Урганч давлат университети

Мустақил ечиш учун масалалар
1. Диаметри 1000 мм ва баландлиги 1400 мм булган бак хажмининг 3/4 кисми суюқлик билан тулдирилган. Суюқликнинг зичлиги 930 кг/м³, ковушкоклиги  18 мПа^.с. Бакга урнатилган уч парракли пропеллернинг айланиш частотаси 3 с^-1. Аралаштиргични харакатлантирувчи электродвигатель кувватини хисобланг.
2. Капитал таъмирлаш пайтида қурилмадаги аралаштиргични d= D/3 улчамли парраги d=D/4 улчамдаги кичик парракка алмаштирилди. Қурилмадаги суюқликни аралаштириш режими, хар икки холатда хам, ламинар булади. Агар электродвигатель куввати узгармас булса, парракнинг айланишлар частотаси канчага узгаришини хисобланг.
3. Намакоб тайёрлаш учун ош тузи ва 67^оС хароратли иссик сув парракли аралаштиргич ёрдамида интенсив аралаштирилмокда. Аралаштиргич паррагининг диаметри 0.45 м, унинг электродвигатели 1.1 кВт кувватга эга. Аралаштиргичнинг айланишлар частотасини аникланг. Намакобнинг физик хоссаларини сувнинг физик хоссалари каби деб кабул килинг.
4. Диаметри 1750 мм булган бакдаги техник глицеринни тезкор аралаштирувчи пропеллерли аралаштиргичнинг диаметри канча булиши мумкинлигини хисобланг. Глицеринни зичлиги 1600 кг/м³, унинг ковушкоклиги  = 1,6 Па^.с. Аралаштиргични айланиш тезлиги n = 500 мин^-1, зарурий кувват сарфи 17 кВт. Жавоб: 0,58 м.

5.Диаметри 900 мм ва баландлиги 1100 мм булган бакни 3/4 кисми минерал ёг (=18 Па^.с, =930 кг/м³) билан тулдирилган. Бакка урнатилган пропеллерли аралаштиргични айланишлар частотаси 180 мин^-1 булса, унга кандай кувватли электродвигатель урнатилиши мумкин? Жавоб: 137 Вт.

10 – амалий машғулот
Иссиқлик алмашиниш жараёнларини ҳисоблаш

Кимё,қурилиш материаллари, озиқ – овқат ва бошқа саноатларда материалларни иссиқлик ёрдамида ишлов бериш жуда кенг тарқалган жараёнлардан биридир. Технологик жараёнинг мақсади ва характирига қараб материалнинг температураси бир меъёрда ушлаб турилади иситилади, совитилади ёки музлатилади, буғлар конденсацияланади. Бу жараёнларнинг ифодаловчи муҳим кўрсаткич бўлиб иссиқлик ўтказиш коэффициенти ҳисобланади ва қурилмаларни лойҳалашда унинг ўлчамларини ва жараённинг интенсивлиги аниқлашга ёрдам беради.

Ҳисоблаш формулалари ва асосий боғлиқлар
1. Иссиқлик ўтказишнинг асосий тенгламаси,
(4.1)
бу ерда Q – иссиқлик миқдори, Вт; - К иссиқлик ўтказиш коэф фициенти, Вт/(м²К); F – мухитларни ажратувчи девор юзаси, м^2; t_ур - иссиқ ва мухитлар температуралари ўртасидаги фарқи, ⁰С.
2. Иссиқлик алмашиниш қурилмасининг иссиқлик баланси
2.1. Иссиқлик ташувчи агентларнинг агрегат ҳолати ўзгарганда:


(4.2)

2.2. Иссиқлик ташувчи муҳитларнинг бирортасининг агрегат ҳолати ўзгарганда:

