Kafedrasi «Issiqlik va massa almashinuv jarayonlari» fanidan - bet 24

|
Kafedrasi «Issiqlik va massa almashinuv jarayonlari» fanidan
|
bet | 24/64 | Sana | 03.12.2023 | Hajmi | 6,57 Mb. | | #110142 |
Bog'liq Ma\'ruza matnlari (5)η = [0,5 qn τn - 0,66 ]/ (0,5 qn τs) = 1- 1,33
yoki
(3.15)
ga ega bo‘lamiz.
Bunda τs = τn + τo – regeneratorning bir sikl ishlash vaqtining davomiyligi; a – nasadkaning temperatura o‘tkazuvchanligi.
η ni aniqlash va 3.8 rasmga muvofiq 1 kg nasadka uchun quyidagini ham yozish mumkin:
(3 16)
η uchun formulalarni tenglashtirish bilan quyidagini olamiz
η=[1+ (3.17)
bundan
, (3.18)
Ya’ni mazkur temperaturalar farqi isitish sharoitlari, g‘ishtning qalinligi, uning issiqlik-fizikaviy xossalari va isitish davrining davomiyligi bilan belgilanadi.
(3.15) va (3.17) formulalar G‘os 0,66 uchun qat’iy adolatlidir. η uchun olingan (3.15) va (3.17) formulalarni tahlil qilish shuni ko‘rsatadiki, agar η<1/3 bo‘lsa, g‘ishtning markazida issiqlik akkumullyatsiyalanmaydi.
Regenerator apparatlarini hisoblash uslubiyoti, xuddi rekuperativ apparatlarni hisoblash uslubiyoti kabi issiqlik almashinish va issiqlik balansi tenglamalariga asoslanadi va temperaturalarning o‘rtacha logarifmik farqini hisoblashni ko‘zda tutadi. Biroq yuqorida keltirilganlardan issiqlik almashinishning nasadkaning balandligi va vaqt bo‘yicha turg‘un emasligi, shuningdek issiqlikning nasadka tomonidan akkumullyatsiyalanishi bilan bog‘liq bo‘lgan farqlar ham kelib chiqadi. Bu farqlar ks kDj (m2 K sikl) yakuniy issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblashga ta’sir ko‘rsatadi.
Nasadkaning isish va sovush davrlaridagi holatini ko‘rib chiqamiz. Uni isitish davrida is gazlari tomonidan nasadkaga uzatiladigan issiqlik miqdori,
Qi=kn( )Fτn. (3.19)
bunda tg va tnas.p — issiq issiqlik eltuvchi va nasadkaning kameraning hajmi va vaqt bo‘yicha o‘rtalashtirilgan temperaturalari; F — nasadka yuzasining maydoni; kn — isitish davridagi o‘rtacha issiqlik uzatish koeffitsienti, bunda
(320)
bunda an — konveksiya va nurlanish bilan issiqlik berish koeffitsienti. Shunday qilib, birinchi qo‘shiluvchi, g‘ishtning tashqi issiqlik qarshiligini, ikkinchi qo‘shiluvchi esa – g‘ishtning ichki issiqlik qarshiligini xarakterlaydi. Shundan kelib chiqqan holda,
Sovutish davri uchun ham xuddi shu tarzda:
bunda tnas.o – nasadkaning sovutish davridagi o‘rtacha temperaturasi.
Regeneratorning ishlash prinsipidan Qn = Qo = Qper. ekanligi kelib chiqadi.
Agar birinchi yaqinlashishda (formula keotiriladi) deb qabul qiladigan bo‘lsak, u holda qayta shakllantirishlardan keyin uzatiladigan issiqlikni hisoblash formulasini olish mumkin:
Ushbu ifodani
issiqlik uzatishning umumiy tenglamasi bilan solishtirishdan shu narsa kelib chiqadiki, sikl uchun issiqlik uzatish koeffitsienti (3.23) tenglamaning o‘ng tomonida maxrajda turgan nisbat bilan aniqlanadi. Eritish va isitish pechlari shartlari uchun odatda (formula keltiriladi) bo‘ladi, shunda:
(Formula keltiriladi) qo‘shiluvchi o‘zgarmas issiqlik oqimiga ega bo‘lgan g‘ishtning isish va sovush shartlari uchun akkumullyatsiyalashning issiqlik qarshiligini xarakterlaydi.
