1.3. Issiqlik almashinish qurulmasini hisoblash
Issiqlik eltkichning agregat holati o`zgarishida issiqlik berish
Bug`lanish, kondensastiyalanish, kristallanish va erish jarayonlarida issiqlik almashinishning o`ziga xos xususiyatlari shundaki, muhitdan issiqlikning olinishi yoki unga uzatilishi o`zgarmas temperaturada ro`y beradi va ikkala fazada tarqaladi. 12 – rasmda issiqlik berish jarayonida muhitning agregat holati o`zgarashi bilan temperaturasining o`zgarish sxemasi keltirilgan.
Issiqlik berishning bu o`ziga xos xususiyatini konvek-tiv issiqlik
almashinishning kriterial tenglamasi fazaviy o`zgarish kriteriysi yoki kondensastiyalanish kriteriysi K =r/ct (bu erda r – bug` hosil qilish issiqligi, J/kg; s– solishtirma issiqlik sig`imi, J/kgK)ni kiritish yo`li bilan hisobga olinadi.
Suv bug`ining kondensastiyalanish paytidagi issiqlik almashinishini ifodalash uchun o`xshashlik nazariyasi asosida keltirilib chiqarilgan quyidagi kriterial formuladan aniqlash mumkin:
(15)
bu erda Ga = gl3/v2 – Galiley kriteriysi; K- fazaviy o`zgarish kriteriysi; Pr – Prandtl kriteriysi.
Ko`pgina tajriba natijalarini qayta ishlash natijasida (51) formulani quyidagi ko`rinishda yozsa bo`ladi:
(16)
Yupqa qatlamli kondensastiyalanish davrida issiqlik berishni kondensat yupqaqatlamining qalinligini chegaralaydi. Bug`ningtezligi yupqa qatlamli kodensatni uzib olish uchun etarli bo`lmaydi va bir xillik shartlariga kirmaydi.
Yupqa qatlamda kondensastiyalashning umumlashtirilgan tenglamasidagi Re va fr kriteriylari o`rniga Ga = Re2/Fr = gl3/v2 [2-98] kriteriysi kiritiladi.[ Bunga sabab, Galiley kriteriysining bug` - kondensat ikki fazali oqimda og`irroq faza ta’sir etuvchi og`irlik kuchlarining o`xshashligini ifodalashidir.
Ushbu holatda kondensastiyalanish paytidagi issiqlik berish koeffistienti quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
(17)
To`yingan bug`ning vertikal devorda kondensastiyalanishi va kondensatni laminar rejimda yupqa qatlamda oqib tushish holati uchun (53) formuladagi S koeffistientining qiymati 2,04 ekanligi aniqlandi. Aniqlovchi o`lcham bo`lib, vertikal devor balandligi N xizmat qiladi. Unda, issiqlik berish koeffistienti ni quyidagi formuladan hisoblash mumkin:
(18)
bu yerda r –kondensastiyalanish issiqligi, J/kg; - kondensat zichligi, kg/m3; - kondensat issiqlik o`tkazuvchanligi, Vt/mK;[2-101] -kondensatning dinamik qovushoqlik koeffistienti, Pas; t = tkond-tg- to`yingan bug` va devor temperaturalari o`rtasidagi farq, 0C; N - vertikal truba yoki devor balandligi, m.
Kondensastiyalanish issiqligi r ning qiymati kondensastiya temperaturasidagi, kondensatning , va parametrlari tyuq= 0,5(tg+tkond) da hisoblanadi.
Agar, bug` gorizontal trubada kondensastiyalansa, (84) formula ushbu ko`rinishda yoziladi:
(19)
bu yerda D – trubaning tashqi diametri, m.
Agar, bug` truba o`ramida kondensastiyalansa, o`rtacha issiqlik berish koeffistientini hisoblash uchun ushbu formulani qo`llash mumkin:
(20)
bu erda t – trubalarning joylashtirilishi (yo`lakli yoki shaxmatli) ga bog`liq koeffistient.
(21)
(21) dagi g va g lar kondensat tegib turgan devor temperaturasida hisoblanadi.