(4.3)
бу ерда G_{1 в} G₂ – иисиқ ва совуқ агентларнинг сарфи, кг/с; с₁ с₂ ва с_конд – иссиқ, совуқ ва иситувчи буғ конденсатининг иссиқлик сиғими, Ж/(кг/К) t₁ t₁ t₂ t₂, - иссиқ (индекс”1”) ва совуқ (индекс “2”) агентларнинг бошланғич ва оҳирги температуралари; D – иситувчи буғ сарфи кг/с; r – буғ бўлиш иссиқлиги, Ж/кг; - қурилмадан чиқаётган конденсат температураси, ⁰С;
Агарда қурилмадан чиқаётгач конденсат температураси t_б бўлса, _конд = t_б; Q_йўқ – иссиқликнинг атроф муҳитга йўқотилиш сарфи; иссиқлик қопламаси бор қурилмалар учун Q_йўқ=0,05. Q.
3. Иссиқлик ўтказиш коэффициенти. К, Вт/(м².К).
3.1. Текис ва цилиндрсимон (d_bx/d_t 0,5 бўлганда) деворлар учун

(4.4)

(4.5)

3.2. Агарда труба ўлчамлари d_ич/d_t 0,5 бўлса, цилиндрсимон деворли юзанинг 1м узунлиги учун К қуйдагича ҳисобланади:

(4.6)

К ва К₁ лар ўртасида қу йдаги боғлиқлик бор.

(4.6а)
(4.4)-(4.6) формулаларда ₁ – иссиқлик ташувчи муҳитдан девор юзасига бериш коэффициенти, Вт/м².К; ₂ – девор юзасидан совуқ муҳитга иссиқлик бериш коэффициенти, Вт/м².К; _д – иссиқлик ўтказиш деворининг қалинлиги, м; _д ва д_{2 –} трубанинг ички ва ташқи диаметрлари, м; r_{d –} девор ва ундаги ифлосликларининг термик қаршиликлар йиғиндиси; r_и1 ва r_и2 – трубанинг ички ва ташқи деворларидаги ифлосликларнинг термик қаршилиги, йиғиндиси, м².К/Вт.
Баъзи бир иссиқлик ташувчи агентларнинг r тахминий қийматларги 1-жадвалда келтирилган.

Иссиқлик ташувчи агент	Rиф, м^2 ^. К/Вт
Ифлосланган сув	7,19-5,3 ^. 10^-4
Ўртача ифлосланган сув	5,3 – 3,4^. 10^-4
Тозаланган сув	3,47 – 1, 72 ^. 10^-4
Мой	3,4 ^. 10^-4
Органик суюқлик	1,7 ^. 10^-4
Сув буғи	1,7 ^. 10^-4
Органик суюқликлар буғи	8,7 ^. 10^-4
Ҳаво	3,5 ^. 10^-4

Иссиқлик ташувчи муҳитларнинг ўртача температуралар фарқи ушбу тенгламадан топилади:


(4.7)



(4.8)
бу ерда t _ка ва t _ки катта ва кичик температуралар фарқи
4.1. Иссиқлик ташувчи муҳитларнинг агрегат ҳолати ўзгарганда (4.1а,б-расмлар) t _ка ва t _ка қуйдагича аниқланади.
бир хил йўналиш учун
(4.9)

қарама – қарши йўналиши учун

1-расм Иссиқлик алмашиниш жараёнида температураларнинг ўзгариш
графиклари. А-бир йўли, агентларнинг агрегат ҳоли ўзгармайди;
б-қарама – қарши агентларнинг агрегатхоли ўзгармайди; в-қарама
қарши агентларнинг агрегат ҳоли ўзгаради. _{конд =} t ; г-худди
/в/ дагидек, фарқи _конд t .
4.2. Иссиқлик ташувчи мухитлардан бирининг агрегат ҳолати ўзгарганда (1в,г-расмлар) t _ка ва t _ка қуйдагича аниқланади:
(4.10)
5. Иссиқлик бериш коэффициенти критериал тенгламалардан топилади.
Конвектив иссиқлик алмашинишнинг критериал тенгламаси умумий холда қуйдаги кўриниш эга.

