijasida kondensatsiyalanadi. ¥osil bo‘lgan kondensat kameraning pastki qismidagi shtutser orqali tashqariga chiqariladi.
Trubalarda isitilayotgan eritmaning temperaturasi ortishi bilan zichligi kamayadi. Natijada, eritma truba bo‘ylab yuqoriga ko‘tariladi va devor orqali o‘tayotgan issiqlik ta’sirida qaynash boshlanadi. qaynash jarayonida hosil bo‘layotgan ikkilamchi bug‘ eritmadan ajraydi va separator 2 ga qarab harakatlanadi. U yerda bug‘ mayda eritma tomchilaridan ajratiladi va bug‘ tashqariga chiqariladi. Separatorda ajratilgan tomchilar yana qaytadan bug‘latayotgan eritmaga qo‘shiladi.
Eritmaning ma’lum qismi (zichligi yuqori) sirkulyatsiya trubasi orqali bug‘latishning pastki qismiga tushadi. Ushbu trubadagi eritma va isituvchi trubalardagi «bug‘ - suyuqlik» aralashmasi zichliklari o‘rtasidagi farq tasirida beto‘xtov ravishda sirkulyatsiya qilib turadi. Konsentratsiyasi oshgan, yani quyuqlashgan eritma, qurilmaning pastki qismidan chiqarib olinadi.
1.4. Oddiy bug‘latishning moddiy balansi
Oddiy bug‘latish jarayonining moddiy balansi ushbu tenglamalr yordamida ifodalanadi:
(1.6)
bu yerda Gb – boshlang‘ich eritma sarfi, kg/soat; Gox - quyuqlashtirilgan eritma sarfi, kg/soat; W – bug‘latilgan suv miqdori, kg/soat.
Eritmadagi quyuq moddaga nisbatan moddiy balans ushbu ko‘rinishiga ega:
(1.7)
bu yerda xb va xox - eritmaning boshlang‘ich va oxirgi konsentratsiyalari, % (mass).
Agar, (4.169) va (4.170) tenglamalardan bug‘latilgan suv miqdorini topish mumkin:
(1.8)
Eritmaning oxirgi konsentratsiyasi esa:
(1.9)
quyuqlashtirilgan eritma bo‘yicha bug‘latkichning ish unumdorligi quyidagi tenglamadan topiladi:
(1.10)
4.16.2. Oddiy bug‘latishning issiqlik balansi
Oddiy bug‘latish jarayonining issiqlik balansi 4.49-rasmda keltirilgan issiqlik oqimlari asosida bitta tenglik yordamida yozilishi mumkin:
(1.11)
bu yerda D - isituvchi bug‘ sarfi, kg/soat; I - isituvchi bug‘ entalpiyasi, kJ/kg; tb va tox - eritmaning boshlang‘ich va oxirgi temperaturalari, °C; Ik - kondensat entalpiyasi, kJ/kg; q - eritmani xb va xox gacha quyuqlashtirish issiqligi, kJ/kg; Qyuk – issiqlikning atrof muhitga yo‘qotilishi, kJ/soat.
Gb cb tb - boshlang‘ich eritma bilan issiqlik kirishi;
DI - isituvchi bug‘ bilan issiqlik kirishi;
Gox cox tox - quyuqlashgan eritma bilan issiqlik chiqishi;
WIib - ikkilamchi bug‘ bilan issiqlikning chiqishi;
DIk - isituvchi bug‘ kondensati bilan issiqlikning chiqishi;
Gox0,01xox q - quyuqlashtirish issiqligi;
Qyuk - atrof muhitga issiqlik yo‘qotilishi.
Agar, (4.169) tenglamani (4.174) ga qo‘ysak, ushbu ko‘rinishga erishamiz
(1.12)
bundan
(1.13)
(4.176) tenglamadan ko‘rinib turibdiki, bug‘latish uchun zarur bo‘lgan isituvchi bug‘ sarfi, uchta qo‘shiluvchi yordamida aniqlanadi:
- birinchisi, bug‘latilayotgan eritma entalpiyasini o‘zgartirish uchun zarur bug‘ sarfi;
- ikkinchisi, ikkilamchi bug‘ hosil qilish uchun zarur bug‘ sarfi;
- uchinchisi, atrof muhitga yuqotilinayotgan issiqlikni qoplash uchun zarur bug‘ sarfi.
