Issiqlik almashinish apparatlarining hisobi

|
Issiqlik almashinish apparatlarining hisobi
|
bet | 6/8 | Sana | 19.05.2024 | Hajmi | 5,67 Mb. | | #244480 |
Bog'liq 1523982190 71168Issiqlik almashinish apparatlarining hisobi
Issiqlik almashinish apparatlarini loyixalashda ular uchun avval turli hisoblash ishlari bajariladi.hisoblash uch qismdan iborat bo‘ladi; a) issiqlik hisobi; b) konstruktiv hisoblash; v) gidravlik hisoblash.
Apparatlarning issiqlik hisobidan asosiy maksad zarur bulgan issiqlik almashinish yuzasi f ni topishdir. f ni aniqlash uchun issiqlik tashuvchi agentlarning sarfi, ularning dastlabki va oxirgi temperaturalari berilgan bo‘ladi.
Bunday issiqlik hisobi natijada quyidagilar aniqlanadi:
O‘rtacha temperaturalar farqi va ish muhitining o‘rtacha temperaturalari; 2) Issiqlik miqdori va ish jismlarinig sarfi; 3) Issiqlik o‘tkazish koeffitsienti; 4) Isitish yuzasi.
Issiqlik hisobi konstruktiv va gidravlik hisoblash bilan uzluksiz bogliklikda olib boriladi.
Uzluksiz ishlaydigan, bug‘-suyuqlik muhitlariga moslangan trubali isitkichning issiqlik hisobini ko‘rib chiqamiz. quyidagi boshlangich mahlumotlar berilgan bo‘lishi kerak:
Isitilayotgan eritmaning miqdori g, kg/s.
Eritmaning kontsentratsiyasi s, %.
Eritmaning boshlang‘ich va oxirgi temperaturalari tb ,to
Isitkichning turi-vertikal, gorizontal trubalar, yo‘llar soni.
Isituvchi bug‘ning bosimi r yoki temperaturasi t,
Pulat trubalarning ichki va tashqi diametri di va dt
Trubalarning uzunligi l, m.
Eritmaning harakat tezligi , m/s.
Isitish yuzasidan foydalanish koeffitsienti .
Hisoblash quyidagi tartibga olib boriladi
1.Isitkichning temperatura shartlarini aniqlash. tuyingan bug‘ bosimi r ga ko‘ra unig tuyinish temperaturasi t maxsus qo‘llanmalardan topiladi. isitishning boshlanishida temperaturalarning maksimal farqi:
Isitishning oxiridagi muhit temperaturalarining minimal farqi:
va temperaturalar farqining kiymati 14.15-rasmdan aniqlanadi. agar >2 bulsa,
|
14.15-rasm. O‘rtacha logarifmik temperaturalar va ularning farqini aniqlash
|
< 2 bulsa (14.4)
Isitilayotgan muhitning o‘rtacha temperaturasi:
(14.5)
II. Isitilayotgan eritmaning fizik kattaliklarini topish. o‘rtacha temperatura t va s buyicha maxsus qo‘llanmadagi jadvallardan foydalanib berilgan issiqlik tashuvchi agentlarning fizik miqdorlari topiladi:
kovushoklik ; n·s/m2 yoki , m2/s.
zichlik , kg/m3.
issiqlik sigimi s, j/ (kg·k).
issiqlik utkazuvchanlik , vt/ (m·k).
temperatura utkazuvchanlik a, m2/s.
prandtlg‘ soni aniqlanadi.
III. Issiqlik miqdori, bug‘ va suv sarflarini aniqlash. suyuqlikni isitish uchun ketgan issiqlik miqdori quyidagi tenglamadan topiladi:
(14.6)
Bunda n = 2,14…1,05 – issiqlikni yo‘qotilishini hisobga oluvchi koeffitsient, g – suyuqlik sarfi, kg./c; s – issiqlik sig‘imi, j / (kg.k) ; t0 – cuyuqlikning oxirgi temperaturasi, 0s; tb – suyuqlikning boshlang‘ich temperaturasi, 0s;
Agar gaz yoki suyuqlik sovitilayotgan bulsa, sovituvchi moddaning miqdori quyidagicha aniqlanadi:
kg/s; (14.7)
bu yerda -sovituvchi moddaning issiqlik sigimi; - sovituvchi Moddaning oxirgi temperaturasi; - sovituvchi moddaning boshlangich temperaturasi.
Bug‘ sarfi quyidagicha topiladi:
, kg/s; (14.8)
isituvchi bug‘ning entalg‘piyasi, -kondensatning entalg‘piyasi, j/kg;
maxsus qo‘llanmalarda berilgan bug‘ bosimi r buyicha olinadi.
IV. Issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsientini aniqlash. bir va ko‘p kavatli yaxlit devorlardan hamda trubaning ichki diametri di ni uning tashqi diametri dt ga nisbati du / dt > 0,5 bulgan sharoitda trubalardan issiqlik o‘tgan paytda issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsientini quyidagi tenglama bilan topish mumkin:
vt/(m2·k). (14.9)
Trubalar (silindrsimon yuzalar) uchun issiqlik o‘tkazishning chizikli koeffitsienti 1 m truba uzunligiga nisbatan olinadi va quyidagi tenglama orkali aniqlanadi:
vt/(m·k).
