Elektr energetikasi

Issiqlik balans va Issiqlik uzatish tenglamalari

Issiqlik almashinuvi asboblarni hisoblashda Issiqlik balansi tenglamasi asosiy hisoblanadi. Issiqlik balansi tenglamasini sistema Entalьpiyasining o’zgarish orqali quyidagicha ifodalash mumkin:

q₁qi–i₂–m (C_p^It₁ – C_p^IIt₂), (10.1)

bunda q₁ – sistemaga keltirilgan to’liq Issiqlik miqdori;

m – Issiqlik eltuvchi massaning sarfi cp₁ va cp o’zgarmas bosim ostida Issiqlik eltuvchi moddaning mos ravishda t₁ va t₂ temperaturalardagi Issiqlik sig’imlari.

Issiqlik isrofi e’tiborga olinganda keltirilgan Issiqlik miqdorining ikkinchi qismiga o’tgan ulushini asbobning FIK orqali ifodalash mumkin:

q₂ q ∞q, (10.2)

bunda ∞ – asbobning FIK.

Sovutkich qabul qilingan Issiqlik miqdorini entalpiya ayrimasi sifatida yoza olamiz:

(10.3)

bunda t₁ va t₂ – Issiqlik eltuvchining moddaning asbobga kirishdagi va undan chiqarishdagi temperaturalari; t₃ va t₄ Issiqlikni qabul qiluvchi moddaning asbobga kirishdagi va undan chiqishdagi temperaturalari.

Issiqlikni etuvchi temperaturasi pasayib borsa, Issiqlik yutuvchining temperaturasi ko’tarilib boradi. Issiqlik eltuvchi bilan Issiqlik yutuvchi moddalar oqimlari parallel bo’lganda Issiqlik birida kamaysa, ikkinchisidan ortadi.

Issiqlik eltuvchining temperaturasi pasayib borsa, Issiqlik yurituvchining temperaturasi ko’tarilib boradi. Issiqlik eltuvchi bilan Issiqlik yutuvchi moddalar oqimlari parallel bo’lganda Issiqlik birida kamaysa, ikkinchisida ortadi (10.1-rasm).

Diagrammadan ko’rinib turibdiki Issiqlik eltuvchi va qabul qiluvchi moddalar oqimlarining harakati qarama – qarshi. Issiqlik almashinadigan asbobning devori yupqa bo’lganida (rekuperativ) issiq moddaning sovuq moddaga uzatgan Issiqlik miqdorini takriban quyidagicha ifodalash mumkin:

(10.4)



Bunda kq Issiqlik uzatish koeffitsitsienti;

∞₁ va ∞₂ – issiq va sovuq suyuqlik oqimining Issiqlik berish koeffitsientlari;

∞ - Issiqlik koeffitsienti;

l – yupqa devor qalinligi;

s - yupqa devor sirtining yuzasi;

t₁ va t₂ – yupqa devorning ichki va tashqi sirtlardagi temperaturalari.



Issiqlik eltuvchining t₁ va Issiqlik yutuvchining t₂ temperaturalari o’zgarmas saqlash qancha murakkab bo’lganligidan shu temperaturalar ayirmasining o’rtacha qiymatidan foydalangan ma’qul ya’ni

(10.5)

bunda - (teskari oqimli holat),

; (to’g’ri oqimli holat)

(Issiqlik eltkich temperaturasi t₁qt₂qconst bo’lgan holat).
Bu ifodadagi bo’lganda yuqoridagi tenglama maqsadga muvofiq bo’ladi, chunki bu shart bajarilganda hisoblash xatoligi 4% dan oshmaydi.

Issiqlik eltuvchi va Issiqlik yutuvchi moddalar oqimlarining yo’nalishiga qarab ∞t_b va ∞t_m qiymatlar o’zgaradi.

Issiqlik almashinuvi asboblaridan ko’pchilik hollarda qarama-qarshi oqimli qilib ishlatiladi. Bunda ularning taqribiy hisobi osonlashadi, chunki ∞t har doim to’g’ri oqimli Issiqlik almashinuviga nisbatan katta (rasmlarga qarang)

O’zaro kesishgan oqimli Issiqlik almashinuvi asboblari ham keng qo’llaniladi. Bunday holatdagi Issiqlik almashinuvi asobidagi Issiqlik eltuvchi va yutuvchi moddalar temperaturalari ayirmasining o’rtacha qiymati qarama-qarshi oqimli Issiqlik almashinuvi asbobidek olinib ayrim tuzatishlar kiritiladi.

Issiqlik almashinuvchi asboblar sirtlarining yuzalarini hisoblashda eng avval q₂ aniqlanadi. So’ngra Issiqlik eltgich oqimining tezligi v₄ ma’lum diametri truba uchun topiladi. Issiqlik eltkich uchun Issiqlik berish ∞ va uzatish k koeffitsientlari qiymatlari hisoblanadi. ∞t qiymat keltirilgan tenglikdan topilgandan so’ng, Issiqlik almashtirgichning S yuzasi hisoblanadi. Zarur bo’lganda Issiqlik almashtirgich trubasining uzunligi ham topiladi. Issiqlik almashtirgich asbobi sirtining yuzalarini aniqlashdi, ayrim parametrlar aniq bo’lishi kerak. Hech bo’lmasada Issiqlik eltkich yoki Issiqlikni yutvchi moddalarning Issiqlik almashtirgichdan chiqishidagi temperaturasi ma’lum bo’lishi shart. Hisoblash ishlarda hozirgi kunda albatta EHMdan foydalaniladi.