Reja: Bug’ qozonning Issiqlik balansi tenglamasi

14 – Ma’ruza
Bug’ qozonning issiqlik balansi va F.I.K

Reja:
1. Bug’ qozonning Issiqlik balansi tenglamasi.

2. Bug’ qozonning F. I. K., Yoqilg’i sarfi.

Tayanch so’z iboralar:

Yoqilg’ining Yonish issiqligi, Issiqlik foydalanilgan Issiqlik, Issiqlik miqdorlar, F.I.K, Yoqilg’i sarfi, foydali Issiqlik, Issiqliklarning sarfi, Issiqlikning unumdorligi, Yoqilg’ining sarfi.

14.1. Bug’qozonning Issiqlik balansi tenglamasi.

Bug’qozoniga beriladigan Issiqlik miqdori sarflanganiga teng, ya’ni qkelqqsaf bo’lishi kerak. Issiqlik balansi tenglamasi, odatda 1m3 suyuqlik yoki gaz, 1kg qattiq Yoqilg’ining normal sharoitida (273,15 K; 0,1030 MPa) yongan holati uchun tuziladi. Buning uchun uzatiladigan ixtiyorimizdagi Issiqlik qi.i tushunchasidan foydalaniladi. Issiqlik balansining keltirilgan (kirim berilgan) kirim deyilganda ham qi.i tushuniladi. Demak, keltirilgan Issiqlik miqdori quyidagilar yig’indisidan tashkil topadi.
(14.1)
Bunda - Yoqilg’ining quyi yopish issiqligi:
qf.i - Yoqilg’ining fizik issiqligi:
qs.x - havo isitkichga va tirqishlardan o’txonaga surilgan sovuq,
havo issiqligi;
qb.i - bug’ issiqligi.
Ma’lumki, bu Issiqlik miqdorining har birini soddalashtirilgan holda ifodalash mumkin.
ya’ni:
(14.2)

Bunda Se va Sx - Yoqilg’i va havoning solishtirma Issiqlik sig’imlari; Tyo va Ts.x, - Yoqilg’i va sovuq havoning absolyut temperaturalari;

Vn – 1 kg yoki 1 m3 - Yoqilg’ining Yonishi uchun zarur bo’lgan havoning nazariy hisoblangan hajmi;
αs.x - ortiqcha havo koeffitsienti;
gb.s - puflanadigan bug’ning solishtirma sarfi
ib.s - suv bug’ining Entalьpiyasi kJ/kg.
Balans tenglamasidagi yig’indi ga nisbatan kichik bo’lganligi sababli ularni ayrim taqribiy hisoblashlarda e’tiborga olinmasa ham bo’ladi. Unda Issiqlik balans tenglamasi shunday yoziladi.
(14.3)
Qozon agregatida suvni isitishga, bug’lanishga va bug’ning o’ta qizdirilishi uchun zarur bo’lgan Issiqlik foydalanilgan Issiqlik miqdori q1 qolgan Issiqlik miqdorlari (q2Qq3Qq4Qq5Qq6qqisf) isrof bo’lgan Issiqlik miqdori bo’ladi.
Demak, q1Qqisfqq sarf.
Bunda q2 - tutun gazlari olib chiqadigan Issiqlik miqdori;
q3 - Yoqilg’ining to’la yopmasligidan yuzaga keladigan isrof.
q4 - mexaniq jihatdan to’la yopmaslikka olib keladigan isrof.
q5 - tutunning konvektiv yo’llaridagi isrofi:
q6 - qozon agregatidan tashqariga chiqariladigan shlak issiqligi
hisobiga bo’ladigan isrof.
Demak, qozonning Issiqlik balansi tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:
(14.4)
Qozonga keltirilgan to’la Issiqlikni 100% deb olinsa, u holda balans tenglamasini kuidagicha ifodalash mumkin.
(14.5)

14.2. Bug’qozonning F. I. K., Yoqilg’i sarfi

Bug’qozoni agregatining o’ziga sarf bo’ladigan Issiqlik miqdorini hisobga olmasdan hisoblangan F. I. K. qozonning brutto F.I.K deyiladi:
(14.6)
yoki
(14.7)
Bunda q1 - qozon agregatidagi suv va bug’ning qabul qilgan issiqligi (uzluksiz puflash usuli qo’llanilgan holat uchun).
Agarda barabandagi bug’ning bir qismi iste’molchiga uzatilib, bug’ takroran ikkinchi marta o’ta qizdirilsa, q1 ni quyidagi iofodadan aniqlash mumkin;
(14.8)

