Quritkichning moddiy va issiqlik balanslari

Konvektiv quritish qurilmasi quritkich, transport moslamasi, ventilyator va kaloriferdan tarkib topgan deb faraz qilaylik (5.101-rasm).
Quritishga uzatilayotgan nam materialning massaviy sarfini Gb (kg/soat), quritilgan material massaviy sarfini Gox (kg/soat), materialning boshlang`ich va oxirgi namliklarini W1 va W2 (%), bug`langan namlik miqdorini W (kg/soat) deb belgilab olamiz.
Unda, jarayonning moddiy balansini ushbu tenglama ko’rinishida ifodalash mumkin:
Gб Gox W
yoki
W Gб Gox
(5.223)
Quruqmoddalar bo’yicha moddiy balansni quyidagi yozish mumkin:
Gб 100 W1 Gox 100 W2
(5.224)
yoki
5.101-rasm. Konvektiv quritkich shemasi.
1 - quritkich; 2 - nam material; 3 - lentali transporter; 4 - qo'shimcha kalorifer; 5 - asosiy kalorifer; 6 - ventilyator.
Gox
G 100 W1
2
б 100 W
(5.225)
W G
W1 W2
2
б 100 W
(5.226)
Quritkichga uzatilayotgan gaz yoki absolyut quruqhavo miqdorini L (kg/soat), boshlangich nam saqlashini x1 va oxirgisini x2 deb belgilab olamiz.
Unda, namlik bo’yicha moddiy balans:
bundan quruqhavo sarfi:
W Lx1 Lx2
(5.227)
L W x2 x1
(5.228)
Havoning solishtirma sarfi (1 kg namlikni bug`latish uchun ketayotgan sarf) esa,
l L W
1
x2 x1
(5.229)
Konvektiv quritishning issiqlik balansini ham 5.101-rasm asosida tuzamiz. Quritish vaqtida issiqlik va massa almashinish jarayonlari birgalikda o’tadi. Moddiy va issiqlik oqimlar orasida ma’lum bog`liqlik mavjud. Kontaktli quritish jarayonida issiqlik materialni qandaydir boshlang`ich quritish temperaturasigacha isitish va quritish uchun sarflanadi.
Quritishga kirayotgan material miqdori Gc+W (kg/soat) bo’lib, u massasi Gt bo’lgan konveyerda joylashgan. Quritkichga L (kg/soat) miqdorda absolyut quruqhavo uzatilmoqda. Kaloriferda isitilayotgan havoga Qk (kJ/soat) miqdorda issiqlik uzatilsa, qurilmada esa unga qo’shimcha Qd (kJ/soat) issiqlik beriladi.
Quritish jarayonida qatnashayotgan material, issiqlik eltkich va moslamalar parametrlarini quyidagicha belgilab olamiz:
Gc - quritilayotgan material massasi, kg/soat;
ss - quritilgan material solishtirma issiqlik sig`imi, kJ(kK);
sT - transport moslamasining solishtirma issiqlik sig`imi, kJ/(kgK);
tn - materialning quritishgacha bo’lgan temperaturasi, °S;
sv - suvning solishtirma issiqlik sig`imi, kJ/(kgK);
tk - materialning quritilgandan keyincha temperaturasi. °S;
ttn, ttk - transport moslamasining quritkichga kirishdan avvalgi va undan chiqqandan keyingi temperaturalari, °S;
I0 - quritkichga kirayotgan havoning solishtirma entalpiyasi, kJ/kg;
I1 - kaloriferda isitilayotgan havoning solishtirma entalpiyasi, kJ/kg; I2 - quritkichdan chikayotgan havoning solishtirma entalpiyasi, kJ/kg; Qp - atrof muhitga issiqlikning yo’qotilishi, kJ/kg.