Birinchi va uchinchi qo‘shiluvchilar qiymati, ikkinchisiga qaraganda, juda kichikdir. Shuning uchun, tahminiy hisoblashlarda ekanligini inobatga olib, eritmadan 1 kg suvni bug‘latish uchun 1,1...1,2 kg isituvchi bug‘ kerak deb qabul qilinadi.
1.5. Isitish yuzasi
Zarur issiqlik almashinish yuzasi issiqlik o‘tkazishning asosiy tenglamasidan aniqlanadi, yani Q = KFt dan.
Unda, uzluksiz ishlaydigan bug‘latkichning isitish yuzasi quyidagi ifodadan topiladi:
bu yerda t - temperaturalarning foydali farqi, isituvchi to‘yingan suv bug‘i va qaynayotgan eritma temperaturalari farqiga teng.
Temperaturalarning foydali farqi temperaturalar umumiy farqi va temperatura depressiyalari orqali aniqlanadi.
Isituvchi va ikkilamchi bug‘ temperaturalari orasidagi farqga temperaturalarning umumiy farqi deyiladi va ushbu ko‘rinishda yoziladi:
(1.14)
bu yerda tib - isituvchi bug‘ temperaturasi, S; tk - kondensatorga kirishdagi ikkilamchi bug‘ temperaturasi, S.
Temperaturalarning foydali farqi tum dan temperaturalar yo‘qotilish yig‘indisi ga kamroq bo‘ladi, yani
(1.15)
bu yerda
Ko‘p korpusli qurilmalarda bug‘latish. Bu turdagi qurilmalarda isituvchi bug‘ sifatida ikkilamchi bug‘ ishlatiladi. Natijada juda katta miqdorda issiqlik tejaladi. Eritmadan 1 kg suvni bug‘latish uchun isituvchi, to‘yingan suv bug‘ining solishtirma sarfi quyidagicha :
- bir korpusli qurilma uchun 1,1...1,2 kg;
- ikki korpusli qurilma uchun 0,55 kg;
- uch korpusli qurilma uchun 0,40 kg;
- to‘rt korpusli qurilma uchun 0,30 kg.
Ko‘p korpusli qurilmalarda bug‘latish jarayonini yuqori bosimli isituvchi bug‘ yoki vakuum yordamida amalga oshirish mumkin.
Bug‘latish korpuslaridagi bosim shunday bo‘lishi kerakki, unga uzatilayotgan bug‘ temperaturasi, shu korpusdagi eritmaning qaynash temperaturasidan yuqori bo‘lishi ta’minlanishi kerak. Oxirgi korpusdagi isituvchi bug‘ning bosimi texnik – iqtisodiy hisoblar asosida aniqlanadi.
Isituvchi bug‘ va eritmaning harakat yo‘nalishiga qarab parallel (bir xil), qarama - qarshi va kombinatsiyalangan yo‘lli ko‘p korpusli bug‘latish quril-malariga bo‘linadi. Boshlang‘ich eritma korpus 1 ga yuboriladi, so‘ng korpus 2 va 3 ga uzatiladi va kerakli konsentratsiyagacha quyuqlashtirilgandan so‘ng korpus 3 ning pastki qismida chiqariladi. Korpus 1 dan korpus 3 ga qarab bosim pasayib boradi. Shuning uchun, eritma bosimlar farqi ostida korpusdan korpusga o‘tib boradi. Isituvchi bug‘ eritma kabi usha yo‘nalishda bir korpusdan keyingisiga harakat qiladi. Ya’ni, korpus 1 da hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ 2-korpusga isituvchi bug‘ bo‘lib, 2-korpusda hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ esa, 3-korpusga isituvchi bug‘ bo‘lib, 3- korpusda hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ kondensatsiyalanish uchun barometrik kondensator 4 ga yuboriladi.