Bunda D - qozon agregatining ish unumi;

Dps, Dtb va Diukb - puflashga ishlatiladigan suv, to’yingan bug’ va
ikkilamchi o’ta qizdirilgan bug’ sarflari;
io’qb va i’’, itc, i’ – o’ta qizdirilgan va to’yingan bug’, ta’minlash hamda
qozon so’zining Entalьpiyasi;
iibk - ikkilamchi bug’ning kirishdagi Entalьpiyasi;
i’ va i’’ - to’yingan bug’ va qozon suvining Entalьpiyasi
i’’ibch - ikkilamchi bug’ning chiqishdagi va I - ikkilamchi bug’ning kirish
qismlardagi Entalьpiyalari;
V - Yoqilg’i sarfi.
(14.9)

Nazorat uchun savollar:

Yoqilg’ining Yonish issiqligining formulasini yozib bering.
Issiqlik balansining asosiy tenglamasi nimadan iborat?
Foydalanilgan Issiqlik miqdorlarning formulalarini ko’rsating.
Qozonning F.I.K nimadan iborat?
Qozonning Yoqilg’ining sarfi qaysi formula bo’yicha hisoblanadi?
Qozonning foydali Issiqlik qanday topiladi?
Qozondagi Issiqlik yo’qotishi nechaga teng?
Issiqlik balans tenglamasi qanday tuziladi?
Issiqlik sarflari nimadan iborat?
Mexanik yo’qotishlari nimadan iborat?

15 – Ma’ruza

Bug’ qozondagi suv holatini o’zgarishi

Reja:
1. Suvni qaynashining jarayoni.

2. Issiqlik almashinuvi.
Tayanch so’z va iboralar.
Pufakchaning ichki radiusi, Issiqlik uzatish koeffitsienti, kondensat, kondensat sarfi, Issiqlik kondensatsiya, qatlamli kondensatsiya, tomchilash kondensatsiya, kondensatsiyaning issiqligi, vertikal trubada tomchilash kondensatsiyasi.

15.1. Suvni qaynashining jarayoni.

Bug’ qozondagi suvga biror miqdordagi Issiqlik uzatilsa,uning agregat holati o’zgaradi. Suvning qaynash temperaturasi to’yingan bug’niki Ttb 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 Pp pufakcha sirtiga ta’sir qilayotgan suv bosimi Rs va sirt taranglik kuchi yig’indisiga teng bo’ladi.
Ma’lumki, Pp>Ptb bo’lsa Tp>Ttb sharti bajarilganda, hech bo’lmaganda Tp=Ts bo’ladi. Suvning qaynashi uchun Ts>Ttb 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 ΔTs=Ts-Ttb 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 Rkr (kritik radius)da pufakcha ichidagi Ps=ΔP bosimlar yig’indisi biror Ts=Ttb=ΔTs temperaturada bosimiga tenglashadi.
Shunda Pp>Ps=ΔP bo’lganligidan pufakcha radiusi ortib boradi, ya’ni shishadi. Pkr>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 (Tb>Tn.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/m2.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;
Ttb - to’yingan bug’ temperaturasi;
Td - devor temperaturasi;
d - kondensat sarfi.
Tik devor uchun:
(15.4)
Bunda - Issiqlik uzatish koeffitsientining o’rtacha qiymati,
N - devor balandligi;
αx - elementar masofa.

Nazorat uchun savollar:

Pufakchaning ichki radiusi formulasini yozib bering.
Issiqlik uzatish koeffitsientining formulasi nimadan iborat?
Kondensat jarayonida o’tayotgan Issiqlik qanday aniqlanadi?
Kondensat sarfining formulasini yozib bering.
Qaynash jarayoni nimadan iborat?
Vertikal trubada kondensatsiya jarayoni?
Gorizontal trubada kondensatsiya jarayoni?
Kondensatsiya jarayonida Issiqlik qanday beriladi?
Kondensatsiya sirtida temperaturalar qanday o’zgaradi?
Kondensatsiya jarayonida Issiqlik berish koeffitsienti nechaga teng?