|
Натижалар ва уларнинг муҳокамаси.
Биз Қарши шаҳри шароитида, барометрик
босим
B = 750 мм. сим. уст
. ва t
1
= 20 °С ÷ t
2
= 60 °С
ҳарорат оралиғида буғланиш -
конденсациялаш камерасида нам ҳавонинг термодинамик хусусиятларини ҳисоблаб
чиқдик.
1-расм. Параболацилиндрик
концентратор.
Конденсациялаш
камераси
Параболацилиндрик
концентратор
Шўр сувнинг
берилиши
Чучук сув
Шўр сув қолдиғи
2-расм. Буғланиш-конденсациялаш
контурли параболацилиндрик қуёш сув
чучутгичи.
356
Ҳисоблашлар натижаси қуйидаги жадвалда келтирилган:
Ҳарорат,
°С
Ҳавонинг
зичлиги,
кг/м
3
Тўйинган сув
буғларининг босими,
Тўлиқ тўйинганда сув
буғининг миқдори
Ҳаводаги
намлик
миқдори,
d, г/кг
p
б
, Па
p
б,
мм.сим.уст.
1 м
3
ҳавода, г
в 1 кг нам
ҳавода, г
20
1,205
2336,8
17,53
17,2
14,4
14,883
25
1,185
3166,3
23,76
22,9
19,5
20,338
30
1,165
4241,7
31,82
30,1
26,3
27,552
35
1,146
5621,7
42,18
39,3
35,0
37,050
40
1,128
7375,8
55,32
50,8
46,3
50,75
45
1,110
9583,7
71,88
65,0
60,7
69,52
50
1,093
12334,3
92,51
83,3
79,0
95,23
55
1,076
15732,9
118,00
103,6
102,3
130,45
60
1,060
19919,5
149,40
129,3
131,7
178,69
Паст ҳароратлар ва ҳавонинг иссиқлик сиғими
с
рҳ
= 1
кЖ
/(
кг·К
) да қуруқ ҳавонинг
энтальпияси
h
ҳ
=
с
рҳ
t
ҳ
≈ t
ҳ
,
кЖ
/
кг
га тенг бўлади.
Нам ҳавонинг ҳарорати
t
ҳ
бўлганда сув буғининг энтальпияси
h
б
=
r
0
+
с
рб
t
ҳ
га тенг
бўлади. Бу ерда
r
0
– ҳарорат t = 0 °С да сувнинг яширин буғланиш иссиқлиги;
с
рб
– сув
буғининг иссиқлик сиғими. Биз бундан кейинги ҳисобларимизда
r
0
= 2501
кЖ
/
кг
ва
с
рб
=
1,97
кЖ
/(
кг·К
) деб оламиз.
Сувнинг яширин буғланиш иссиқлиги
r
,
кЖ
/
кг
нингҳароратга боғлиқлиги учун
r
=
2501-2,43
t
эмпирик нисбат олинди.
Ҳарорат
t
= 40 °С да диффузия коэффициентини
𝐷 = 𝐷
0
(
𝑇
𝑇
0
)
1,8 𝑝
0
𝑝
формула ёрдамида
аниқланди ҳамда
D
= 0,276·10
-4
м
2
/с ни ташкил қилди.
Ҳарорат
t
= 20 °С да тўйинган сув буғининг босими
p
s
= 2336,8
Па
ни, сув буғининг
парциал босими эса
p
1
=
φp
s
= 0,7·2336,8 = 1635,8
Па
ни ташкил қилади.
Ҳарорат
t
= 20 °С ва
p
1
= 1635,8
Па
бўлганда сув буғининг зичлиги
ρ
1
=0,0121 кг/м
3
ни, ҳавонинг парциал босими
p
2
=
p-p
1
=101000-1635,8=98364 Па ни ташкил
қилади.
Ҳарорат
t
= 20 °С ва
p
2
= 98364
Па
бўлганда ҳавонинг зичлиги 1,185
кг
/
м
3
ни, нам
ҳавонинг зичлиги эса
ρ
=
ρ
1
+ ρ
2
= 0,0121 + 1,185 = 1,197
кг
/
м
3
га тенг бўлади.
Сув буғининг массавий концентрацияси
с
1
=
ρ
1
/ ρ
= 0,0101, ҳавоники эса
с
1
=
ρ
2
/ ρ
=
0,9899. Сув буғининг иссиқлик сиғими
с
p1
= 1,877
кЖ
/(
кг·К
), ҳавоники эса
с
p2
= 1,005
кЖ
/(
кг·К
). Нам ҳавонинг иссиқлик сиғимини қуйидагича топамиз:
с
p
=
с
p1
с
1
+ с
p2
с
2
= 11,018
кЖ
/(
кг·К
).
