Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

Иссиқлик миқдори ва буғ сарфини аниқлаш. Суюқликни иситиш учун кетган иссиқлик миқдори (Вт) қуйидаги тенглама ёрдамида топилади:
Q = х G c ( t₀ – t_б ) , (8.6)
бунда х = 1,02 ÷ 1,05 – иссиқлик йўқотилишини ҳисобга олувчи коэффициент; G – суюқлик сарфи, кг/с; с – эритманинг ўртача солиштирма иссиқлик сиғими, Ж (кг·К); t₀ – суюқликнинг охирги ҳарорати, ⁰С; t_б – суюқликнинг бошланғич ҳарорати, ⁰С.
Буғ сарфи (кг/с) қуйидаги тенглама орқали аниқланади:
D = , (8.7)
i – иситувчи буғнинг энтальпияси, Ө - конденсатнинг энтальпияси, Ж/кг;
.
i – махсус қўлланмалардан берилган буғ босими Р бўйича олинади.
Иссиқлик ўтказиш коэффициентини аниқлаш. Бир ва кўп қаватли текис юзалар учун иссиқлик ўтказиш коэффициенти К, Вт/(м²·К) қуйидаги тенглама орқали ҳисобланади:
, (8.8)
бу ерда α₁ ва α₂ – ҳароратлари юқори ва паст бўлган иссиқлик ташувчи агентлар учун иссиқлик бериш коэффициентлари, Вт/(м²·К); – девор (девор ва ифлосликлар қатламлари билан биргаликда) термик қаршиликларининг йиғиндиси, (м²·К)/Вт.
Цилиндрсимон юзаларни ҳисоблашда, агар қувурнинг ички диаметри d_u ни унинг ташқи диаметри d_т га нисбати бўлган шароитда, К ни ҳисоблашда (8.8) тенгламадан фойдаланиш мумкин. Бошқа ҳолатларда цилиндрсимон юзалар (қувурлар) учун иссиқлик ўтказиш коэффициенти К_R 1 м қувур узунлигига нисбатан олинади Вm/(м·К) ва қуйидаги тенглама билан аниқланади:
, (8.9)
бу ерда λ – девор материалининг иссилик ўтказувчанлик коэффициенти, Вт/(м·К); r₃ – ифлосликларнинг термик қаршиликлари, (м²·К)/Вт; d₃ – қувурнинг ифлосликлар билан қопланган диаметри, м.
Деворлардаги ифлосликларнинг иссиқлик ўтказувчанлиги (1/r₃) иссиқлик ташувчининг турига, унинг ҳароратига ва тезлигига ҳамда девор материалига, иситувчи муҳитнинг ҳароратига, ускунанинг тозаланмасдан ишлайдиган даврига (қисқа қилиб айтганда, чўкма ёки коррозия маҳсулотининг турига) боғлиқ бўлади. r₃ нинг қийматларини фақат тажриба йўли билан аниқлаш мумкин. Ифлосликларнинг иссиқлик ўтказувчанлиги (1/r₃) тўғрисидаги тахминий қийматлар тегишли адабиётларда келтирилган. Масалан, ўрта сифатли ифлосланган сув учун девордаги ифлосликнинг иссиқлик ўтказувчанлиги 1/r₃ = 1400÷1860 Вт/(м·К).
Иссиқлик бериш коэффициентлари α₁ ва α₂ критериал тенгламалар ёрдамида топилади. Масалан, бизнинг мисол учун баландлиги Н бўлган вертикал қувурлар ўрами ташқи юзасида буғдан деворга берилаётган иссиқлик бериш коэффициенти α₁ қуйидаги тенглама билан аниқланади:
. (8.10)

Конденсатнинг физик-кимёвий катталиклари α, μ, ρ юпқа қатлам (пленка) нинг ўртача ҳарорати бўйича топилади. Конденсацияланиш иссиқлиги r тўйиниш ҳарорати га қараб аниқланади. Ҳароратлар фарқи қуйидаги айирмага тенг:

Δt = . (8.2)
бу ерда – деворнинг ҳарорати.
Агар иситиш қувурлари горизонтал бўлса, бунда буғнинг қувур деворларига иссиқлик бериш коэффициенти қуйидагича аниқланади:
. (8.11)
бу ерда d – қувурнинг диаметри.
Деворлардан иситилаётган муҳитга иссиқлик бериш коэффициенти ҳаракат режимига кўра ҳар хил критериал тенгламалар ёрдамида топилади. Ҳисоблаш тенгламасини топиш учун аввал Рейнольдс мезони Rе аниқланади. Сўнгра тегишли критериал тенглама танланади. Масалан, турғун турбулент режимда (Re≥10⁴) тўғри қувур ичидаги мажбурий ҳаракат пайтидаги иссиқлик бериш коэффициенти α₂ ни аниқлаш учун қуйидаги критериал тенгламадан фойдаланиш мумкин:
Nu = 0,023 Re^0,8Pr^0,4 (8.12)
ёки
, (8.13)
бу ерда d_Э = 4 S/П – эквивалент диаметри, S – оқим кўндаланг кесимининг юзаси, П – кесимнинг ҳўлланган периметри (думалоқ кесимли қувурлар учун d_Э қувурнинг ички диаметрига тенг бўлади); w – иссиқлик ташувчи муҳитнинг ўртача тезлиги; λ, , с, μ – иссиқлик ташувчи агентнинг физи-кимёвий катталиклари, уларнинг сон қийматтлари муҳитнинг ўртача ҳарорати бўйича тегишли қўлланмалардан топилади.
(8.12) тенгламаси тўғри қувур узунлиги ℓ ни унинг диаметри d га нисбати ℓ/d >50 бўлган шароит учун натижа беради.
Оралиқ режим учун (23004) аниқ тенгламалар ишлаб чиқилмаган. Тахминий ҳисоблашлар учун қуйидаги тенгламадан фойдаланса бўлади:
Nu = 0,008 Re^0,9 Pr^0,43 . (8.14)
Ламинар режим учун (Re<2300) қуйидаги критериал тенгламадан фойдаланиш мумкин:
Nu = 0,17 Re^0,33 Pr^0,43 Gr^0,1 , (8.15)
бу ерда Gr = - Грасгоф мезони; ℓ – аниқловчи геометрик ўлчам (қувур учун – унинг диаметри, текис вертикал юза учун – унинг баландлиги); β – суюқликнинг ҳажмий кенгайиш коэффициенти; Δt – девор ва суюқлик (ёки тескари) ҳароратлари оралиғидаги фарқ; Pr – суюқликнинг ўртача ҳароратлари бўйича ҳисобланган Прандтл сони. Pr_g – суюқликнинг девор ўртача ҳарорати бўйича ҳисобланган Прандтл сони. Сўнгра α нинг қиймати Нуссельт мезони орқали топилади:
. (8.16)
Шундай қилиб, α₁ нинг қиймати тўғридан-тўғри (8.10) ёки (8.11) тенгламалар орқали топилади. α₂ нинг қийматини топиш учун энг аввал Нуссельт мезонининг сон қиймати суюқлик ҳаракатининг режимига кўра (8.12), (8,14) ёки (8.15) критериал тенгламалар ёрдамида аниқланади. Сўнгра Nu нинг сон қийматига асосан α₂ (8.16) ифода бўйича ҳисоблаб чиқилади. Ва ниҳоят К нинг қиймати (8.8) ёки (8.9) тенгламалар ёрдамида аниқланади.