Bu yerda - issiq muhitdan (isituvchi bug‘dan) devorga issiqlik berish koeffitsienti vt/(m2·k); - devordan isitilayotgan muhitga issiqlik berish koeffitsienti, - devor qatlamininig qalinligi,
- alohida olingan qatlamining issiqlik utkazuvchanligi, vt/(m·k); - devor qatlamlarining umumiy termik qarshiligi: - iflosliklarning termik qarshiligi, m; d3 -trubaning iflosliklar bilan qoplangan diametri.
Issiqlik berish koeffitsientlari va kriterial tenglamalar yordamida topiladi. masalan bizning misol uchun bug‘dan devorga berilayotgan issiqlik berish koeffitsienti quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:
(14.10)
Kondensatning fizik–ximiyaviy kattaliklari yupqa qatlam (plyonka) ning o‘rtacha temperaturasi bo‘yicha topiladi. kondensatsiyalanish issiqligi r to‘yinish temperaturasi ga qarab aniqlanadi. temperaturalar farqi quyidagi ayirmaga teng:
Bu yerda - devorning temperaturasi; n-vertikal yuzaning balandligi.
Agar isitish trubalari gorizontal bulsa, bunda bug‘ning truba devorlariga issiqlik berish koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi:
(14.11)
bu yerda - trubaning diametri.
Devordan isitilayotgan muhitga issiqlik berish koeffitsienti harakat rejimiga ko‘ra xar xil kriterial tenglamalar yordamida topiladi. hisoblash tenglamasini topish uchun avval reynolg‘ds kriteriysi re aniqlanadi. agar re>10000 bo‘lsa trubalardagi majburiy konvektsiya vaqtidagi issiqlik berish koeffitsienti quyidagiga teng bo‘ladi:
nu = 0,023· re0,8·’r0,4. (14.12)
agar 2300> re >10000 bo‘lsa:
nu = 0,008· re0,9·’r0,43. (14.13)
agar laminar rejimda re < 2300 bo‘lsa:
nu = 0,17· re0,33·’r0,43·gr0,1. (14.14)
sungra ning qiymati nusselht kriteriysi orqali topiladi:
V. isitish yuzasini topish. Isitkichning isitish yuzasi issiqlik o‘tkazuvchanlikning umumiy tenglamasidan topiladi:
Bu yuza uchun qabul kilingan isitkichning sxemasi trubalarning diametri va uzunligiga ko‘ra joylashtiriladi. isitish yuzasini joylashtirish isitkichning konsttruktiv hisobini tashkil etadi.
Issiqlik almashinish apparatlarini konstruktiv hisoblash
Konstruktiv hisoblashning umumiy maqsadi issiqlik almashinish apparatining asosiy o‘lchamlarini topishdan iborat. bundan quyidagilar aniqlanadi: apparat trubali qismining ulchamlari, trubalarning soni, to‘rda trubalarning joylashuvi, apparatning diametri, apparatning balandligi, patrubkalarning diametri.
1.apparat trubali qismining ulchamlarini aniqlash. a) bitta yo‘ldagi trubalarning kundalang kesimini topamiz:
(14.15)
bu yerda -suyuqlikning sarfi, kg/s; -suyuqlikning zichligi kg/m3;
- suyuqlikning tezligi, m/s.
b) bitta yo‘ldagi trubalarning soni:
(14.16)
di - trubaning ichki diametri, m.
v) xamma yo‘llardagi trubalarning uzunligi:
(14.17)
Bu yerda f - isitkichning isitish yuzasi, m2, - trubalarning hisobiy
diametri, m; ning qiymati va ning nisbatlariga bog‘liq. agar
≈ bulsa =0,5 ( ).
agar » bo‘lsa agar « bulsa
g) yo‘llar soni:
(14.18)
bu yerda l - trubalarning kabul kilingan uzunligi (l=1…….3m).
to‘rda joylashgan trubalarning umumiy soni:
(14.19)
Trubalarning to‘rda joylashuvi. Trubalar to‘rga ko‘pincha to‘g‘ri burchakli oltiburchaklikning tomonlari bo‘ylab joylashtiriladi. to‘rdagi trubalarning soni quyidagicha aniqlanadi:
(14.20)
a-katta oltiburchakning bitta tomonida joylashgan trubalar soni;
v = 2a – 1 -katta oltiburchaklikning diagonali bo‘ylab joylashgan trubalar soni.
Trubalar bu usul bilan to‘rda joylashtirilganda to‘rning bir qismi foydalanilmay qoladi. shu sababli agar a > v bo‘lsa, umumiy trubalar soniga nisbatan yana 10….18% miqdorda trubalar joylashtirsa bo‘ladi. shunday qilib trubalarning umumiy soni:
(14.21)
Trubalarning ko‘shish trubalar markazlari o‘rtasidagi masofa qadami va ularni biriktirish usullariga ko‘ra har xil bo‘ladi.
