2.3. Issiqlik-konstruktiv hisoblash
Statsionar rejimda ishlash uchun mo‘ljallangan ikki isitgichli rekuperativ issiqlik almashtirgichni issiqlik-konstruktiv hisoblash odatda issiqlik balansi va issiqlik uzatish tenglamalarini birgalikda yechishga keltiriladi. Ulardan birinchisini quyidagicha yozish mumkin:
(2.1)
yoki
bunda Q1, Q2 — isituvchi issiqlik eltuvchi tomonidan berilgan va isitiladigan issiqlik eltuvchi tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori: Qnot — issiqlikning qurshab turuvchi muhitga yo‘qotilishi; η= 1-Qpot /Q1 = Q2/Q1 —FIK.
Issiqlik uzatish tenglamasi:
bunda k — issiqlik uzatish koeffitsienti; F — issiqlik almashinish yuzasining maydoni; ∆t — issiqlik eltuvchilar o‘rtasidagi temperaturalarning o‘rtacha farqi, (o‘rtacha temperatura bosim kuchi (napor)). Issiqlik balansi tenglamasining konkret turi issiqlik almashinishda ishtirok etadigan muhitlarning soni, ularning faza holati va sodir bo‘ladigan faza aylanishlariga bog‘liq bo‘ladi.
tenglama quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:
bunda G1 va G2 — apparatning kirish va chiqishidagi sarflar; s1 va s2 — apparatning kirish va chiqishidagi solishtirma issiqlik sig‘imlari; va — mos ravishda apparatning kirish va chiqishidagi isituvchi va isitiladigan issiqlik eltuvchilarning temperaturalari.
Agar issiqlik eltuvchilardan biri faza holatini o‘zgartirsa, masalan, bug‘ni suv bilan sovutishda uning kondensatsiyalanishi sodir bo‘lsa, quyidavgiga ega bo‘lamiz:
bunda — bug‘ning issiqlik almashtirgichga kirishdagi va kondensatning undan chiqishdagi entalpiyasi.
Agar har ikkala issiqlik eltuvchining, masalan, suvdan ikkilamchi bug‘ olishda bug‘ni qayta shakllantirgichda isituvchi bug‘ning kondensatsiyalanish issiqligi hisobiga, faza holati o‘zgarsa, u holda
bunda — isitiladigan muhitning boshlang‘ich va oxirgi entalpiyasi.
Amaliyotda bug‘-gaz aralashmalarini, masalan, neftni qayta haydash mahsulotlarini, konditsiyalash tizimlari va sovutish kameralarida, yuzali issiqlik almashtirgichlarda nam havoni sovutish jarayonlari keng tarqalgan. Agar bunda yuzaning temperaturasi shudring nuqtasining temperaturasidan past bo‘lsa, u holda sovutish jarayoniga bug‘ning kondensatsiyalanishi hamrohlik qiladi. Bunday holat uchun issiqlik balansining tenglamasi quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:
bunda L1 — bug‘-gaz aralashmasining (masalan, havoning) kondensatsiyalanmaydigan tarkib toptiruvchisining sarfi; — bug‘-gaz aralashmasining apparatga kirish va apparatdan chiqishdagi, 1 kg kondensatsiyalanmaydigan gazga tegishli bo‘lgan entalpiyalari.
Ular quyidagi tenglama bo‘yicha hisoblanadi
bunda hg va hn — entalpiyalar, xg va xp esa — gaz va bug‘ning og‘irlik ulushlari (xr= = Gr/L1; xn=Gp /L1); tk, sk va ∆Gk — kondensatning apparatdan chiqishdagi temperaturasi, solishtirma issiqlik sig‘imi va miqdori.
Kondensatsiyalanayotgan bug‘lar va tomchili suyuqliklarni sovutish uchun foydalaniladigan gazsimon issiqlik eltuvchi tomonda issiqlik almashinishini intensifikatsiyalash maqsadida issiqlik almashinish yuzasini sug‘orish boshqa bir keng tarqalgan holat bo‘lib hisoblanadi. Bunday holda sug‘orishga beriladigan suyuqlik bug‘lanadi va gazsimon issiqlik eltuvchi bilan bug‘-gaz aralashmasini hosil qiladi. Shunda issiqlik balansining tenglamasi quyidagi ko‘rinishni oladi
yoki
bunda —sug‘orish uchun foydalanilgan suyuqlikning apparatga kirishdagi va apparatdan chiqishdagi miqdori; s3, — uning solishtirma issiqlik sig‘imi, boshlang‘ich va oxirgi temperaturalari.
Texnologik pechlar, gaz-turbinali va boshqa qurilmalardan chiqayotgan gazlarning issiqligidan foydalanish uchun xuddi yuqoridagilarga o‘xshash issiqlik almashtirgichlar – aktiv nasadkali kontaktli issiqlik almashtirgichlardan (rus. KTAN) foydalaniladi, ularda keyinchalik isitish, issiq suv ta’minoti yoki texnologik ehtiyojlar uchun ishlatiladigan suv isitiladi. Suvning qandaydir bir qismi gazlar tomondagi yuzani sug‘orishga beriladi. Ularda suv bug‘ining parsial bosimi sug‘orishna beriladigan suv yuzasidagiga qaraganda past bo‘lgan quruq gazlarni sovutishda gazning issiqligining bir qismi uning bug‘lanishiga sarflanadi, biroq natijalovchi issiqlik oqimi bug‘-gaz aralashmasidan energetik yoki texnologik ehtiyojlar uchun foydalaniladigan suvga yo‘naltiriladi. Bunday holda issiqlik balansining tenglamasi quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:
Bug‘-gaz aralashmalarini sovutishda ajralgan kondensat miqdori moddiy balans tenglamasi bo‘yicha aniqlanadi:
Sug‘orish suv isitgichlarida bug‘langan suyuqlik miqdori esa – xuddi shunga o‘xshash tenglama bo‘yicha aniqlanadi:
(2.13) va (2.14) tenglamalarda va — bug‘ning gazdagi og‘irlik ulushlari, G3' va G3"— sug‘orish uchun foydalaniladigan suyuqlikning apparatga kirishdagi va undan chiqishdagi sarflari.
(2.3) tenglamadan issiqlik almashinish yuzasining maydonini aniqlash uchun k va ∆t qiymatlarga yoki masalan, topshiriqdan ma’lum bo‘lgan parametrlar bo‘yicha ularni hisoblash uchun bog‘liqliklarga ega bo‘lishimiz zarur bo‘ladi.
|
