1.1 - jadval. Ba’zi yuqori haroratli issiklik tashuvchilarning xarakteristikalari.
Issiqlik tashuvchi
|
Kimyoviy formulasi
|
Harorat, 0S
erish qaynash
atmosfera bosimida
|
Mineral yog‘lari (transformator yog‘i va boshqalar).
Naftalin
Difenil
Difenil efiri
Difenil aralashmasi
Glitserin
Kremniyli organik birikmalar (silikonlar)
Nitritnitrat aralashmasi
Natriy
Natriy va kaliy qotishmasi
|
–
C10N8
C12N10
C12N10O
–
C2N8O8
–
–
–
–
|
-20...-30
80,2
67
27
12
-18,6
-30...-40
143
97,8
-11
|
300-500
218
255
259
258
290
440
550
883
784
|
Jadval 1.2. Issiqlik tashuvchilarning qo‘llanilish shartlari.
Issiqlik tashuvchi
|
Harorat 0S
|
Absolyut bosim, MPa
|
Suyultirilgan gazlar:
Geliy
Vodorod
Azot, havo, kislorod
Metan
Etan, etilen, freonlar
Freon-12, -22; ammiak, O2, SO2
Etilengligol
Antifrizlar
Rassol SaSl2
Freon-11, -21, -113, -114
Gazsimon havo
Mineral moylar
Suv
Suv bug‘i
Difenil aralashmalar
Silikonlar (kremniyli organik birikmalar)
Simob (mustasno hollarda foydalaniladi)
Surma va ruhli qo‘rg‘oshinning qotishmasi
40%li NaNO2, 7% NaNO3 va 53% KNO3 tuzlar aralashmasining qotishmasi
Tutun gazlar
Qattiq issiqlik tashuvchilar (shamot, alund va boshqalar)
Past haroratli plazma
|
272 gacha
257 gacha
210 gacha
160 dan - 100 gacha
150 dan - 70 gacha
70 dan 0 gacha
65 dan 100 gacha
65 dan 40 gacha
50 dan 0 gacha
10 dan 0 gacha
70 dan 100 gacha
0 dan 215 gacha
dan 374 gacha
0 dan 650 gacha
260 dan 350 gacha
320 gacha
350 dan 500 gacha
400 gacha
150 dan 530 gacha
450 dan 1000 gacha
1500 gacha
3500 gacha
|
0,1 gacha
1,0 gacha
20,0 gacha
4,0 gacha
4,0 gacha
1,5 gacha
0,1 dan 0,2 gacha
0,1 dan 0,2 gacha
0,1 gacha
0,3 gacha
0,1 dan 1,0 gacha
0,1 gacha
0,1 dan 22,5 gacha
0,1dan 30,0 gacha
0,1 dan 0,6 gacha
0,1 gacha
0,1 dan 0,9 gacha
0,1 gacha
0,1 gacha
0,1 gacha
0,1 gacha
0,1 gacha
0,1 gacha
|
1.3-jadval. Issiqlik almashinuv apparatlari kanallari va
quvurlaridagi issiqlik tashuvchilarning majburiy oqimida tavsiya etiluvchi tezliklari.
