Kafedrasi «Issiqlik va massa almashinuv jarayonlari» fanidan - bet 12

a – moddaning agregat holati o‘zgarmaydigan holatdagi issiqlik almashinish; b – gazni isitish, unga suyuqlikning bug‘lanishi hamrohlik qiladi; v - gazni sovutish, unga suyuqlikning bug‘lanishi hamrohlik qiladi; g – bug‘-gaz aralashmasidan bug‘ning kondensatsiyalanishi 1 – devor; 2 – suyuqlik yoki kondensat plenkasi.
Agar konvektiv issiqlik almashinish massa almashinishi bilan birgalikda, masalan, bug‘-gaz aralashmasidan bug‘lanish yoki kondensatsiyalanish bilan, sodir bo‘lsa, u holda umumiy yoki samarali issiqlik berish koeffitsienti tushunchasidan foydalaniladi. Singdirmaydigan yuza orqali issiqlik almashinishida issiqlik va massaning olib o‘tilishining xarakterli sxemalari 2.12 rasmda ko‘rsatilgan. Masalan gazni bug‘lanish birga kuzatiladigan isitishda (2.12 b rasm) hisoblash quyidagi tenglama bo‘yicha olib boriladi
bunda ak2— konvektiv issiqlik berish koeffitsienti; βr2— bug‘lanishda massa berish koeffitsienti; r2 — bug‘lanish yuzasida suyuqlikning temperaturasi tg2 bo‘lganda bug‘ hosil bo‘lishining solishtirma issiqligi; rg2— bug‘ning bug‘lanish yuzasidagi, tg2 bo‘lganda to‘yinish bosimiga teng bo‘ladigan parsial bosimi; r2 — bug‘ning aralashma oqimidagi parsial bosimi; t2 — aralashmaning oqimdagi temperaturasi.
Gazni sug‘orishga beriladigan suyuqlikning bug‘lanishi bilan birgalikda kuzatiladigan sovutish holatida (2.12 v rasm),
Bug‘-gaz aralashmasidan bug‘ning kondensatsiyalanishida (2.12 g rasm)
(2.21) va (2.22) formulalarda 1 indeksi bilan (2.20) formuladagi xuddi o‘sha kattaliklar, biroq isituvchi issiqlik eltuvchi uchun belgilangan.
Agar yuzani sug‘orish uchun beriladigan bug‘lanayotgan suyuqlik yoki kondensat plenkasining qalinligi hisobga olmasa bo‘ladigan darajada kichik bo‘lsa yoki tomchili kondensatsiyalanish sodir bo‘lsa, u holda rg1=rst1; tgl = tstl; rg2=rst2; tr2 = tst2 (rst1 va rst2 — bosimning tstl va tst2 da mos ravishda aniqlanadigan parsial bosimlari) bo‘ladi. Ko‘rsatilgan shartlar suyuqlikni bug‘lanish yuzasiga kapillyar-g‘ovak qoplama bo‘ylab uzatishda, nam havodan bug‘ning kondensatsiyalanishida xususan, konditsiyalash tizimlari, quritish qurilmalari va hokazolarda uning temperaturasi va namligining keng diapazonda o‘zgarishida bajariladi.
αk va βr ni hisoblash bo‘yicha tavsiyalar § 2.10 da keltirilgan.
Issiqlik va massa berish koeffitsientlarini hisoblashda issiqlik eltuvchilarning issiqlik-fizikaviy xususiyatlarini to‘g‘ri aniqlash yoki hisoblash muhim ahamiyatga ega bo‘ladi. Bu xususiyatlar va ularni hisoblash uslublari to‘g‘risidagi ma’lumotlar spravochniklar va maxsus adabiyotlarda keltiriladi [16, 95, 108].
Jadval ma’lumotlaridan foydalanishda issiqlik eltuvchilarning fizikaviy xususiyatlarining qiymatlari odatda issiqlik eltuvchilarning o‘rtacha t1 va t2 temperaturalarida tanlanadi. Alohida hollarda aniqlaydigan temperaturani tanlash usullari maxsus ko‘rsatiladi. Muhitning o‘rtacha temperaturasi o‘rtacha arifmetik qiymat sifatida boshlang‘ich va oxirgi temperaturalar o‘rtasidagi eng kichik farq bilan hisoblanadi:
Ikkinchi issiqlik eltuvchi uchun u quyidagicha hisoblanadi
bunda ∆t — issiqlik eltuvchilar o‘rtasidagi o‘rtacha temperaturalar farqi.
Issiqlik eltuvchilarning faza holati o‘zgarmaydigan holda temperaturaning bosim kuchi (napor) to‘g‘ri va qarama-qarshi oqimda 2.13 rasm) eng katta va eng kichik bosimlar o‘rtasidagi o‘rtacha logarifmik qiymat sifatida hisoblanadi:
(2.25) formula issiqlik eltuvchilardan faqat bittasi faza holatini o‘zgartiradigan holat uchun ham o‘rinlidir (2.13 j rasm, II zona).