.Kombinatsiyalashgan bug‘latish qurilmalarida eritmani kiritish va chiqarish variantlari turlicha bo‘lishi mumkin.
Parallel yo‘nalishli bug‘latish qurilmasining afzalliklari: eritmani korpusdan korpusga uzatish uchun nasos kerak emas.
¥ar bir keyingi korpusda, yuqori konsentratsiyali eritma, nisbatan pastroq bosimda bug‘latiladi.
Shu oxirgi korpusdagi issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti birinchisiga qaraganda ancha kichik bo‘ladi.
qarama - qarshi yo‘nalishli bug‘latish qurilmasining afzalliklari: juda yuqori konsentratsiyalargacha quyuqlashtirish mumkin; bir yo‘nalishli qurilmalarga nisbatan kichik isitish yuzasi talab etiladi. Kamchiligi: eritmani korpusdan korpusga uzatish uchun nasoslar zarur.
1.6. Bug‘latish qurilmalarining tasnifi.
Oxirgi bosqichdagi ikkilamchi bug‘ning bosimiga qarab, bug‘latish qurilmalarni quyidagilarga ajratiladi;
a) vakum ostida ishlovchi;
b) bosim ostida ishlovchi;
v) atmosfera bosimida ishlovchi.
Isituvchi bug‘ va bug‘lanayotgan eritma oqimlarining o‘zaro harakatiga ko‘ra ko‘p bosqichli bug‘latish qurilmalarini bir necha turlarga bo‘linadi:
a) bir xil yo‘nalishi;
b) qarama – qarshi yo‘nalishi;
v) eritma bilan parallel ta’minlanadigan;
g) muhitlarning murakkab yo‘nalishi oqimi.
2. XISOB KISMI
NaNO3 ning 12 % li suvli eritmasini 5 t/soat sarfda konsentratsiyalash uchun uch korpusli tabiiy sirkulyatsiya qurilmasi hisoblansin. Eritmaning oxirgi konsentratsiyasi 40%, bug‘latish qurilmasida qaynash temperaturasi isitilgan eritma bug‘latish uchun uzatiladi. To‘yingan isituvchi suv bug‘ining absolyut bosimi 4 kgk/sm2 . isituvchi trubalar uzunligi 4 m. Barometrik kondensatordagi bosim 0,2 kgk/sm2 ga teng.
1-rasm. Uch korpusli bug‘latish qurilmasining sxemasi.
Yechish:
1) Uchala qurilmalarda bug‘lanayotgan erituvchining umumiy miqdori:
2) Har bir korpusga yuklamani taqsimlash.
Nazariy tahlil va sanoatdagi ko‘p yillik natijalar asosida, har bir korpusdagi ikkilamchi bug‘ning miqdorini aniqlaymiz.
I : II : III = 1,0 : 1,1 : 1,2
Har bir korpusda hosil bo‘lgan ikkilamchi bug‘ miqdorini topamiz:
1-korpusda kg/s
2-korpusda kg/s
3-korpusda kg/s
Jami: W1,2,3=1,167 kg/s
3) Korpuslar bo‘yicha eritmaning konsentratsiyasini hisoblash eritmaning boshlang‘ich konsentratsiyasini Xbosh. Birinchi korpusdan ikkinchisiga kirayotgan eritmaning miqdori:
kg/s
konsentratsiyasi esa,
Ikkinchi korpusdan uchinchisiga kirayotgan eritma miqdori:
G2 = Gbosh - W1 - W2 = 1,667 - 0,3535 - 0,388 = 0,925 kg/s
konsentratsiyasi esa,
Uchinchi korpusdan chiqayotgan eritma miqdori,
G3 = Gbosh - W1 - W2 - W3 = 1,667- 0,3535 - 0,388 – 0,4242= 0,5 kg/s
konsentratsiyasi esa
4) Korpuslar bo‘yicha isituvchi bug‘ bosimining taqsimlanishi.