Modda
|
Tezlik, m/s
|
Modda
|
Tezlik, m/s
|
Kam qovushoqli suyuqliklar (suv, benzin, kerosin)
Qovushoq suyuq-liklar (yog‘lar, tuz eritmalari)
Atmosfera bosi-midagi changli gazlar
Atmosfera bosi-midagi changsiz gazlar
|
0,5 – 3
0,2 – 1
6 – 10
12 – 16
|
Bosim ostidagi gazlar (o‘nlab MPa gacha)
To‘yingan bug‘
Bug‘
O‘ta qizdirilgan siyraklashtirilgan (razrejennыy)
|
15 – 30 gacha
30 – 50
30 – 75
100 – 200
|
1.4 - Jadval. Issiqlik berish koeffitsientlarining
taxminiy qiymatlari
Jarayon
|
Issiqlik berish koeffitsienti,
Vt /(m2*K)
|
Isitish va sovitish:
Gazlarni
Qizdirilgan bug‘larni
Yog‘larni
Suvni
Qaynash:
Organik suyuqliklarni
Suvni
Qatlamli kondensatsiyalanish:
Suv bug‘larini
Organik bug‘larni
|
1-60
20-120
60-1700
200-10000
600-10000
6000-50000
5000-20000
600-2500
|
Suvdan energetika va texnologiyalarda issiqlik eltuvchi sifatida keng foydalanish daryolar va suv havzalarining sezilarli darajada ifloslanishiga olib keladi. Asbob-uskunalar va texnologik mahsulotlarni sovutish uchun sarflanadigan suv miqdorini kamaytirish uchun yopiq (aylanma) tizimlar yoki suvdan ko‘p marotaba foydalanadigan tizimlar yaratiladi. Suvning yuqori narxida havo bilan sovutish tizimlari ko‘proq tejamkor bo‘lib chiqadi, ular, bundan tashqari, daryolar va suv havzalarining ifloslanish darajasini kamaytirish imkonini beradi [78, 81].
Bug‘ va qaynoq suvni yuqori temperaturali tomchili issiqlik eltuvchilar bilan almashtirish suvning sanoatdagi iste’molini kamaytirishning yana bir usuli bo‘lib hisoblanadi (1.2 jadval). Ularning atmosfera bosimidagi qaynash temperaturasi suvning qaynash temperaturasiga qaraganda yuqori, shu tariqa qurilmalarning pastroq bosim ostida ishlashi ta’minlanadi. Organik issiqlik eltuvchilardan ko‘pincha suyuq holatda foydalaniladi. Turli xil muhitlarni organik yoki boshqa yuqori temperaturali issiqlik eltuvchilar bilan ularning faza holatlarining o‘zgarishida, masalan, difenil aralashmalar bilan isitish yoki sovutish uchun issiqlik texnologik (teplotexnologik) qurilmalarni ham qo‘llash mumkin.
Keyingi yillarda yuqori temperaturali organik issiqlik eltuvchilar sifatida perpoliftorefirlar va poliftoralkil-karbonatlar qo‘llanila boshlangan [68]. Ularning aksariyati 50 °S dan past temperaturalarda qotadi va suvga qaraganda 1,5—2 marta yuqori qaynash temperaturasiga ega bo‘ladi. Bundan tashqari, ular, xuddi moy va parafin kabi, gidrofob bo‘lib hisoblanadi, ya’ni suv bilan aralashib ketmaydi, biroq ulardan farqli o‘laroq, suvga nisbatan taxminan 1,5 marta og‘irroq va ifloslanishlarga nisbatan barqarorroq bo‘ladi. Ko‘rsatilgan xususiyatlar ularni tutashuvli (kontaktla) issiqlik almashtirgichlarda (teploobmenniklarda), masalan, bug‘latish bilan oqova suvlarni zararsizlantirish uchun qo‘llashda istiqbolli qilib qo‘yadi. Ularning kamchiligi – narxining yuqoriligidir.
Nazorat savollari.
Sanoat korxonalaridagi issiqlik energetik va issiqlik texnologik asbob-uskunalarning asosiy turlarini ayting.
Issiqlik almashinish apparati massa almashinish apparatidan nima bilan farq qiladi?
Issiqlik eltuvchi nima?
Issiqlik almashtirgichlarning sizga ma’lum bo‘lgan rejimlarini sanab bering.
Qaysi issiqlik eltuvchilar yuqori-, o‘rtacha- va past temperaturali eltuvchilarga kiradi?
Kriogen issiqlik eltuvchilarning ishlash sohasini ko‘rsating.
Suv, suv bug‘i, havo, is gazlari kabi issiqlik eltuvchilarning issiqlik almashinish apparatlaridagi taxminiy tezliklar diapazonini ko‘rsating.
