7 лаборатория иши стационар режимда иссиқлик алмашинув аппаратларини

№7 ЛАБОРАТОРИЯ ИШИ
Стационар режимда иссиқлик алмашинув аппаратларини
моделлаштириш


Ишнинг мақсади

Иссилик алмашинув аппаратларида иссиқлик баланс тенгламасини тузиш.

1. Топшириқлар вариантига мувофиқ хисоблаш алгоритмини тузиш.
2. ЭҲМ учун ҳисоблаш дастурини тузиш.
3. Иссидик алмашинув аппаратида оқимларнинг ҳарорат кесимини ҳисоблаш.
4. Технологик параметрларнинг таъсирини тадқиқ қилиш ва олинган натижаларни таҳлилини ўтказиш.


Иссиқлик алмашинувнинг асосий қонуниятлари

Кимёвий технологияда иссиқлик жараёнлари қуритиш, буғлатиш, қиздириш, совутиш ва ҳоказоларда мустақил аҳамиятга эгадир, шу билан бирга кимёвий ва массаалмашинув жараёнлари олиб борилади.

Иссиқлик алмашинуви иссиқликни мувозанатлашувига тизимнинг интилиши билан ўзаро боғлиқлиги, яъни тизимда ҳарорат барқарорлашуви. Ҳарорат майдонининг турлича бўлиш ҳолатида энергия оқими вужудга келади. Ҳарорат гардиенти ва иссиқликнинг молекуляр оқими (q_T) ўртасидаги алоқа Фурье иссиқлик ўтказувчанлик қонуни билан аниқланади:
, (7.1)
бунда  - муҳитнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти, Вт/(мК);
q_T, Вт/м².
Модда билан энергияни конвектив ўтказиш суюқликларда ва газларда ҳаракатланишда амалга оширилади:
, (7.2)
бунда u – муҳитнинг ҳаркатланиш тезлиги, м/с;
 – модданинг зичлиги, кг/м³;
I – энтальпия, Дж/кг
Шундай тарзда конвектив иссиқлик алмашинувида q иссиқ оқимнинг зичлиги молекуляр ва конвектив таркибий қисмларнинг йиғиндиси билан аниқланади.
. (7.3)

Бу жараён маълум даражада мураккаб бўлиб, қаттиқ жисм юқори қисми ва харакатланувчи кенг мухитнинг ўртасидаги иссиқликни ўчишини ҳисоб-китоб қилиш учун иссқлик узатиш Ньютон-Рихман қонуни қўлланилади.

, (7.4)
бунда  -иссиқлик узатиш коэффициенти, Вт/(м²К);
F – иссиқлик алмашинув юзаси, м²;
Т_с - ён девор ҳарорати;
Т_ж – муҳит ҳарорати.
Иссиқлик узатиш коэффициенти суюкликнинг ҳаркатланиш тезлиги, унинг зичлиги ва ёпишқоқлиги, субқликнинг иссиқлик хоссалари (солиштирма иссиқлик сиғими, иссиқлик ўтказувчанлиги), шакли ва унинг девор хажми белгилайдиган катталиклар ва бошқа омилларга боғлиқдир.
Иссиқлиқ узатиш нафақат иссиқлик балки гидродинамик шартлар билан аниқланади. Шунинг учун конвектив иссқлик алмашинув Фурье-Кирхгоф дифференциал тенгламаси билан изоҳланади.


, (7.5)

бунда - ҳароратни ўтказувчанлик коэффициенти, м²/с;

t- вақт, с.
Қиздирилган иссиқлик сиғимидан совуқ иссиқлик сиғимига узатиладиган иссиқлик миқдори иссиқлик узатишнинг асосий тенгламаси билан аниқланади [5, 13]
, (7.6)

бунда - иссиқлик узатиш коэффициенти, Вт/(м²С);

- иссиқлик сиғимлари ўртасидаги ўртача фарқи.
_с қалинликдаги девор орқали иссиқликни узатишда иссиқлик узатиш коэффициенти иссиқлик оқими йўлидаги термик қарма-қаршилклар аддитивлик тенгламаси ёрдамида ғисоб-китоб қилиш мумкин:
, (7.7)
бунда ₁ ва ₂ - суюликдан деворга ва девордан бошқа суюқликкамувофиқ равишда коэффициентлари, Вт/(м²К), (Дж/с м²К);
_с – деворнинг иссиқлик ўтказувчанлик материали, Вт/(мК);
r_З1 ва r_З2 – деворнинг иккала томонидан ифлосланиш қатламларининг термик қарма-қаршлиги, м²К/Вт.
Бу тенглама ясси ёки цилиндрсимон девор орқали узатиш учун бу тенглама тўғри келади, яъни бу қуйидаги шарт кўра ( и – мувофиқ ҳолда цилиндрнинг ташқи ва ички радиуслари).
K_Т в Вт/(м²К) иссиқлик узатиш коэффициентларининг тахминий қийматлари, шу қаторда в Вт/(м²К) деворларнинг ифлосланишни иссиқлик узатиш қиймати қуйида келтирилган.

Иссиқлик алмашинув тури	Иссиқлик узатиш коэффициенти
	мажбурий ҳаракатланиши учун	эркин ҳаракатланиш учун
Газдан газга. Газдан суюқликка. Конденсацияланган буғдан газга. Суюқликдан суюқликка: – сув учун; – углеводород, ёғлар учун Конденсацияланган сувли буғдан сувга. Конденсацияланган свули буғдан органик суюқликка. Органик суюқликлар буғидан сувга. Конденсацияланган сувли буғдан қайнаб турган суюқликка	10–40 10–60 10–60 800–1700 120–270 800–3500 120–340 300–800 –	4–12 6–20 6–12 140–340 30–60 300–1200 60–170 230–460 300–2500
Иссиқлик сиғими. Сув: – ифлосланган; – ўртача сифатли; – яхши сифатли; – дистиллирланган.	1400–1860 1860–2900 2900–5800 11600
Ҳаво. Нефт маҳсулотлари, ёғлар, хладагенлар буғлари. Нефт маҳслотларининг хом-ашёлари. Органик суюқлтклар, тузли сувлар, суюқ хладагентлар. Суюқ буғ, таркибида ёғлари мавжуд. Органик суюқликларнинг буғлари	2800 2900 1160 5800 5800 11600