2. Gidrаvlikа аsоslаri. Suyuqliklаrning аsоsiy fizik xоssаlаri

Energiyaning saqlanish qonuni
Energiyani saqlanish qonuniga asosan texnologik jarayonlarning issiqlik balansi tuziladi. Jarayonning issiqlik balansini umumiy holda quyidagicha tavsiflash mumkin: «jarayonga kiritilayotgan issiqlik miqdori Q_kel uni amalga oshirish paytida ajralib chiqayotgan issiqlik miqdoriga Q_sarf tengdir»:
Q_kel = Q_sarf . (2-8)
Jarayonga kiritilayotgan issiqlik miqdori tashqi energiya manbaining (suv bug’ining) issiqligi, qurilmaga kiritilayotgan moddalar (materiallar) issiqligi hamda fizik yoki kimyoviy o’zgarishlar issiqliklari yig’indisiga teng.
Jarayonni amalga oshirish paytida ajralib chiquvchi issiqlik miqdori qurilmalardan qayta ishlanib chiqayotgan mahsulotlar issiqligi, ishlatilib bo’lingan ishchi agent (suv bug’i kondensati) issiqligi va atrof-muhitga yo’qotilayotgan issiqlik miqdorlarining yig’indisidan iborat bo’ladi.
Qurilmaga kiritilayotgan va undan chiqayotgan moddalar, o’zlarining agregat holatlariga ko’ra, maьlum miqdordagi issiqlik energiyasiga ega bo’ladi.
Suyuqlikning issiqlik energiyasi uning sarfi G (yoki massasi m), solishtirma issiqlik sig’imi s va haroratining t o’zaro ko’paytmasiga teng bo’ladi
Q = m c t yoki Q = G c t . (2-9)
Suv bug’i va gaz holatidagi komponentlarning issiqlik energiyasi (kVt)
Q = D i , (2-10)
bu yerda D- bug’ sarfi, kg/s; i- bug’ entalьpiyasi, kJ/kg.
Moddaning agregat holatini o’zgarishi (masalan, suv bug’ini kondensatsiyalanishi) paytida ajralib chiqayotgan issiqlik energiyasi (kVt)
Q = W r_kn, (2-11)
bu yerda W- agregat holati o’zgarayotgan modda (suv bug’i) sarfi, kg/s; r_kn- kondensatsiyalanish (yoki bug’lanish) issiqligi, kJ/kg.
Issiqlik almashinish apparatlarining ishchi harorati atrof-muhit haroratidan bir necha marotaba yuqori bo’ladi. SHu sababdan, jarayonni amalga oshirish mobaynida issiqlik energiyasining bir qismi konvektsiya va nur chiqarish yo’li bilan atrof-muhitga befoyda tarqaladi. Ushbu yo’qotilayotgan issiqlik energiyasi miqdori quyidagi tenglama yordamida hisoblanishi mumkin:
Q = _k F_a (t_a – t_x) , (2-12)
bu yerda _k- konvektiv issiqlik uzatish koeffitsienti, Vt/(m^{2 o}S); F_a- qurilmaning tashqi yuzasi (sirti), m²; t_a- qurilma sirtiga qoplangan issiqlikni himoyalovchi qobiqning tashqi harorati, odatda 40÷50^oS; t_x- atrof-muhit harorati, 2030^oS.
Issiqlik balansi tenglamasidan jarayonni amalga oshirish uchun zarur bo’lgan issiqlik tashuvchi agentlar (suv bug’i, sovuq suv va b.) sarfi aniqlanadi.
Jarayonning issiqlik balansini tuzish uslubini eritmalarni bug’latish jarayoni misolida ko’rib chiqamiz (2.2-rasm).
Bug’latish jarayonining issiqlik balansi, umumiy holda, quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
Q_o + Q_b = Q₁ + Q_w + Q_kn +Q_y ,
bu yerda Q_o=G_os_ot_o- dastlabki eritmaning issiqligi; Q_b=Di_b- suv bug’ining issiqligi; Q₁=G₁s₁t₁- quyultirilgan eritmaning issiqligi; Q_w=Wi_w=G_o(1-a_o/a₁)i_w- jarayon paytida hosil bo’lgan ikkilamchi bug’ning issiqligi; Q_kn=Di_kn- suv bug’i kondensatini issiqligi; t_o va t₁- eritmaning dastlabki t₀ va oxirgi (qaynash) t₁ haroratlari, ^oS; s_o va s₁- eritmaning t_o va t₁ haroratlardagi solishtirma issiqlik sig’imlari, kJ/(kg^.oS); i_b, i_kn va i_w- suv bug’i, kondensat va ikkilamchi bug’ning entalьpiyasi, kJ/kg.

Issiqlik balansi tenglamasining kengaytirilgan ko’rinishi

G_os_ot_o+Di_b = G₁s₁t₁ + G_o(1-a_o/a₁)i_w + Di_kn + Q_y .

Ushbu tenglamadan jarayonni amalga oshirish uchun zarur bo’lgan suv bug’i sarfi D aniqlanadi:
D = (G₁s₁t₁ + G_o(1-a_o/a₁)i_w + Q_y – G_os_ot_o)/(i_b-i_kn).