Ma’ruzani qisqacha yakunlari:
1. Issiqlik almashinish apparatlarini hisoblash va loyihalash amaliyotida issiqlik-konstruktiv, issiqlik-qiyosiy, komponovkali, gidravlik, mexanik va texnik-iqtisodiy hisoblashlarga ajratiladi.
2. Issiqlik-konstruktiv hisoblash konstruksiyasi bo‘yicha yangi apparatni yaratish yoki standart apparatlar orasidan uni tanlash maqsadida amalga oshiriladi.
3. Komponovkali hisoblashda issiqlik almashinish yuzasining maydoni, issiqlik eltuvchilar uchun mo‘ljallangan kanallarning o‘tish kesimlari, yurishlar soni, issiqlik almashtirgichning gabarit o‘lchamlari o‘rtasidagi asosiy nisbatlar aniqlanadi.
4. Gidravlik hisoblashning maqsadi issiqlik almashtirgichning o‘tish kanallarining gidravlik qarshiligi va issiqlik eltuvchilar hamda texnologik muhitlarning ko‘chishiga sarflanadigan quvvat sarfini aniqlash bo‘lib hisoblanadi.
5. Issiqlik balansi va issiqlik uzatish tenglamalari. Ulardan birinchisini quyidagicha yozish mumkin:
yoki (2.1)
Issiqlik balansi tenglamasining konkret turi issiqlik almashinishda ishtirok etadigan muhitlarning soni, ularning faza holati va sodir bo‘ladigan faza aylanishlariga bog‘liq bo‘ladi.
Issiqlik uzatish tenglamasi:
Dumaloq trubalardan jamlangan yuzalar uchun,
7-MA’RUZA. Qiyosiy issiqlik va kompanovkalash hisoblari
Issiqlik almashtirgich samaradorligi
φ-tok metodi
komponovkalash hisobi
Amaliyotda ko‘pincha standart yoki yangidan ishlab chiqilgan issiqlik almashtirgich uchun G1 va G2 sarflar, t'1 va t'2 boshlang‘ich temperaturalar, F apparat yuzasining maydoni ma’lum bo‘lganda issiqlik eltuvchilarning temperaturalarining t" va t2" oxirgi qiymatlarini yoki apparatning issiqlik quvvatini aniqlashga to‘g‘ri keladi. Issiqlik-massa almashinish kursidan ma’lumki [34, 35], t " va t2" ni quyidagi formulalar bo‘yicha hisoblash mumkin
bunda ε — issiqlik almashtirgichning samaradorligi, uning amaldagi issiqlik quvvatining maksimal mumkin bo‘lgan quvvatdan ulushi bilan aniqlanadi; (Gc)min— G1c1 va G2c2 eng kichigi.
Issiqlik-massa almashinishi va issiqlik almashinish apparatlarining nazariyasi kursidan ma’lumki [34, 35, 58], to‘g‘ri oqim holatida issiqlik uzatish va issiqlik balansi tenglamalarini (2.25) tenglamani hisobga olish bilan birgalikda yechish samaradorlik uchun quyidagi ifodani beradi:
bunda δt1= t'1 - "1 ; ∆tmaks= t'1 - t'2 ;N=kF/Cmin — ko‘chirib o‘tkazish birliklarining soni; Smin, Smaks – issiqlik eltuvchilarning eng kichik va eng katta to‘liq issiqlik sig‘imlari, mos ravishda issiqlik eltuvchilarning sarflarining ularning solishtirma issiqlik sig‘imlariga eng kichik va eng katta ko‘paytmalariga teng.
Qarama-qarshi oqim holatida
Issiqlik eltuvchilarning harakatining kesishuvchi yoki yanada murakkabroq sxemalari uchun ε (N, Smin/Smaks) bog‘liqliklar [50, 58] da keltirilgan.
Agar issiqlik uzatish koeffitsienti oldindan ma’lum bo‘lmasa, u xuddi issiqlik-konstruktiv hisoblashni bajarishdagi kabi hisoblanadi.
Smaks>>Smin bo‘lganda (maasalan, suv bilan sovutiladigan bug‘ning kondensatsiyalanishi holatida)
Bu bilan, xususan, Smaks/Smin→∞ bo‘lganda issiqlik eltuvchilarning harakat sxemalarining ∆t ga ta’siri yo‘qligini tasdiqlash mumkin.
