Issiqlik almashinish qurilmalarining gidravlik va issiqlik hisoblari

Aralashgan holdagi issiqlik almashinuvchi apparatlarida issiqlik tashuvchilarning bir-biri bilan aralashishi natijasida boriladi. Shuning uchun ham ularni kontaktli apparatlar deb ataydilar. Bunday apparatlarda asosiy faktor issiqlik almashinish yuzasi bo’lib hisoblanadi.
Texnikada rekuperativ issiqlik almashinuv apparatlari keng ishlatiladi.
Rekuperativ issiqlik almashinuv apparatlari to'g'ri oqimli, teskari yo'nalishli va ko'ndalang oqimli apparatga bo'linadi.
To'g'ri oqimli issiqlik almashinuv apparatlarida issiq va sovuq suyuqliklar parallel ravishda oqadi.
Teskari oqimli apparatlarida bir-biriga qarama-qarshi yo'nalgan bo'ladi.
Issiqlik almashinuv apparatlarini hisoblashda issiqlik balansi tuziladi va uning yuzasi aniqlanadi.
Q = G₁C_P1 ( =G₂C_P2 ( , Vt;
bu erda:
G₁ - issiq suyuqlik sarfi, kg/s;
G₂ - sovuq suyuqlik sarfi, kg/s;
C_P1 - issiq suyuqlikning issiqlik sig'imi, kJ/kg ⁰C;
C_P2 - sovuq suyuqlikning issiqlik sig'imi, kJ/kg ⁰C;
- issiq suyuqlikning kirishdagi harorati, ⁰C;
- issiq suyuqlikning chiqishdagi harorati, ⁰C;
- sovuq suyuqlikning kirishdagi harorati, ⁰C;
- sovuq suyuqlikning chiqishdagi harorati, ⁰C.

Issiqlik almashinuv yuzasi issiqlik uzatish ifodasidan topiladi.

Q = k t F, Vt;

k - issiqlik uzatish koeffitsienti; Vt/m² K;

Δt - o'rtacha logarifmik haroratlar farqi, ⁰C;
F - sirt yuzasi, m².

1. 
   b)
   

rasm1. Oqim turlari.
a) to'g'ri oqimli;
b) teskari oqimli.
To’g’ri oqimli va tekari oqimli issiqlik almashinuv apparatlar uchun o’rtacha haroratli bir-biriga kesishib yo’nalgan oqimlarni hisobga olganda quyidagicha aniqlanadi:

t =

bu yerda: Δt_kat - issiqlik tashuvchilar haroratlari orasidagi katta farq;
Δt_kich - issiqlik tashuvchilar haroratlari orasidagi kichik farq;

Issiqlik almashinuvi apparatlarining tekshiruv hisobini va loyihaning asosiy masalasi bo’lib gidravlik qarshilikni olib o’tishda sarflanadigan quvvatni aniqlashdan iboratdir. Gidravlik qarshilik apparatdagi suyuqlikni tezligiga bog’liqdir. Tezlikni ortishi bilan issiqlik berish koeffisiyenti ortadi, bu issiqlik almashinuvi apparatini issiqlik almashinuv yuzasini kamayishiga olib keladi, lekin bu gidravlik qarshilikni ortishiga olib keladi, bu esa o’z navbatida elektr energiyani ko’proq sarflanishiga olib keladi.

Suyuqlikni noizotermik harakatida apparatning gidravlik qarshiligi quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda: - ishqalanishdagi qarshilik, - mahalliy qarshilik, - oqim tezlanishidagi qarshilik, - qurilishni yengishdagi bosimni yo’qolishi.

Quvurlar yuzasidagi yo’qolishlar summasi quyidagi ko’rinishga ega:

bu yerda: - quvur uzunligidagi yo’qolishlar;

- mahalliy qarshilikdagi yo’qolishlar.
Uzunlikdagi yo’qolishlarni hisoblash uchun Darsi-Veysbax ifodasidan foydalanamiz:

bu yerda: λ - Darsi koeffisiyenti bo’lib, laminar oqim uchun quyidagicha aniqlanadi:

Mahalliy qarshilikni ko’rilayotgan apparatda quvur reshetkasiga kirish va chiqish e’tiborga olinadi.

Bu yerda: va - kirishdagi va chiqishdagi mahalliy qarshilik koeffisiyenti, .

Issiqlik almashinuvi apparatining quvurlari yuzasidagi issiqlik tashuvchilarni haydash uchun quyidagi nasosning quvvatini aniqlaymiz:

bu yerda: η_N=0.8 nasosning F.I.K.

Quvurlar oralig’idagi yo’qolishlarning yig’indisi quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda: - uvurlar uzunligidagi yo’qolishlar;

- mahalliy qarshilikdagi yo’qolishlar.
Quvurlar uzunligidagi yo’qolishlarni quyidagicha aniqlanadi. Darsi-Veysbax ifodasidan:

bu yerda: λ - Darsi koeffisiyenti, laminar oqim uchun quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda:  - quvurlar oralig’idagi yo’qolish koeffisiyenti;
Issiqlik almashinuvi apparatining quvurlari oralig’idagi issiqlik tashuvchini haydash uchun qo’yilgan nasosning quvvatini aniqlaymiz:



1-masala: Ichki yonuv dvigatelining teskari yo'nalishli suvli moy sovitgich moy 65 ⁰C dan 55 0S gacha sovitilyapti. Sovituvchi suvning kirishdagi harorati 16 ⁰C va chiqishdagi harorati 25 ^oC. Moyning sarfi 0,8 kg/sek. Issiqlik uzatish koeffitsienti 280 Vt/m2 ⁰C, moyning issiqlik sig'imi 2,45 kJ/kg ⁰C. Issiqlik almashuv yuzasini va sovuq suvning sarfini toping.


Echish:
Q= G₁C_P1 t₁ = 0,82,45(65-55) = 19,6, kVt;
t = = = 39,5, ⁰С;
F = = 1,77, m²;
G = = 0,52, kg/sek;
2-masala: MS markali moy sovitish apparatida moy 70 ⁰C dan 30 ⁰C gacha sovitiladi. Sovituvchi suvning kirishdagi harorati 20 ⁰C ga teng. Moyning sarfi G₁=10000 kg/soat va suvning sarfi G₂=20400 kg/soat. Moy sovitish apparatidan chiqqan suvning haroratini aniqlang.