Jarayonning issiqlik balans tenglamasini quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:
LI0 Qк Qп Gсссtн Wcв tн GТ cТ tтн
LI2 Gсссtк GТ cТ tтк
(5.230)
Ushbu tenglamadan quritish uchun kerakli issiqlik sarfini aniqlash mumkin:
Q Qк QД
L I2 I0 Gссс tк tн GТ cТ tтк
(5.231)
Agar, hamma issiqlik sarflarini bug`latilayotgan 1 kg namlikka nisbatan olib, tegishli belgilashlarni amalga oshirsak, (5.231) tenglama ushbu ko’rinishni oladi:
q qк q Д
l I2 I0 qм qТ
(5.232)
Ushbu tenglamadan kaloriferdagi solishtirma issiqlik sarfini topamiz:
qк l I2 I0 qм qТ
yoki
qк l I 2 I0
(5.233)
Olingan qk qiymatini (5.232) tenglamaga qo’yib, quyidagi ko’rinishga erishamiz:
yoki
l I1 I0 q Д l I2 I0 qм qТ
l I1 I0 q Д
(5.234)
Agar, qD = 0 bo’lsa
l I2 I0 свtн qм qТ
(5.234) tenglamaning o’ng tomonini
Д
м
q cвtн
q
(5.234a)
deb belgilasak, ushbu ko’rinishga erishamiz:
yoki
l I2 I1
Agar, (5.229) tenglamani inobatga olsak, ushbu tenglamaga erishamiz:
oraliq, biror ondagi qiymatlar uchun esa:
I 2 I1
x 2 x1
I I1
x x1
(5.236)
(5.237)
(5.237) to’g`ri chiziqtenglamasi bo’lib, quritish jarayonining ishchi tenglamasi deb nomlanadi.
Shunday qilib, entalpiya va nam saqlashlar orasidagi bog`liqlik to’g`ri chiziqfunkstiyasi bilan xarakterlanadi.
Quritish jarayonlarini tahlil qilish uchun nazariy quritkich tushunchasini kiritamiz. Quritishga uzatilayotgan material temperaturasi nolga teng, hamda material va transport vositalar isitilishi bo’lmagan qurilma, nazariy quritkich deb ataladi. Unda, (5.234a) tenglamaga binoan, = 0 bo’ladi. Bunda l 0 va (5.235) tenglamadan nazariy quritish uchun I1 = I2 ekanligini aniqlaymiz. Shunday qilib, I - x diagrammada jarayon I=const chizig`i bilan tasvirlanadi. Nazariy quritkichda material namligining bug`lanishi faqat havoning sovishi hisobiga bo’ladi. Shuni alohida ta’kidlash kerakki, havo berayotgan issiqlik miqdori materialdan bug`langan namlik bilan birga qaytariladi.
Haqiqiy quritkichlarda havoning entalpiyasi ko’pchilik hollarda o’zgaruvchan bo’ladi.
Agar issiqlikning kirishi uning sarfidan katta ( qD + cvtn > qm + qT + qn) bo’lsa, ya’ni > 0, unda (5.235)ga binoan I2 > I1 bo’ladi. Bunday hollarda quritkich iqtisodiy jihatdan tejamsiz rejimda ishlaydi, chunki hamma issiqlik foydali sarflanmaydi.
Agar, < 0 dan bo’lsa, unda I2 < I1 bo’ladi. Bunday hollarda quritkich tejamkor va samarali ishlaydi. Haqiqiy quritkichlarda = 0 bo’lgan tenglik hollari ham bo’lishi mumkin. Bunday holatda quritkichga
kirayotgan issiqlik uning sarfiga tengdir, ya’ni,
q Д cвtн qм qТ qп
Kontaktli quritkichda namlikni bug`latishi uchun zarur issiqlik fazalarni ajratib turuvchi devor orqali uzatiladi. Ushbu quritish jarayonida issiqlik eltkich sifatida to’yingan suv bug`i ishlatiladi.
Uzatilayotgan issiqlik materialni quritish temperaturasigacha isitish va undan namlikni yo’qotish uchun sarflanadi, ya’ni Qum = Qn + Qs.
Materialni isitish uchun issiqlik sarfi
Qн Dн
I"
I' G с
tсв
Wcв
tсн
Qп
(5.238)
с
с
Quritish uchun zarur issiqlik sarfi
с
с
Q D I"
I' G с
tск
W Iв
Qп
(5.239)
с
с
Bug`ning umumiy sarfi
Dум
Qум
I" I'
(5.240)
Konvektiv quritish jarayonini I - x diagrammada tasvirlash uchun havoning 2 ta boshlang`ich parametri t1 va x1 berilgan bo’lishi kerak. Jarayon tamom bo’lgandan so’ng, havoning oxirgi 3 ta parametrlaridan, ya’ni nisbiy namlik, temperatura yoki nam saqlashdan, bittasi qabul qilinadi.
Keyin, havoning boshlang`ich parametrlarini ifodalovchi va berilgan
|