Agar isituvchi muhitning ham, isitiladigan muhitning ham faza holatlari o‘zgarsa, masalan, qaynash va kondensatsiyalanishda (2.13 z, i rasmdagi II zona), u holda temperaturaning bosim kuchi doimiy qiymatga ega bo‘ladi va quyidagiga teng bo‘ladi
∆t = tn1 - tn2 (2.26)
bunda tn1 va tn2 — kondensatsiyalanayotgan bug‘ va qaynayotgan suyuqlikning to‘yinish temperaturalari.
Odatda bug‘ issiqlik almashtirgichlarga oshiqcha qizdirilgan holatda kirib keladi, kondensat esa uning issiqlik almashtirgichdan chiqishda o‘z-o‘zidan qaynashidan qochish uchun oshiqcha sovutiladi. O‘z navbatida, apparatga kirib keladigan suv to‘yinish temperaturasiga qaraganda anchagina past temperaturaga ega bo‘ladi. Apparatdan suyuqlik tomchilarining olib chiqib ketilishini kamaytirish va issiqlikdan foydalanuvchi asbob-uskunalarga bug‘ni eltuvchi bug‘ quvurlarida bug‘ning hohlanmaydigan kondensatsiyalanishining oldini olish maqsadida hosil bo‘lgan bug‘ oshiqcha qizdiriladi. Ko‘rsatilgan jarayonlarga temperatura egri chiziqlarining 2.13 j, i rasmdagi grafiklarning I va III zonalardagi uchastkalari mos keladi.
I-III zonalarda temperatura bosim kuchlari va issiqlik uzatish koeffitsientlari anchagina farq qilishi mumkinligi sababli, zonalarning har birining isitish yuzalarining o‘lchamlarini hisoblashni, qat’iy qilib aytadigan bo‘lsak, alohida-alohida: ∆tI va ∆tIII ni (2.25) bo‘yicha ∆tII ni esa – (2.26) bo‘yicha hisoblash bilan amalga oshirish lozim. Sanoat va stansion issiqlik almashtirgichlarda oshiqcha qizdirish, oshiqcha sovutish va yetarlicha qizdirmaslik zonalarining ta’siri juda kichik va hisoblashlarda ular hisobga olinmaydi. Transport issiqlik almashtirgichlarda ish, qoidaga ko‘ra, boshqacha, va hisoblash zonalar bo‘yicha olib boriladi.
Agar qarama-qarshi oqimda issiqlik eltuvchilarning to‘liq issiqlik sig‘imlari bir xil bo‘lsa, ya’ni G1C1 = G2c2, u holda ∆tm=∆tb =∆t bo‘ladi. ∆tb /=∆tm ≤ 4,5 bo‘lganda, (2.25) formula o‘rniga
bog‘liqlikdan foydalaniladi, u 3% dan oshiq bo‘lmagan xatolikni beradi. Agar ∆tb /=∆tm ≤ 1,8 bo‘lsa
Kesishadigan oqimlar va agregat holatini o‘zgartirmaydigan issiqlik eltuvchilar va muhitlarning oqishining murakkabroq sxemalarida,
bunda ∆tprot — (2.25) qarama-qarshi oqim formulasi bo‘yicha hisoblangan temperatura bosimi; ε∆t — muhitlarning qarama-qarshi oqimdan farq qiladigan harakat sxemasining ta’sirini hisobga oladigan va R va R parametrlarga bog‘liq bo‘lgan tuzatma:
2.13 rasm. Uzluksiz ravishda ishlaydigan rekuperativ issiqlik almashtirgichlarda issiqlik eltuvchilar temperaturasining o‘zgarishi.
a–v - issiqlik eltuvchilarning faza o‘zgarishlarisiz to‘g‘ri oqimli harakatlanishida: g–ye – issiqlik eltuvchilarning faza o‘zgarishlarisiz qarama-qarshi oqimli harakatlanishida; j – isituvchi muhitning fazasi o‘zgarishi va to‘g‘ri oqimida; z - to‘g‘ri oqim va har ikkala issiqlik eltuvchining fazasi o‘zgarishida; i – xuddi shuning o‘zi to‘g‘ri oqimda.
Issiqlik eltuvchilar harakatining ba’zi bir sxemalari uchun ε∆t (R, R) bog‘liqliklar 2.14 rasmning grafiklarida keltirilgan. Bu grafiklardan ko‘rinib turibdiki, issiqlik eltuvchilardan har qandayining to‘liq issiqlik sig‘imi cheksiz katta bo‘lgan holatda (G1C1→∞ yoki G2c2→∞) ε∆t tuzatma birga aylanadi (ε∆t→l). Haqiqatan ham, bunday holda temperaturalarning o‘zgarish xarakteri xuddi o‘rtacha temperatura bosim kuchining qiymati issiqlik eltuvchilarning harakat yo‘nalishiga bog‘liq bo‘lmagan holatdagi issiqlik eltuvchilardan birining faza holati o‘zgargandagi kabi bo‘ladi. (2.13 j rasmdagi II zona).
|