(4.11)

Бу ердаги, асосий ўхшашлик критерийлари ушбу формулалардан топилади:

(4.12)
(4.13)
(4.14)
(4.15)
(4.16)
(4.17)
Фазовий ўзгариш критерийсини қуйдаги тенгламадан аниқланади:

(4.18)

(4.11-4.18) формулаларга кирувчи параметрлар:

d – аниқловчи геометрик ўлчам, м; - иссиқлик ўтказувчанлик коэффиценти, Вт/(м.К); с-солиштирма иссиқлик кигими, Ж/(кг.К); - динамик қовушоқлик коэффициенти, Па.с; v – кинематик қовушоқли коэффициенти, м²/с; g – эркин тушиш тезланиш, м²/с²; w – иссиқлиташувчи муҳит тезлиги, м/с; - хажмий кенгайиш коэффициенти, 1/К; t – иссиқлик бериш юзаси ва муҳит орасидаги (ёки тескариси) температуралар фарқи, ⁰С; t_бик – иссиқлик бериш юзаси ва буғ орасидаги температура фарқи, ⁰С.
Ушбу катталиклар ҳар бир суюқлик учун ўртача температурада топилади:
(4.19)

Температуралар фарқи одатда тегишли ҳисоботлар ўтказиш учун олдиндан берилади ва ундан сўнг кетма – кет яқинлашиш усули ёрдамида аниқроқ қиймати топилади. t ва t_д катталиклари солиштирма иссиқлик оқимларнинг баланси тенгламасидан ҳисобланиб топилади:

(4.20)
бу ерда t_ур1 ва t_{ур 2} - иссиқ ва совуқ муҳитларнинг ўртача температураси; бўғли иссиқлик алмашиниш қурилмалари учун t_{ур1 =} t_б; t_д1 ва t_д2 – иссиқ ва совуқ муҳит томонидаги девор юзаларининг температураси.
(4.12), (4.14-4.16) формулалардаги аниқловчи геометрик ўлчам эквивалент диаметрга тенг деб қабул қилинади:

(4.21)

S-оқимнинг кўндаланг кесим юзаси, м²;
П-оқим кесимининг тўлопериметри,м²;
Думалоқ кўндаланг кесимли труба ичидаги оқим учун d_{э =}d_ич2.
5.1. Иссиқлик ташувчи моҳитларнинг агрегат ҳолати ўзгармаганда иссиқлик беришнинг критериал тенгламалари.
а) тўғри труба ва каналарда иссиқлик бериш (Re 10000)
(4.22)
б) Ўтиш соҳаси яни 2320 Re 10000 бўлганда, иссиқлик бериш ушбу формуладан аниқланади:

(4.23)

Иссиқлик бериш коэффициенти ни қуйдагича ҳисоблаш мумкин.

(4.23а)

_т – турбулент режим учун иссиқлик бериш коэффициент (4.22) дан t_ур учун топилади;
_ут – ўтиш соҳаси учун Re га боғлиқ тузатиш коэффиценти
2 жадвалдан олинади.
2 жадвал

Re	2500	3000	4000	5000	6000	8000	10000
ут	0,4	0,57	0,72	0,81	0,88	0,96	1,0

Тўғри труба ва каналларда ламинар режимда (Re 2320) иссиқлик бериш қуйдаги ҳисоблаш тенгламасидан аниқланади:

(4.24) ёки

(4.25)

6. Иссиқлик алмашиниш жараёнини интенсивлашнинг энг самарадор усуллардан бири, ушбу трубаларга дискрга дискрегат жойлашган кўндаланг каналлар қилишдир.
Газларни совитиш ва иситиш жараёнида иссиқлик алмашиниш интенсивлиги қуйдаги формуладан ҳисоблаб топиш мумкин:
t/d=0,25-0,8 d/D=0,88-c,98 ва Re = 10⁴-4.10⁵ бўлганда,
(4.26)


(4.27)



Газларни иситиш пайтида,
(4.28)

Газларни совитиш пайтида

(4.29)

Суюқликлар учун ўртача иссиқлик алмашиниш коэффициентининг интенсилиги (t/D=0,5 ва d/D=0,94)

(4.30)
бу ерда
(4.31)