Birinchi korpus va barometrik kondensatorlardagi isituvchi bug‘ bosimlariningfarqi,
kgc/sm2
Dastlab, ushbu bosimlar farqini korpuslar o‘rtasida barobar taqsimlaymiz, ya’ni
kgc/sm2
Bunda, korpuslardagi absolyut bosim quyidagicha bo‘ladi:
3 – korpusda r3=0,2 kg•k/sm2 (berilgan)
2 – korpusda r2=0,2+1,27=1,47 kgc/sm2
1 – korpusda r1=1,47+1,27=2,74 kgc/sm2
Isituvchi bug‘ bosimi:
r=2,74+1,27≈4 kgc/sm2
Jadvallardan korpuslarda qabul qilingan bosimlar uchun suvning to‘yingan bug‘i temperaturalari va solishtirma bug‘ hosil qilish issiqliklarini topamiz.
Korpuslar To‘yingan bug‘i temperaturasi, oS Solishtirma bug‘ hosil qilish issiqli
1 – korpusda 129,4 2179
2 – korpusda 110,1 2234
3 – korpusda 59,7 2357
Isituvchi bug‘ 143 2241
Ushbu temperaturlar, korpuslar bo‘yicha ikkilamchi bug‘lar konsentratsiyalanish temperaturalari bo‘ladi.
5. Korpuslar bo‘yicha temperaturalarning pasayishini hisoblash.
a) temperatura depressiyasidan.
Ilovadagi 21- jadvaldan atmosfera bosimida eritmalarni qaynash temperaturasi topiladi.
Korpuslar NaNO3 konsentrlangan qaynash temperaturasi, oS Depressiya, oS yoki K
1 – korpusda 15,2 102 2,0
2 – korpusda 21,6 103 3,0
3 – korpusda 40,0 107 7,0
Uch korpus bo‘yicha depressiya
oS
b) Gidrostatik effekt depressiyasi 20 oS temperaturada NaNO3 eritmaning zichligi tanlanidi:
NaNO3 konsentratsiyasi, % 15,2 21,6 40,0
Zichlik, kg/m3 1098 1156 1317
Trubalardagi eritmalarning optimal sathda qaynashini hisoblaymiz:
1 – korpusda
kgc/sm2
r1=2,74 kgc/sm2 da tqay=129,4 oS
rur=2,827 kgc/sm2 da tqay=130,6 oS
Δtc.sf = 130,6 – 129,4 = 1,2 oS
2 – korpusda
kgc/sm2
r1=1,47 kgc/sm2 da tqay=110,1 oS
rur=1,58 kgc/sm2 da tqay=112,3 oS
Δtg.ef = 112,3 – 110,1 = 2,2 oS
3 – korpusda
kgs/sm2
r1=0,2 kgs/sm2 da tqay=59,7 oS
rur=0,385 kgs/sm2 da tqay=74,4oS
Δtg.ef = 74,4 – 59,7 = 14,69 oS
Jami: ∑ Δtg.ef = 1,2 + 2,2 + 14,69 = 18,09 oS
v) Gidravlik qarshilik depressiyasi.
Har bir korpus oralig‘ida temperaturalar pasayishini 1 oS deb qabul qilamiz. Oraliqlar hammasi bo‘lib 3 (1-2, 2-3, 3-kondensator). Demak,
Δtg.s=1ּ3=3 oS
Butun qurilma uchun temperaturalar yo‘qolishining yig‘indisi:
∑ Δtyo‘q=12+18,09+3=33,09 oS
6. Temperaturalarning foydali farqi.
Temperaturalarning umumiy farqi:
143-59,7=83,3 oS
Demak, temperaturalarning foydali farqi
Δtfoyd=83,3-33,09=50,21 oS
7. Korpuslarda qaynash temperaturalarini aniqlaymiz
3 – korpusda
t3=59,7+1+7+14,69=82,4 oS
2 – korpusda
t2=110+1+3+2,2=116,3 oS
1 – korpusda
t1=129,4+1+2+1,2=133,6 oS
8. Har bir korpus uchun issiqlik o‘tkazish koeffitsiyentini aniqlaymiz.
Qurilmadagi eritmaning qaynash temperaturasi va konsentratsiyasiga qarab mahsus adabiyotlrdan eritmaning fizik xossalari (zichlik, qovushqoqlik, issiqlik o‘tkazuvchanlik, issiqlik sig‘imi va shu kabilar) aniqlanadi. Istish trubalarining turiga qarab qabul qilindi. So‘ngra, kondensatsiyalanayotgan bug‘ va qaynayotgan eritma uchun tegishli kriterial tenglamalar yordamida issiqlik berish koeffitsiyentlaridan issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti topiladi.