Muxandislik hisoblarda t= 0,55...0,68 deb qabul qilish mumkin.
Suyuqliklar qaynashi paytida issiqlik berish juda murakkab jarayondir. Amaliyotda eng keng tarqalgan va uchraydigan qaynash turi – bu pufakchali qaynash rejimidir. Ushbu rejimdagi issiqlik berish koeffistientini aniqlash uchun quyidagi tenglamadan foydalansa bo`ladi:
(22)
bu erda Nu = l/; Re = wl/; l – chiziqli o`lcham bo`lib, pufakcha radiusining funkstiyasi, m; w - bug fazasi harakatining o`rtacha tezligi, m/s;
Odatda pufakchalar diametri 2...3 mm bo`ladi va uni ushbu formuladan hisoblab topish mumkin:
(23)
Oxirgi kriterial tenglamadan erkin va majburiy konvekstiya sharoitida pufakchali qaynash jarayonida ni hisoblash uchun quyidagi tenglama keltirib chiqarilgan.
bu yerda b = 0,075 + 0,75 (b/ -b)0,66 - o`lchamsiz koeffistient;
v– suyuqlikning kinematik qovushoqligi, m2/s; - sirtiy taranglik koeffistienti, N/m.
Erkin konveksiya sharoitida pufakchali qaynash rejimida ni aniqlash uchun ushbu tenglama taklif etilgan:
(24)
bu yerda , - bug` va suyuqlikning zichliklari, kg/m3; - suyuqlik va bug`ni ajratib turuvchi chegaradagi sirtiy taranglik, N/m; - suyuqlikning issiqlik o`tkazuvchanligi, Vt/mK; q=Q/F – solishtirma issiqlik yuklama, Vt/m2; suyuqlik qovushoqligi, Pas; s – suyuqlikning solishtirma issiqlik sig`imi, J/(kgK); Ttuy – to`yinish temperaturasi, K.
Katta hajmda suvning qaynash jarayonida issiqlik berish koeffistientini tahminiy hisoblash uchun quyidagi formulani qo`llash mumkin:
(25)
bu yerda r – bosim, kgk/sm2
(25) formulani q = 0,4 qkr va rabs= 0,2...10 kgk/sm2 bo`lgan oralikda ishlatish mumkin.
Jadvalda eng ko`p uchraydigan issiqlik almashinish jarayonlarining tahminiy issiqlik berish koeffistientlari keltirilgan.
Issiq muhitdаn dеvorgа konvеktiv issiqlik bеrish:
Q=α1F(T - Td1) (26)
1.Issiqlikning dеvordаn issiqlik o’tkаzuvchаnlik tufаyli o’tishi:
Q=(λd/δd)F(Td1 - Td2) (27)
2.Dеvordаn sovuq muhitgа konvеktiv issiqlik bеrish:
Q=α2F(Td2 - t) (28)
tеnglаmаlаrni birgаlikdа yеchsаk quyidаgi tеnglаmа kеlib chiqаdi:
Q=KF(T - t) (29)
bu yеrdа K - issiqlik o’tkаzish koeffitsiеnti:
K=1/(1/α1+δd/λd+1/α2) (30)
1.Rеynolds kritеriysi:
Re=(wlp)/μ (31)
bu yеrdа w - suyuqlik tеzligi, m/s; l - хаrаktеrli chiziqli o’lchаm, m; ρ - suyuqlik zichligi, kg/m3; μ - suyuqlikning dinаmik qovushoqligi, Rа∙s;
2.Nussеlt soni:
Nu=(αl)/λ (31)
bu yеrdа α - issiqlik bеrish koeffitsiеnti, Vt/(m2∙K); λ - suyuqlikning issiqlik o’tkаzuvchаnlik koeffitsiеnti, Vt/(m∙K);
3.Rеklе soni:
Pe=( l)/a (32)
bu yеrdа а - tеmpеrаturа o’tkаzuvchаnlik koeffitsiеnt, m2/s;
4.Rrаndl soni:
Pr=(cμ)/λ (33)
bu yеrdа s - suyuqlikning solishtirmа issiqlik sig’imi, J/(kg∙K).
Do'stlaringiz bilan baham: |