Elektr energetikasi

15.1. Suvni qaynashining jarayoni.

Bug’ qozondagi suvga biror miqdordagi Issiqlik uzatilsa,uning agregat holati o’zgaradi. Suvning qaynash temperaturasi to’yingan bug’niki T_tb ga teng, ya’ni Ts=Ttb bo’lganda suv hajmida bug’ bo’lishi mumkin emas va Issiqlikning uzatilishi tabiiy konveksiya bo’yicha ruy bera olmaydi. CHunki suyuqlik hajmidagi suv bug’i pufakchasi ichidagi bosim P_p pufakcha sirtiga ta’sir qilayotgan suv bosimi R_s va sirt taranglik kuchi yig’indisiga teng bo’ladi.

Ma’lumki, P_p>P_tb bo’lsa T_p>T_tb sharti bajarilganda, hech bo’lmaganda T_p=T_s bo’ladi. Suvning qaynashi uchun T_s>T_tb shart bajarilishi kerak. SHunda sirt taranglik kuchi asosiy bo’lib, pufakga bosimning orttirmasiga qaynash bog’liq bo’ladi, ya’ni ΔP qancha katta bo’lsa, suv shuncha tez qaynaydi.SHunda ΔT_s=T_s-T_tb ham katta bo’ladi.

(15.1)

bunda: σ - sirt tarangligi kuchi;

R - pufakchaning ichki radiusi, m

Demak, bug’ pufakchasining radiusi qancha kichraytirilishidan qat’iy nazar, ma’lum R_kr (kritik radius)da pufakcha ichidagi P_s=ΔP bosimlar yig’indisi biror T_s=T_tb=ΔT_s temperaturada bosimiga tenglashadi.

Shunda P_p>P_s=ΔP bo’lganligidan pufakcha radiusi ortib boradi, ya’ni shishadi. P_kr>P bo’lganda pufaklar sirt taranglik kuchi hisobiga siqiladi va ular suyuqlik bilan qo’shilib ketadi.Tahlildan shunday fikr kelib chiqadi: pufaklar radiusi noldan boshlanganda suyuqlik hech vaqt qaynamagan bo’lar edi.

Issiq sirtga beriladigan Issiqlik miqdori ortib borganida gaz pufakchalarining hosil bo’lishi jadallashadi va ma’lum temperaturada suyuqlik va Issiq sirt o’rtasida bug’ parda pydo bo’ladi. SHunday holat o’rinli bo’lganda issiq sirt bilan suyuqlik o’rtasida bug’ pufakchalari orqali Issiqlik almashinuvi va bug’ hosil bo’lishi jadallashadi lekin, bug’ pufakchalarining Issiqlik o’tkazuvchanligi yomon bo’lganligidan bug’ pardasi Issiqlik almashinuviga to’sqinlik qiladi.

15.2. Issiqlik almashinuvchi

Bug’ pufakchali qaynash jarayoni o’rinli bo’lishini ta’minlash maqsadida, maxsus tajribada aniqlangan empirik formulalaridan foydalanib, Issiqlik uzatish koeffitsenti α hisoblanadi.

Masalan, suv bug’ining bosimi 0,1÷0,3 MPa oralig’ida bo’lganda Issiqlik uzatish koeffitsentini

(15.2)

deb qabul qilish mumkin.

Suv bug’idagi q Issiqlik miqdori boshqa muhitga uzatilganda u soviydi, natijada kondensatsiya xodasasi ustuvor bo’ladi. Bu holat suv bug’ining temperaturasiga kichik bo’lganda (T_b>T_n.a) sodir bo’ladi. Kondensatsiya ikki xil - tomchisimon va pardasimon bo’ladi. Suv bug’ining suyuqlikka aylanish jarayonidagi Issiqlik almashinuvida Issiqlik uzatish koeffitsienti αq5000 Vt/m^2.K atrofida bo’ladi. Idish devorining yuqorisidan pastki qismi tomon kondensat (hosil bo’lgan suv) qalinligi ortib boradi. Ammo pardasimon kondensatsiya o’rinli bo’lganda idish devorining yuqori qismida Issiqlik uzatilishi yaxshi bo’lsa, pastki qismida yomonlashadi. Pardasimon qatlamda Issiqlik almashinuvi jadallashish o’rniga sikin-asta susayadi, chunki parda qalinlashib boradi.

Kondensatning laminar oqib tushish jarayonidagi mahalliy Issiqlik uzatish koeffitsientini V₁ Nusselьt konvektiv Issiqlik almashinuvchi uchun quyidagicha ifodalagan:

(15.3)

Bunda r - bug’ hosil bo’lish issiqligi kJ/kg,

μ - molekulyar massa,

λ - Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti;

ρ - kondensat zichligi;

x - devor balandligi;

T_tb - to’yingan bug’ temperaturasi;

T_d - devor temperaturasi;

d - kondensat sarfi.

Tik devor uchun:

(15.4)

Bunda - Issiqlik uzatish koeffitsientining o’rtacha qiymati,

N - devor balandligi;

α_x - elementar masofa.