Qovurg‘ali issiqlik almashinish yuzasiga ega bo‘lgan ixcham apparatlarning issiqlik hisobi

1. Qovurg‘ali issiqlik almashinish yuzasiga ega bo‘lgan ixcham apparatlarning issiqlik hisobi
2. Issiqlik almashinish apparavtlarini kompaktlilik ko‘rsatkichi.
Issiqlik almashinish apparatlarining ixchamligini ko‘rsatadigan ko‘rsatkich bo‘lib uning yuzasini issiqlik uzatish yuzasini egallagan xajmiga nisbati hisoblanadi. Agar kojux-trubali issiqlik almashtirgichlarda bu ko‘rsatkich 18—80 m2/m3 oraliqda yotadigan bo‘lsa, trubali qovurg‘ali apparatlarda u 300—575 m2/m3 ni va plastinkali qovurg‘ali apparatlarda 600 dan bir necha ming m kv/m kub gacha bo‘ladi. Shunday qilib, qovurg‘ali yuzalarning qo‘llanilishi issiqlik almashinish apparatlarining ixchamligini, shuningdek ularning hajm birligiga kiritilgan solishtirma issiqlik quvvatini oshirish imkonini beradi. Qovurg‘alash yana shunisi bilan foydaliki, yuzani kengaytirish issiqlik uzatuvchi devorga nisbatan anchagina yupqa bo‘lgan qovurg‘alar hisobiga amalga oshiriladi, ular trubalarning ichidagi va tashqarisidagi bosimlarning farqi bilan shartlanadigan mexanik zo‘riqishlarni boshdan kechirmaydi.
Issiqlik almashinish yuzasini qovurg‘alash hisobiga kengaytirish issiqlik eltuvchilardan birining issiqlik berish koeffitsienti boshqasiga qaraganda anchagina kichik, ya’ni α1«α2 bo‘lganda, yoki devorning termik qarshiligi konvektiv termik qarshiliklarga qaraganda anchagina kichik, ya’ni δct/λst<1/α1 va 1/α2 bo‘lgan hollarda ko‘proq maqsadga muvofiq bo‘ladi. Birinchi holatda qovurg‘alash eng kichik issiqlik berish koeffitsientiga ega bo‘lgan issiqlik eltuvchi tomonida bajariladi, bunda α1F1≈ α2F2 shartning bajarilishiga erishishga harakat qilinadi, bunda F1 — devorning G‘1st va qovurg‘aoarning G‘1r yuzalari maydonining yig‘indisi. Ikkinchi holatda ikki tomonlama qovurg‘ali yuzalar qo‘llaniladi. Bunda δct/λst≈1/(α1ψ1) ≈1/(α2ψ2) shartlariga amal qilishga harakat qilinadi, bunda ψ1 =F1/Fct va ψ2 =F2/F2st — birinchi va ikkinchi issiqlik eltuvchi tomondan yuzalarning qovurg‘alanish koeffitsientlari (qovurg‘asiz yuzalarda ψ1 = ψ2 =1).
Qovurhali issiqlik almashtirgichlarning issiqlik hisobi, xuddi qovurg‘asiz yuzali issiqlik almashtirgichlardagi kabi issiqlik balansi va issiqlik uzatish tenglamalarining tizimini yechishga keltiriladi. Hisoblashning o‘ziga xosligi aavalambor shundan iborat bo‘ladiki, issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblashda qovurg‘alarning termik qarshiligini hisobga olishga to‘g‘ri keladi, u tufayli qovurg‘a yuzasining tp o‘rtacha temperaturasi devor yuzasining qovurg‘alanmagan qismining tst. o‘rtacha temperaturasidan farq qiladi. Bundan tashqari devordagi αst va qovurg‘alar yuzasidagi αr issiqlik berish koeffitsientlari turlicha bo‘lishi mumkin. Natijada qovurg‘ali yuzadan to temperaturali muhitga summar issiqlik oqimini quyidagi summa bilan taqdim qilish mumkin
bunda ηr=(tr—t0)/(tst—t0) – qovurg‘aning samaradorligi yoki FIK, u amalda qovurg‘a yuzasidagi amaldagi issiqlik oqimining uning cheklanmagan oshirishda maksimal mumkin bo‘lgan issiqlik o‘tkazuvchanligiga nisbatiga teng bo‘ladi [35, 39]. (2.61) tenglama odatda soddarog‘i bilan almashtiriladi
bunda αsr, αpr — qovurg‘alangan yuzaning issiqlik berishining o‘rtacha va keltirilgan koeffitsientlari; η0 — uning o‘rtacha temperaturasining tst dan farq qilishini hisobga oladigan samaradorlik.