Hisoblash paytida trubalarda qaynash natijasida hosil bo‘lgan qoplama qalinligini (δ=0,5 mm) inobatga olish kerak.
Dastlabki hisoblar asosida quyidagi qiymatlarni qabul qilamiz.
1 – korpus uchun K1=1700 Vt/(m2ּK)
2 – korpus uchun K2=990 Vt/(m2ּK)
3 – korpus uchun K3=580 Vt/(m2ּK)
Tuzning suvli eritmalarini bug‘latish jarayonida korpuslar bo‘yicha issiqlik o‘tkazish koeffitsiyentlarining tahminiy nisbati quyidagicha:
K1 : K2 : K3 = 1 : 0,58 : 0,34
9. Korpuslar bo‘yicha issiqlik balanslarini tuzamiz.
Tahminiy hisobotlarni soddalashtirish maqsadida issiqlik balanslarini issiqlik yo‘qotilishini hisobga olmagan holda tuzamiz va bir korpusdan ikiinchisiga eritma o‘rtacha qaynash temperaturasida o‘tadi deb qabul qilamiz.
Shartga binoan 1 – korpusga bug‘latish uchun eritmani qaynash temperaturasigacha qizdirilgan holda uzatiladi.
1 – korpusda issiqlik sarfining miqdori,
Q1=W1ּr1=0,295ּ2179ּ103=643000 Vt
2 – korpusga eritma o‘ta qizdirilgan hold beriladi va unda issiqlik sarfining miqdori:
Q2=W2ּr2-G1ּc1ּ(t1-t2)=0,324ּ2234ּ103-1,09ּ4190ּ0,848ּ(133,6-116,3)=657000 Vt
1 – korpusdan chiqayotgan ikkilamchi bug‘ beradigan issiqlik miqdori W1ּr1=643000 Vt. Issiqlik kirishi va sarf bo‘lishining farqi 1%.
3 – korpusdagi issiqlik miqdorining sarfi
Q3= W3ּr3-G3ּc3ּ(t2-t3)=0,351ּ2357ּ103-0,77ּ4190ּ0,784ּ(116,3-82,7)=743000 Vt
10. 1 – korpusda isituvchi bug‘ sarfi
kg/s
Bug‘ning solishtirma sarfi:
kg/s
11. Foydali temperaturalar farqining korpuslar bo‘yicha taqsimlanishi. Bu 2 usul yordamida qilish mumkin: hamma qurilmalarning isitish yuzasi bir xil bo‘lgan sharoitda va umumiy isitish yuzasi eng kam bo‘lgan sharoitlarda topish mumkin, ya’ni Q/K ga va ga proporsionallik shartidan.
Proporsionallik faktorlarini topamiz:
Nisbat
1-kurpus 615
2- korpus 815
3-korpus 1131
______________________________________________________________________
Foydali temperaturalar farqi korpuslar bo‘yich quyidagicha aniqlanadi:
korpuslarning isitish umumiy isitish yuzasi
yuzasi bir xil variant eng kam variant
12. Har bir korpusning isituvchi yuzasi topiladi;
korpuslarning isitish umumiy isitish yuzasi
yuzasi bir xil variant eng kam variant
______________________________________________________________________
∑ F=138,8 m2 ∑ F=130,7 m2
Demak, korpuslarning bir xil issiqlik almashinish yuzalari bo‘lganda, umumiy isitish yuzasi atigi 6% ga ko‘pdir. Shuning uchun korpuslarning isitish yuzasi bir xil variant qabul qilinadi, chunki bu variant qurilmalarning bir xilligini ta’minlaydi.
Korpuslar bo‘yicha bosim va ikkilamchi bug‘ temperaturasini tekshiramiz.