Qaysi issiqlik eltuvchilar — gazsimon yoki tomchili suyuqliklar uchun — trubalar va kanallarda harakatlantirish quvvatining solishtirma sarflari yuqoriroq?
Quyida sanab o‘tiladigan jarayonlarning qaysi birida issiqlik eltuvchining issiqlik almashtirgichdagi temperaturasi o‘zgarmaydi: qaynash, isitish, kondensatsiyalanish, sovutish?
Yuqori temperaturali organik issiqlik eltuvchilarning suvga nisbatan afzalliklari va kamchiliklarini sanab bering.
Quyida sanab o‘tiladigan jarayonlarning qaysi biri uchun issiqlik berish koeffitsienti eng katta va eng kichik qiymatga ega bo‘ladi: sof bug‘ning kondensatsiyalanish jarayoni, suv bilan sovutish jarayoni, gazlarni isitish jarayoni?
Issiqlik eltuvchilardan qaysilarini sovuq agentlar deb atash qabul qilingan?
Sanoatda suv sarfini kamaytirish usullarini sanab bering.
3-MA’RUZA. Rekuperativ issiqlik almashtirgichlarning konstruksiyalari
Qobiq quvirli issiqlik almashgichlar
Seksiyali issiqlik almashtirgichlar
Spiralli issiqlik almashtirgichlar
Plastinali issiqlik almashtirgichlar
Issiqlik almashtirgichlarning konstruksiyalari va ekspluatatsiya qilish sharoitlari o‘ta xilma-xil va ularning mo‘ljallanish hamda qo‘llanilish sohasi bilan belgilanadi. Ushbu masalalar, shuningdek ularni hisoblash va loyihalash masalalari turli xil texnologik [8, 24, 26, 58, 59, 74, 81], statsionar (qo‘zg‘almas) energetik [9, 28, 93] va transport energetik [15, 18, 50] tizimlar va qurilmalarning issiqlik almashinish apparatlari bo‘yicha maxsus adabiyotlarda batafsil ko‘rib chiqilgan.
Dastlabki texnik issiqlik almashinish apparatlari olovli yoki tutunli isitishga ega bo‘lgan qaynatish qozonlarini o‘zida taqdim qilgan. Keyinchalik ko‘ylakli (silindr ichida silindr) issiqlik almashinish apparatlari, ya’ni qo‘shaloq devorli issiqlik almashtirgichlar qo‘llanila boshlagan, ularda devorlar orasidagi kenglikdan isitadigan issiqlik eltuvchi – bug‘ yoki qaynoq suv o‘tadi. Issiqlik almashinishni intensifikatsiyalash zarurligi zmeevikli (ilonsimon buralgan) tipdagi isitish yuzasiga va cho‘kadigan zmeevikli yuzalarga ega bo‘lgan apparatlarning yaratilishiga olib kelgan (2.1 rasm). Ko‘ylakli va zmmevikli apparatlar hozirgi kunda ham qo‘llaniladi. Biroq davriy ravishda ishlash xarakteri, unumdorligining pastligi, issiqlik jarayonlarini boshqarishning murakkabligi va yuzalarni tozalashning qiyinligi ularning qo‘llanilish sohasini cheklab qo‘yadi.
Uzluksiz ishlaydigan issiqlik almashinish apparatlari anchagina ko‘p qo‘llaniladi. Kojux-trubali issiqlik almashtirgichlar ko‘proq tarqalishga ega bo‘lgan (2.2 rasm). Ular suyuqlik – suyuqlik, bug‘ – suyuqlik, gaz – suyuqlik, gaz – gaz issiqlik eltuvchilar bilan ishlash uchun mo‘ljallangan va o‘zlarida panjaralar yordamida bir tutamga to‘plangan va odatda silindrsimon kojuxga kiritilgan trubalar qatoridan ishlangan apparatlarni taqdim qiladi. Trubalarning uchlari, ularning truba panjaralari bilan birikish zichligini ta’minlash uchun razvalsovka (uchini kengaytirish bilan yopishtirish) qilinadi, ba’zan truba panjaralariga eritib yopishtiriladi yoki kavsharlanadi. Ularni shuningdek salnikli zichlashtirish yordamida ham mahkamlash mumkin. Ularni mahkamlash usullari 2.3 rasmda ko‘rsatilgan.