Issiqlik uzatish va issiqlik balansi tenglamalaridan shuningdek N1=kF/C1=δt1 /∆t va N2= kF/C2 = δt2 /∆tmaks; ε1= δt1 /∆tmaks va ε2= δt2/∆tmaks ε1=ε2S2/S1 ekanligi kelib chiqadi. Shu sababli xuddi (2.34) va (2.35) formulalarga o‘xshash tarzda ε1 (N1, S1, S2) va ε2 (N2, S1, S2) ko‘rinishidagi bog‘liqliklarni olish mumkin (qarang, masalan, [58]).
Issiqlik eltuvchilarning harakatining har bir konkret sxemasi uchun o‘ziga xos, boshqalaridan farq qiladigan samaradorlik formulasidan foydalanish zarurligi hisoblashlarni bajarishni qiyinlashtiradi. Ko‘rsatilgan kamchilikni bartaraf qilish uchun φ-oqim uslubidan foydalanish mumkin, u [58] da batafsil keltirilgan. Ushbu uslubga ko‘ra ε2 samaradorlikning N2 ko‘chib o‘tish birliklari soni va ω= C2/C1 nisbiy to‘liq issiqlik sig‘imiga bog‘liqligi issiqlik eltuvchilarning harakatining istisnosiz barcha sxemalari uchun yagona formula bilan ifodalanadi
bunda fφ — oqim sxemasining xarakteristikasi. fφ =O bo‘lganda (2.37) formula to‘g‘ri oqim uchun (2.34) formulaga, fφ = 1 bo‘lganda — qarama-qarshi oqim uchun (2.35) formulaga o‘tishini ko‘rish qiyin emas.
φ-oqim uslubining g‘oyasi shunga asoslanadiki, juda ko‘pchilik murakkab sxemalar uchun samaradorlik qiymatlari to‘g‘ri oqim va qarama-qarshi oqim uchun samaradorlik qiymatlarining orasida yotadi. Shunda fφ =0,5(1-cosφ) funksiyani kiritish bilan , φ=0 bo‘lganda fφ =0, ya’ni oqim sxemasi xarakteristikasining to‘g‘ri oqimga mos keladigan minimal qiymaatini olamiz. φ=π bo‘lganda xarakteristikaning fφ = 1 maksimal qiymatiga ega bo‘lamiz, u ko‘proq samarador bo‘lgan qarama-qarshi oqim sxemasiga to‘g‘ri keladi.
To‘g‘ri oqimli va qarama-qarshi oqimli sxemalardan tashqari, uning uchun fφ – doimiy kattaliklar bo‘lgan har qanday sxema uchun, fφ – qoidaga ko‘ra, N2=kF/C2 dan qandaydir bir funksiyani bildiradi. Biroq hisoblashlar shuni ko‘rsatadiki, N2 ≤l,5 bo‘lganda va hatto N2≤2 bo‘lganda ham fφ ni doimiy deb qabul qilish mumkin. Bu doimiylarning qiymatlari 2.3 jadvalda keltirilgan. Xuddi o‘sha joyda fφ * oqim sxemasi xarakteristikalarining, (2.37) formulada N2→∞ va ω→∞ da yo‘l qo‘yiladigan eng chekka o‘tishlarni amalga oshirish bilan olinadigan, yo‘l qo‘yiladigan eng chekka qiymatlari berilgan:
(2.37) tenglamadan foydalanishda issiqlik eltuvchilarning harakatining turli xil sxemalariga ega bo‘lgan issiqlik almashtirgichlarni yagona uslubiyot bo‘yicha hisoblash imkoniyati vujudga keladi. Bunda issiqlik almashinish apparatlaridan har qandayini parallel va ketma-ket ulangan va ularning har birida issiqlik eltuvchilarning harakati yoki to‘g‘ri oqimli, yoki qarama-qarshi oqimli, yoki ko‘ndalang oqimli, yoki kesishuvchi oqimli xarakterga ega bo‘lgan – ya’ni sodda bo‘lib hisoblanadigan elementar issiqlik almashtirgichlar sxemasi ko‘rinishida taqdim qilish mumkin. Elementar issiqlik almashtirgichlarning o‘lchamlari issiqlik eltuvchilarning temperaturalarining o‘zgarishlarining chiziqli bo‘lmagan xarakterini hisobga olmaslik va yuzaning elementar uchastkalarining har birida o‘rtacha temperatura bosim kuchini o‘rtacha arifmetik qiymat sifatida aniqlash uchun har doim yetarlicha kichik qilib tanlanadi.
Samaradorlik uslubidan foydalanish bilan faqatgina qiyosiy hisoblashlarni emas, balki issiqlik eltuvchilarning harakatining turli xil sxemalariga ega bo‘lgan issiqlik almashtirgichlarning issiqlik-konstruktiv hisoblashlarini bajarish ham qulay bo‘ladi. Misol sifatida kesishuvchi oqimli issiqlik almashinish apparatini hisoblash ketma-ketligini ko‘rib chiqamiz.