Kavsharlangan trubalar uchun s = 1,25·dt mm; razvaltsovka qilingan trubalar uchun s = (1,3….1,6) dt mm; salg‘niklar yordamida biriktirilgan trubalar uchun s = dt + 9 mm.
Apparatning ichki diametrini aniqlash. Issiqlik almashinish apparatini xarakterlaydigan asosiy kattaliklardan biri uning ichki diametridir. Masalan, kojux-trubali issiqlik almashinish apparatining ichki diametri quyidagi tenglama orqali topiladi:
(14.22)
Apparatnig to‘la balandligini topish. issiqlik almashinish apparatining balandligi (yoki uzunligi) quyidagi tenglama bilan topiladi:
(14.23)
bu yerda l- trubalarning uzunligi; turning qalinligi, m; h-kameraning balandligi, m.
Patrubkalarning ichki diametri berilgan muhitning sarfiga va harakat tezligiga qarab aniqlanadi:
(14.24)
bu yerda - muhitning sarflanish miqdori, m3/s; - muhitning harakat tezligi, m/s.
Hisoblash uchun quyidagi tezlik qiymatlaridan foydalanish mumkin:
suyuqliklar uchun = 1…3m/s;
gazlar uchun = 9……25 m/s;
tuyingan suv bug‘i uchun = 20…30m/s;
qizdirilgan suv bug‘i uchun = 30…50 m/s.
Zmeevikli issiqlik almashinish apparatlarini konstruktiv hisoblashdan maqsad trubalarnig umumiy uzunligini, o‘ramlarning sonini va zmeevikning balandligini aniqlashdir. zmeevik trubalarini va o‘ramlar orasidagi masofani h deb olsak, bitta o‘ramning uzunligi quyidagicha aniqlanadi:
(14.25)
h ning miqdorini 1,5…2 ga teng deb olingani uchun uning qiymatini hisobga olmasa ham bo‘ladi.
O‘ramlar soni bir nechta bo‘lsa u holda zmeevikning umumiy uzunligi:
(14.26)
bundan o‘ramlar soni:
Zmeevik trubalarining balandligi esa:
To‘g‘ri trubali zmeeviklarning isitish yuzasi f bo‘lganda, zmeeviklarning umumiy uzunligi:
(14.27)
bu yerda - zmeevik trubasining hisobiy diametri.
Bundan zmeevik isitkichlardagi sektsiyalar soni quyidagicha aniqlanadi;
(14.28)
bu yerda d - zmeevik sektsiyasining uzunligi
(14.29)
Issiqlik almashinish apparatlarining gidravlik hisobi
Gidravlik hisoblashdan asosiy maqsad issiqlik almashinish qurilmalaridagi ishqalanish hamda mahalliy qarshiliklarni yengish uchun ketgan bosimni aniqlab, umumiy naporni va ish muhitini apparatdan o‘tkazish uchun kerak bo‘lgan quvvatni topishdan iborat.
Apparatning gidravlik qarshiligini aniqlash uchun trubalararo va trubalarda harakat kilayotgan muhitlarning qarshiligini bilish kerak.
trubalararo (ya’ni trubalar va apparat devori orasida) harakat kilayotgan muhitning qarshiligi quyidagicha aniqlanadi:
(14.30)
bu yerda -trubalararo harakat kilayotgan muhitning harakat tezligi: -o‘rtacha temperaturada muhitning zichligi: -trubalar orasidagi qarshilik koeffitsienti, ning miqdori trubaning uzunligiga bog‘liq: uzunligi 6m bulgan trubalar uchun = 350…450; uzunligi 1…3 m bo‘lgan trubalar uchun = 0,5-1,5.
Trubalarning gidravlik qarshiligi trubadagi ishqalanish qarshiliklarini yengish uchun yo‘qotilgan bosim va maxalliy karshiliklarni yengish uchun yuqotilgan bosim yig‘indisiga teng:
(14.31)
To‘g‘ri kanallarda ishqalanishni yengish uchun yo‘qotilgan bosim quyidagi tenglama bilan topiladi:
n/m2; (14.32)
bu yerda -ishqalanish koeffitsienti; -kanallarning ekvivalent diametri: -ish muhitning kanallardagi tezligi; -muhitning zichligi; l-kanallarning uzunligi.
Zmeeviklarda ishqalanishga yo‘qotilgan bosim quyidagi tenglama orqali topiladi:
(14.33)
Mahalliy qarshiliklarning yengish uchun yo‘qotilgan bosim quyidagicha tenglamadan topiladi;
(14.34)
- maxalliy qarshiliklar koeffitsienti.
shunday qilib, trubalardagi muhit uchun tula gidravlik qarshilik quyidagicha topiladi:
n/m2; (14.35)
Kanallar ko‘ndalang kesimining shakliga ko‘ra ekvivalent diametrning qiymati 14.1-jadvaldan foydalanib hisoblanadi.
|
| |