Sanoat texnologik qurilmalarining kojux-trubali issiqlik almashtirgichlarida, bug‘ turbinalarining kondensatorlarida, issiqlik elektrostansiyalari va issiqlik tarmoqlarining suvli isitgichlarida odatda ichki diametri 12 mm dan kam bo‘lmagan (yuzalarni tozalash qulay bo‘lishi uchun) va 38 mm dan oshiq bo‘lmagan trubalar qo‘llaniladi, chunki trubalarning diametri ortishi bilan issiqlik almashtirgichning o‘lchamlari va uni tayyorlashga ketadigan metall sarfi ortadi. Trubalar tutamining uzunligi 0,9 dan 5-6 m gacha bo‘ladi. Trubalar devorlarining qalinligi 0,5 dan 2,5 mm gacha bo‘ladi.
Agar ifloslanish ehtimoli mavjud bo‘lmasa, kichikroq diametrli trubalardan ham foydalanish mumkin, bu issiqlik almashinishining intensifikatsiyalashuviga olib keladi. 4 – 10 mm diametrli trubalarga ega bo‘lgan issiqlik almashtirgichlardan avtotraktor, kema va aviatsiya dvigatellari va tizimlarining yoqilg‘i va moylash konturlarida foydalaniladi. Oshirilgan gidravlik qarshiliklar va yuqori aniqlikda tayyorlash zarurligi ularning kamchiliklari bo‘lib hisoblanadi, chunki o‘tish kesimlari kichik bo‘lganda diametrlardagi va trubalarning tutamlardagi joylashuvidagi kichkinagina farqlar ham issiqlik eltuvchining parallel kanallar bo‘ylab notekis taqsimlanishini keltirib chiqaradi va apparatning issiqlik quvvatini pasaytiradi. Apparat kojuxi flaneslar bilan jihozlanadi, ularga boltlar yordamida qopqoqlar qotiriladi.
2.1 rasm. Sig‘imli rekuperativ issiqlik almashinish apparatlari.
a – qaynatish qozoni; b – ko‘ylakli (silindr ichida silindr); v – cho‘kadigan zmeevikli isitish yuzasi bilan; g – tashqaridan o‘rnatilgan zmeevik bilan.
2.2 rasm. Kojux-trubkali rekuperativ issiqlik almashinish apparatlari.
a,b – trubalarni truba panjaralariga qattiq qotirish bilan; v – korpusdagi linzali kompensatorlar bilan; g va d – U va W-simon trubkalar bilan; ye – pastki va j – yuqorigi suzuvchi taqsimlash kameralari bilan; z – shtuserda salnikli zichlashtirish bilan; i – Fild trubalari bilan; k va l – konsentrik va segmentli ko‘ndalang to‘siqlar bilan.
2.3 rasm. Trubalarni truba panjaralariga qotirish usullari.
a – razvalsovkalash bilan; b – bortli razvalsovkalash bilan; v – zichlashtirish ariqchalari bilan razvalsovkalash bilan; g – payvandlash bilan; d – kavsharlash bilan; ye – salnikli ulash bilan; j – yelimlash bilan.
Isituvchi va isitiladigan muhitning temperaturalaridagi farqlar tufayli ishlayotgan apparatning kojux va trubalari ham turlicha temperaturalarga ega bo‘ladi. Trubalar va kojuxlarning temperaturali kengayishlaridagi farqlar natijasida vujudga keladigan zo‘riqishlarni kompensatsiyalash uchun linzali kompensatorlar, U- va W-simon trubalar, Fild trubalari, suzuvchi kameralar va salnikli zichlashishga ega bo‘lgan issiqlik almashtirgichlar qo‘llaniladi (2.2 rasm).