Issiqlik almashtirgichning yuzasini 2.16 rasmda ko‘rsatilganidek i elementar uchastkalarga bo‘lib chiqamiz. Uchastkalarni ularning har birida ∆t=0,5(∆tb + ∆tm) va N2=δt2/∆t<2 shartlar bajarilishi uchun yetarlicha kichik qilib tanlaymiz. Bunda fφ=const. Bundan tashqari, butun yuza bo‘ylab issiqlik uzatish koeffitsientini o‘zgarmas deb hisoblash bilan, agar barcha elementar uchastkalar yuzalarining maydonlari bir xil bo‘lsa, S2=const da kF/Cmin= const ga ega bo‘lamiz. Shunda issiqlik almashtirgichni hisoblash ketma-ketligi quyidagicha bo‘ladi.
Butun issiqlik almashtirgichning samaradorligi issiqlik eltuvchilarning berilgan boshlang‘ich va oxirgi temperaturalari bo‘yicha hisoblanadi.
Bosqichlar uchun qandaydir bir N2il qiymat tanlanadi, vaholanki N2il =N2, bunda N2 – butun tizimning ko‘chib o‘tish birliklarining soni.
(2.37) tenglama bo‘yicha har bir bosqichning εiI samaradorligi tanlanadi.
εiI bo‘yicha (t1 ")1 va (t2")1 ning oxirgi qiymatlari hisoblanadi. Agar ular berilgan t1" va t2" ga mos kelmasa, qabul qilingan N2i 1 qiymat o‘zgartiriladi.
Ular bir-biriga mos kelgan taqdirda issiqlik almashinish yuzasining F=N2C2/k to‘liq maydoni topiladi.
Keltirilgan uslubdan foydalanish bilan oqimlarning 2.3 jadvalda keltirilgan va unga kirmagan barcha sxemalari uchun N2 nig har qanday qiymatlari uchun ularning o‘zgarishining butun diapazonida fφ xarakteristikalarning qiymatlarini hisoblash mumkin.
2.1 jadval. Issiqlik eltuvchilarning harakatining turli xil sxemalari uchun apparatlarning oqim sxemalarining va eng chekka samaradorligining xarakteristikalari.
Jadvaldagi so‘zlar tarjimasi:
Sxema toka – oqim sxemasi
Uslovnoe oboznachenie – shartli belgilanishi
Pri – o‘zbek tilidagi so‘zda da qo‘shimchasi bo‘lib keladi yoki (bo‘lganda)
Poperechnыy, 1 xod – ko‘ndalang, 1 yurish
Poperechnыy, 2 xoda – ko‘ndalang, 2 yurish
Perekrestnыy – kesishuvli
Poperechno pryamotochnыy, 2 xoda – ko‘ndalang to‘g‘ri oqimli, 2 yurish
Poperechno pryamotochnыy, chislo xodov ∞ - ko‘ndalang to‘g‘ri oqimli, yurishlar soni ∞
Poperechno protivotochnыy, 2 xoda – ko‘ndalang qarama-qarshi oqimli, 2 yurish
Poperechno protivotochnыy, chislo xodov ∞ - ko‘ndalang qarama-qarshi oqimli, yurishlar soni ∞
Pryamotochno protivotoyanыy, 2 xoda – to‘g‘ri oqimli-qarama qarshi oqimli, 2 yurish
Protivotochno pryamotochnыy, 2 xoda – qarama qarshi oqimli-to‘g‘ri oqimli, 2 yurish
Pryamotochno protivotoyanыy, 3 xoda – to‘g‘ri oqimli-qarama qarshi oqimli, 3 yurish
Protivotochno pryamotochnыy, 3 xoda – qarama qarshi oqimli-to‘g‘ri oqimli, 3 yurish
Pryamotochno protivotoyanыy, 4 xoda – to‘g‘ri oqimli-qarama qarshi oqimli, 4 yurish
Protivotochno pryamotochnыy, 4 xoda – qarama qarshi oqimli-to‘g‘ri oqimli, 4 yurish
Poperechno pryamotochnыy dvuxxodovoy s shestyu peregorodkami – oltita to‘siqli ikki yurishli ko‘ndalang to‘g‘ri oqimli
Poperechno protivotochnыy dvuxxodovoy s shestyu peregorodkami – oltita to‘siqli ikki yurishli ko‘ndalang qarama-qarshi oqimli
2.16 rasm. Kesishuvchi oqimli issiqlik almashtirgichni EHM da samaradorlik bo‘yicha hisoblash uchun sxema.
|