7. Иссиқлик алмашиниш қурилмасининг иссиқлик ўтказиш юзаси ушбу формула топилади:

(4.32)
бу ерда – n – трубалар сони, м; 1- труба узунлиги, м;
8. Суюқлик сарфи тенгламаси.
8.1. Ҳажмий сарф V_c қуйдаги формула бўйича ҳисобланади:


(4.33)

Бу ерда S – трубанинг кўндаланг кесими ва у ушбу тенглама ёрдамида ҳисобланади:

(4.34)
формуладги m-кожух трубали қурилманинг йўллар сони.
8.2. Массивий сарф қуйдаги формула ёрдамида ҳисобланади:
(4.35)
бу ерда р – иссиқлик ташувчи муҳитининг зичлиги, кг/м
9. Иссиқлик ўтказувчанлик.
9.1. Бир қаватли текис девордан ўтаётган иссиқлик оқимининг иссиқлик ўтказувчанлик тенгламаси қуйдагичадир:
(4.36)
бу ерда q – иссиқлик оқимининг зичлиги, Вт/м² ; Q – иссиқлик оқими, Вт; F – девор юзаси, м² ; t_и ва t_с – иссиқ ва совуқ деворлар юзасининг температураси, ⁰С; r = / - деворнинг термик қаршилиги, м² .К/Вт; - девор қалинлиги, м; / - иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти, Вт/м.К.
9.2. Кўп қаватли текис девор орқали ўтган иссиқлик миқдори эса қуйдагича ҳисобланади:
(4.37)
9.3. Цилиндрсимон деворнинг иссиқлик ўтказувчанлик тенгламаси
(4.38)
бу ерда = (d₂-d₁)/2. Цилиндрсимон деворнинг ўртача юзаси қуйдаги формуладан топилади:
(4.39)
D₁ ва d₂ – трубанинг ичкива ташқи диаметрлари, м; L – труба узунлиги, м. Агарда d₂ /d₁<2 бўлса, F_ур ни (4.3) формуладан эмас, балки юқори аниқликка эга ушбу формуладан топса бўлади:
(4.40)
9.4. Кўп қаватли цилиндрсимон девордан ўтаётган иссиқлик миқдори қуйидаги ифодадан аниқланади:
(4.41)

9.5. Температура 30 ⁰С агрофида бўлганда, тажрибавий маълумотлар йўқ бўлса, суюқликларнинг иссиқлик ўтказувчанлиги ушбу формула ёрдамида ҳисоблаш мумкин:

(4.42)
с – суюқликнинг солиштирма иссиқлик сиғими, Ж/(кг.К); р – суюқлик зичлиги, кг/м³ ; М-суюқлик моляр массаси, кг/кмоль; А- суюқликнинг ассоцияланиш даражасига боғлиқ коэффициент, м³.^{кмоль -3,33.} с^-1 (сув учун А=3,5 10 ^-6 бензол учун А= 4,22.10^-6,).
Исталган температурадаги суюқликнинг иссиқликўтказувчанлиги қуйдаги формуладан топилади:
(4.43)
бу ерда - температуравий коэффициент.
Баъзи суюқликлар учун 10 (С) қийматлари:
Анилин -1,4 Пропал спирти -1,4
Ацетон -2,2 Уксус кислотаси -1,2
Бензол -1,8 Хлор бензол -1,5
Гексан -2,0 Хлороформ -1,8
Мет.спирти -1,0 Этил спирти -1,4
Сувли эритмаларнинг температурадаги иссиқлик ўтказувчанлиги:
(4.44)
бу ерда _э ва _с - эритма ва сувнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентлари.
9.6. Газларнинг паст босимлардаги иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентини ушбу формуладан ҳсиоблаш мумкин:
(4.45)
бу ерда - газнинг динамик қовушоқлиги, Пас; В=0,25.(9k-5), к=с_р /с_v – адиабата кўрсаткич; с_р ва с – газнинг ўзгармас босим ва хажимдаги солиштирма иссиқлик сиғими, Ж/(кг.К); Бир атомли газлар учун В=1,72.