2.4 rasm. Zmeevikli va seksiyali rekuperativ issiqlik almashinish apparatlari
a – o‘rama trubali isitish yuzasi bilan; b – seksiyali; v – “truba ichida truba”.
2.5 rasm. Vertikal bug‘latgich.
1 – separatsiyalash qurilmasi; 2 – isituvchi bug‘ning kirishi. 3. Isitish trubasining kameralari; 4 – korpus; 5 – suvning kirishi; 6 – ikkilamchi bug‘ning chiqishi; 7 – kondensatning chiqishi.
Kojux-trubali issiqlik almashtirgichning trubalar orasidagi o‘tish kengligining kesimi trubalarning o‘tish kesimidan 2,5—3 martaga oshiq bo‘ladi. Agar issiqlik almashinishi issiqlik eltuvchilarning faza holatining o‘zgarishisiz sodir bo‘lsa, trubalar orasidagi issiqlik berish koeffitsientlari issiqlik eltuvchining past tezligi tufayli trubalardagi issiqlik berish koeffitsientiga qaraganda anchagina past bo‘lishi mumkin. Issiqlik berish koeffitsientlari o‘rtasidagi sezilarli farqlar gaz-suyuqlikli issiqlik almashtirgichlarda ham mavjud bo‘ladi (1.4 jadvalga qarang). Issiqlik almashinishini intensifikatsiyalash maqsadida past issiqlik berish koeffitsientiga ega bo‘lgan issiqlik eltuvchilarning tezliklari oshiriladi, buning uchun issiqlik almashtirgichlar trubalar bo‘ylab o‘tadigan issiqlik eltuvchi ikki-, to‘rt- va ko‘p marotaba o‘tadigan qilib yasaladi, trubalar orasidagi kenglikka esa segmentli yoki konsentrik ko‘ndalang to‘siqlar o‘rnatiladi (2.2 rasm). Apparatning kul va qurum bilan ifloslanishini kamaytirish va uni tozalashni osonlashtirish maqsadida odatda trubalar bo‘ylab is gazi o‘tkaziladi, bug‘ va havo esa trubalar o‘rtasidagi kenglikka yo‘naltiriladi. Agar havoda chang miqdori yuqori bo‘lsa, u filtrlardan o‘tkazish yo‘li bilan oldindan tozalanadi.
Issiqlik almashtirgichlar issiqlik eltuvchilar uchun mo‘ljallangan kirish va chiqish shtuserlaridan tashqari pribor shtuserlariga (masalan, manometrlar, suv o‘lchash oynalari, bosimni, sarfni, sathni o‘lchash datchiklari va hokazolar uchun), texnologik shtuserlarga, yuqorigi qismdan havo va gazni chiqarib yuborish uchun mo‘ljallangan shtuserlar va kranlarga, quyib olish va yuvish kranlari va boshqalarga ega bo‘lishi mumkin.
Agar apparatda isituvchi va isitiladigan muhit o‘rtasidagi bosim o‘zgarishlari 10 MPa gacha yetsa va undan ham oshiq bo‘lsa o‘rama trubalarga ega bo‘lgan zmeevikli issiqlik almashtirgichlar qo‘llaniladi (2.4 a rasm), ularning uchlari taqsimlash kollektorlariga yoki o‘lchamlari kojux-trubali apparatlardagiga qaraganda kichik bo‘lgan truba panjaralariga mahkamlanadi. Bu apparatlar anchagina ixcham bo‘lib, trubalar bo‘ylab harakatlanadigan issiqlik eltuvchining sarfini kamaytirgan holda anchagina yuqori tezlikni va issiqlik eltuvchining yuqoriroq issiqlik berish koeffitsientini ta’minlaydi.