(2.61) va (2.62) tenglamalardan quyidagini olamiz
Real issiqlik almashtirgichlarda qovurg‘a va devor orasidagi sifatsiz tutashuv tufayli qo‘shimcha termik qarshilik paydo bo‘ladi. Uning ta’siri ηr ni uning qiymati yuzani tayyorlash usuli va sifatiga bog‘liq bo‘ladigan Sk tuzatish koeffitsientiga ko‘paytirish bilan hisobga olinadi. Odatda Sk>0,8 bo‘ladi; bosma va quyma qovurg‘alar uchun Sk=1 [28, 30].
Qovurg‘aning FIK odatda quyidagi formula bo‘yicha hisoblanadi
bunda αr – qovurg‘a yuzasida o‘rtacha issiqlik berish koeffitsienti; δR – qovurg‘aning qalinligi; λr – qovurg‘a materialining issiqlik o‘tkazuvchanligi; h'r — qovurg‘aning samarali balandligi; Sα — issiqlik berish intensivligining qovurg‘aning balandligi bo‘yicha o‘zgarishining ηr ga ta’sirini hisobga olish koeffitsienti. αp ning o‘zgarish xarakteri qovurg‘alar o‘rtasidagi kanallar geometriyasi va issiqlik eltuvchining oqish rejimi bilan aniqlanadi. Sα ni hisoblash bo‘yicha tavsiyalarni [28, 30] dan qarang. Yaqinlashtirilgan hisoblashlar uchun uni birga teng deb qabul qilish mumkin.
Doimiy qalinlikdagi to‘g‘ri qovurg‘aning samarali balandligi uning geometrik balandligiga teng bo‘ladi (2.21 rasm). Murakkabroq formadagi qovurg‘alarning o‘lchamlarini hisoblash uchun formulalar [28, 30] da keltirilgan.
Doimiy qalinlikdagi dumaloq qovurg‘alarning va trapesiya ko‘rinishidagi kesimga ega bo‘lgshan qovurg‘alarning FIK ni 2.22 rasmda keltirilgan nomogramma bo‘yicha aniqlash mumkin. Uning yordamida shuningdek boshqa tipdagi qovurg‘alarning ham FIK ni hisoblash mumkin. Buning uchun to‘g‘ri burchakli yoki kvadrat qovurg‘aning balandligini yuzasining maydoni bo‘yicha ekvivalent bo‘lgan dumaloq qovurg‘aning balandligiga teng deb qabul qilinadi.
Trubalarning koridorli yoki shaxmatli tutamlariga o‘tqazilgan plastinkali qovurg‘alar 2.21 rasmda ko‘rsatilganidek mos ravishda to‘g‘ri burchakli va olti burchakli uchastkalarga ajratiladi va so‘ngra xuddi to‘g‘ri burchakli bittalik qovurg‘alar kabi hisoblanadi.
Yuqorida keltirilganlarni hisobga olish bilan isitadigan issiqlik eltuvchi tomondan qovurg‘alangan yuzaning issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblash uchun formula quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:
Ikki tomondan qovurg‘alashda
(2.67) va (2.66) formulalarda k - eltuvchi trubalar (qovurg‘asiz) yuzasiga tegishli.
2.21 rasm. Dumaloq qovurg‘aga ekvivalent bo‘lgan to‘g‘ri qovurg‘alar (a,b), to‘g‘ri burchakli qovurg‘a (v), trubalarning koridorli joylashuvida plastinkali qovurg‘a (g), trubalarning shaxmatli joylashuvida plastinkali qovurg‘a (d) uchun hp´ va ηr ni hisoblashga sxemalar.
2.22 rasm. Dumaloq, yassi va trapesiyasimon qovurg‘alarda ηr ni hisoblash uchun nomogramma. δ1= δ2= δp bo‘lganda
|