Amalda bunday shartlar bajarilmaydi, shu sababli isitish davrida nasadkaning o‘rtacha temperaturasi sovutish davridagi xuddi shunday temperaturadan nasadkaning massa bo‘yicha o‘rtacha temperatura gisterezisi deb ataladigan ∆ qiymatga oshiq bo‘ladi (3.9 rasm):
bunda ∆tper. – nasadkaning massa bo‘yicha o‘rtacha temperaturalarining maksimal o‘zgarishi; ζ – temperatura gisterezisi koeffitsienti. Eritish va isitish pechlari regeneratorlari uchun ∆ = 10,0; domna havo isitgichlari uchun esa ∆ = 2 – 5. (3.26) dan ζ = ∆tper./∆ ekanligi kelib chiqadi. Buni hisobga olish bilan quyidagini olamiz:
So‘ngra nasadkadagi issiqlik balansidan quyidagi kelib chiqadi:
(3.28)
q kattalikni (3.24) orqali ifodalash bilan, qayta shakllantirishlardan keyin quyidagiga ega bo‘lamiz:
(3.29)
Shu tariqa ∆ kattalik regeneratorlarning issiqlik ishini belgilaydigan parametrlar orqali ifodalangan bo‘lib chiqadi. ∆ qiymatni (3.27) ga qo‘yish va mos keluvchi qayta shakllantirishlarni bajarganimizdan keyin τn = τo bo‘lganda quyidagini olamiz:
(3.30)
Oxirgi tenglamadan ko‘rinib turibdiki, nasadka elementining issiqlik qarshiligi ikkita qo‘shiluvchidan tarkib topadi. Kvadrat qavs ichidagi birinchi qo‘shiluvchi uning qalinligi bo‘yicha issiqlik oqimi bilan, ikkinchi qo‘shiluvchi esa – issiqlikning akkumullyatsiyalanishi bilan bog‘lanadi. Birinchi qo‘shiluvchi elementning (g‘ishtning) qalinligi ortishi bilan kamayadi, ikkinchi qo‘shiluvchi esa – oshadi. Nasadka ishlashining konkret parametrlari va sharoitlari uchun (λ. s, τn, r, s) uning optimal qalinligi mavjud bo‘ladi.
Shunday vilib, regeneratorlar va rekuperatorlarning issiqlik hisob-kitobi uslubiyotidagi farq issiqlik uzatish koeffitsientlarini aniqlash usulidan iborat bo‘ladi. Issiqlik uzatish koeffitsientining qiymati nasadkaning balandligi bo‘ylab o‘zgaradi, shu sababli hisob-kitoblarda uning qatlamning yuqorisi va pasti uchun o‘rtacha arifmetik qiymatlaridan foydalaniladi. Regenerator isitiladigan muhitga uzatishi lozim bo‘lgan issiqlik miqdori odatda hisob-kitoblar uchun boshlang‘ich kattalik bo‘lib hisoblanadi, u isitiladigan havoning to‘liq issiqlik sig‘imining uning temperaturasi o‘zgarishiga ko‘paytmasiga teng bo‘ladi, ya’ni Wx∆tx. Isitish yuzasining maydoni va nasadkaning hajmini aniqlash regeneratorni hisoblashning oxirgi maqsadi bo‘lib hisoblanadi.
3.9-rasm. Issiq issiqlik eltuvchining (is gazlari), sovuq issiqlik eltuvchining (havo) va nasadkaning massa bo‘yicha o‘rtacha temperaturasining o‘zgarishi.
a – isitish va sovutishda; b – birlashtirilgan grafik.
Real regeneratorlarda gaz oqimlari temperatura maydonlarining va nasadkaning balandlik bo‘yicha va vaqtda o‘zgarish xarakteri anchagina murakkab. U gaz oqimlarining to‘liq issiqlik sig‘imlari va nasadkaning issiqlik-fizikaviy xossalarining munosabati bilan belgilanadi. Temperatura maydonlarining o‘zgarishi shuningdek isitish va sovutish davrlari teng bo‘lmaganda ham murakkablashadi, bu masalan, domna pechlari havo isitgichlarining ishlashida o‘z o‘rniga ega bo‘ladi. Zamonaviy hisoblash texnikasining imkoniyatlaridan foydalanish bilan regeneratorlarda issiqlik almashinishiga ta’sir ko‘rsatadigan qo‘shimcha omillarni to‘laroq hisobga olish mumkin bo‘ladi.
|
| |