Seksiyali issiqlik almashtirgichlar, xuddi kojux-trubali issiqlik almashtirgichlar kabi (2.4b rasm) turli-tuman sohalarda qo‘llaniladi. Ular issiqlik eltuvchilarning sarfi teng bo‘lganda kojux-trubali apparatlarga qaraganda trubalar va trubalararo kenglikdagi tezliklardagi farqlarning kichik bo‘lishi bilan xarakterlanadi. Ulardan zarur bo‘ladigan isitish yuzasini tanlash va zarur bo‘lgan hollarda ularni o‘zgartirish qulay. Biroq seksiyali issiqlik almashtirgichlarda qimmatbaho elementlar – truba panjaralari, flaneslar, o‘tish kameralari, kalachlar (osma qulf), kompensatorlar va hokazolarning hissasi yuqori, isitish yuzasi birligiga sarflanadigan metall sarfi yuqori, issiqlik eltuvchilarning bosib o‘tadigan yo‘li uzun va shundan kelib chiqqan holda ularni haydash uchun sarflanadigan elektr energiyasi sarfi katta bo‘ladi. Issiqlik quvvatlari kam bo‘lgan hollarda seksiyalar “truba ichida truba” tipida ishlanadi, ularda tashqi trubaga kichikroq diametrli bittayu-bitta ichki truba kiritiladi (2.4v rasm).
«Truba ichida truba” tipidaga, ajraluvchan, ko‘p isitgichli issiqlik almashtirgichlar sanoatning neft, kimyo, gaz va boshqa tarmoqlarining zavodlaridagi texnologik qurilmalarda —40 dan +450 °S gacha bo‘lgan temperaturalarda va 2,5—9,0 MPa bosimlarda keng qo‘llanilishga ega bo‘lgan. Issiqlik almashinishini yaxshilash uchun trubalar bo‘ylama qovurg‘alarga yoki ko‘ndalang vintli nakatkalarga ega bo‘lishi mumkin. .
Kondensat yo‘qolishining o‘rnini to‘ldirish uchun issiqlikdan foydalanuvchi sanoat qurilmalarida, shuningdek transport qurilmalarida bug‘latgichlar va bug‘ni qayta shakllantirgichlar qo‘llaniladi. 2.5 rasmda vertikal bug‘latgich ko‘rsatilgan. Issiqlik elektrostansiyasi yoki qozonxonadan kelayotgan isituvchi bug‘ trubalar orasidagi kenglikka uzatiladi, o‘z issiqligini suvga beradi va kondensatsiyalanadi. Suv trubalar bo‘ylab ko‘tarilish bilan qaynaydi. Trubalardagi suv-bug‘ emulsiyasi va isitish kamerasi va apparatning korpusi orasidagi suvning zichliklari o‘rtasidagi farq isitiladigan issiqlik eltuvchining tabiiy sirkulyatsiyasini (aylanishini) ta’minlaydi. Kondensat issiqlik elektrostansiyasi yoki qoxonxonaga qaytariladi. Ikkilamchi bug‘ issiqlikdan foydalanuvchi qurilmalarga uzatiladi yoki undan qozonlarni oziqlantirish suvining yo‘qolishining o‘rnini to‘ldirish uchun kondensat olishda foydalaniladi. Shuningdek gorizontal bug‘latgichlar ham qo‘llaniladi, ular o‘zlarida kojux-trubali apparatlarni taqdim qiladi. Udarda isituvchi bug‘ odatda trubalar bo‘ylab o‘tadi, trubalarning gorizontal tutami ustida esa bug‘dan suyuqlik tomchilarini separatsiyalash (chiqarib yuborish) uchun mo‘ljallangan bo‘shliq bo‘ladi.
Sovutgich qurilmalarda sovutadigan agentning trubalar ichida qaynashiga ega bo‘lgan gorizontal bug‘latgichlar va gorizontal kojux-trubali bug‘latgichlar qo‘llaniladi, ularda isitadigan issiqlik eltuvchi trubalar bo‘ylab o‘tadi, bug‘lanadigan suyuqlik esa trubalarning tashqi yuzasi bo‘ylab plenka ko‘rinishida oqib o‘tadi.
|