Korpus Qaynash temperaturasi
Δtqay = tg.m – Δtfoyd Ikkilamchi bug‘ kondensati-ning temperaturasi, oS
to = tqay - ∑Δtyo‘q Bosim,
Rabs, kgs/sm2
1 143,0-10,1=132,9 132,9-3,59=129,3 2,7
2 129,3-17,6=111,7 111,7-4,96=106,7 1,31
3 106,7-33,4=73,3 73,3-13,32=60,0 0,2
Shundan so‘ng, atrof muhitga issiqlik yo‘qotilishini va temperatura, bosimlarning korpuslar bo‘yicha taqsimlanishini birmuncha o‘zgarganini hisobga olib, korpuslarning isitish yuzalari topilgani tufayli qurilmaning aniq hisobi o‘tkaziladi.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, “Uch korpusli burg‘ilatish qurilmasining hisobi” mavzusida kurs ishini bajarishda quyidagi xulosaga keldim.
Korpuslar bo‘yicha bosim va ikkilamchi bug‘ temperaturasi quyidagicha taqqoslaymiz.
1-korpusda qaynash temperaturasi ni tashkil qilib, Ikkilamchi bug‘ kondensatorining temperaturasi 129,30S, absolyut bosim esa 2,7 kgs/sm2 ni tashkil qildi.
2-korpusda qaynash temperaturasi ni tashkil qilib, Ikkilamchi bug‘ kondensatorining temperaturasi 106,7 0S, absolyut bosim esa 1,31 kgs/sm2 ni tashkil qildi.
3-korpusda qaynash temperaturasi ni tashkil qilib, Ikkilamchi bug‘ kondensatorining temperaturasi 106,7 0S, absolyut bosim 1,31 kgs/sm2 ni tashkil qildi.
Har bir korpusning isituvchi yuzalari: korpuslarning isitish yuzasi bir xil variantda umumiy isitish varianti eng kam variantda esa ni tashkil qilganligi bois, korpuslarning bir xil issiqlik almashinish yuzalari bo‘lganda, umumiy isitish yuzasi atigi 6% ga ko‘pdir. Shuning uchun korpuslarning isitish yuzasi bir xil variant qabul qilinadi, chunki bu variant qurilmalarning bir xilligini ta’minlaydi.
Korpuslar bo‘yicha issiqlik balanslari hisoblashda esa quyidagi natijalarga erishildi.
1 – korpusda issiqlik sarfining miqdori 643000 Vt;
2 – korpusda issiqlik sarfining miqdori 657000 Vt;
3 – korpusda issiqlik sarfining miqdori 743000 Vt ni tashkil qildi.
Har bir korpus issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti quyidagicha:
1 - korpus uchun
2 - korpus uchun
3 - korpus uchun
Bulardan tashqari korpuslarda qaynash temperaturasi, temperaturalarning foydali farqi, gidravlik qarshilik depressiyasi, korpuslar bo‘yicha isituvchi bug‘ bosimining taqsimlanishini aniqlashga erishildi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati.
1.Timonin A.S. Osnovi proyektirovaniya i rascheta texnologicheskogo i prirodooxrannogo oborudovaniya, Spravochnik. V 3-x tomax, -Kaluga, 2001 g.
2. Bolton U. Kosntruksionnie materiali; metalli, splavi, polimeri,keramika, kompoziti. Izdatelstvo: Dodeka, 2004g, 320s.
3. Sokolov R.S., Prakticheskiye raboti po ximicheskoy texnologii, Izdatelstvo Vlados. 2004g, 272 s.
4. Mixalev M.F., Tretyakov N.P., Milchenko A.I., Zobnin V.V. Rascheti i konstruirovaniye mashin i apparatov ximicheskix proizvodstv. Primeri i zadachi\ pod.red. Mixaleva M.F.\ -L., Mashinostoroyeniye, 1984g
5. Sokolov V.I. Osnovi rascheta i konstruirovaniya mashin i apparatov pishevix proizvodstv: M,; Mashinostroyeniye. 1983g.
|