Масса алмашиниш коэффициенти қуйидаги формуладан аниқланди:
𝛽 =
𝑗
1𝑐
𝑐
1𝑐
−𝑐
1∞
,
(5)
бу ерда:
j
1с
– сув буғи массаси оқимининг диффузион зичлиги;
с
1с
ва
с
1
∞
– буғланиш юзасида ва буғлатгичдаги нам материалдан узоқда сув буғининг
массавий концентрацияси.
Масса алмашиниш учун Нуссельт
𝑁𝑢
𝐷
=
𝛽𝑙
0
𝜌𝐷
ва Прандтль
𝑃𝑟
𝐷
=
𝜈
𝐷
диффузион
сонларини эътиборга олдик. Чегаравий қатламда оқим ламинар бўлганлиги сабабли масса
алмашиниш учун қуйидаги формуладан фойдаланилди:
𝑁𝑢
𝐷𝑥
= 0,332Re
𝑥
1/2
𝑃𝑟
𝐷
1/3
,
(6)
бу ерда:
𝑅𝑒 =
𝜗∙√𝐹
𝜈
– Рейнольдс сони,
F
– ғовак нам материалнинг юзаси, ϑ = 0,1
м
/
с
– нам
ҳавонинг тезлиги, ν = 16,96·10
-6
м
2
/
с
– нам ҳавонинг кинематик қовушқоқлиги.
Прандтль диффузион сонининг
t
= 30÷60 °С ҳароратлар оралиғидаги қиймати 0,61-
357
0,65 га, Рейнольдс сони эса Re = 2297 ни ташкил қилди.
(6) тенгламадан
Nu
D
= 41,67 ÷ 46,86 ни топдик.
Демак,
берилган
ҳароратлар
оралиғида
масса
бериш
коэффициенти
𝛽 = 𝑁𝑢
𝐷
𝜌𝐷
√𝐹
=
(1,26÷1,55)·10
-3
кг/м
2
·с ни ташкил қилди.
Суюқлик эгилган қувурларда ҳаракат қилганда, масалан, бурилишлар ва
змеевикларда, суюқлик оқими марказдан қочма куч таъсири туфайли ташқи деворга
сиқилади, натижада қувурларнинг кўндаланг кесимида иккиламчи циркуляция эффекти
ҳосил бўлади. Иккиламчи циркуляция эффектининг таъсири ва тезликнинг ошиши
турбулентликнинг кучайишига ва иссиқлик бериш коэффициентининг ошишига олиб
келади.
Эгилган қувурларда иссиқлик узатишни ҳисоблашда текис қувур учун
мўлжалланган формулага қуйидаги тузатиш коэффициентини қўллаган ҳолда фойдаланиш
мумкин:
ε = 1 + 1,77
𝑑
𝑅
,
(7)
бу ерда: R – змеевикнинг ўртача радиуси; d – қувурнинг ички диаметри.
Марказдан қочма куч эффекти эгри қисм билан чекланиб қолмасдан, балки
қувурнинг кейинги текис қисмининг маълум узунлигида ҳам таъсир қилиб, бу ерда
иссиқлик бериш ҳар доим бурилишдан олдинги текис қисмга қараганда юқори бўлади.
Хусусан, текис қисм узунлиги
l
t
<
5R
бўлган змеевикда марказдан қочма куч таъсири
змеевикнинг бутун узунлиги бўйлаб таъсир қилади деб ҳисоблаш мумкин.
Эгилган қувурларда (змеевикларда) текис қувурларга қараганда юқори иссиқлик
узатиш коэффициентлари кузатилади. Бу асосий оқим ва иккиламчи оқимларнинг
айланиши туфайли суюқликнинг қўшимча аралашиши билан боғлиқ. Эгилган қувурдаги
Nu
сонини тахминий ҳисоблаш учун қуйидаги формуладан фойдаланилади:
𝑁𝑢
𝑁𝑢
0
= 1 + 3,5
𝑟
0
𝑅
,
(8)
бу ерда:
Nu
0
– текис қувур учун
Nu
сони;
r
0
– қувур радиуси;
R
– эгилиш радиуси
(юмалоқ змеевик учун
R
– змеевик радиуси).
Хулосалар.
Ламинар оқимнинг
Re
=
Re
кр
= 2·10
4
(
r
0
/
R
)
0,32
да турбулент оқимга ўтиши
кузатилади.
Турбулент оқимда иссиқлик узатилишига қувур деворининг ғадир-будирлиги таъсир
қилади. Ғадир-будир қувурда α силлиқ қувурга қараганда каттароқ бўлади. Бироқ, бу ҳолат
фақат ғадир-будирлик қовушқоқ қатламдан каттароқ бўлганда аҳамиятга эга бўлади.
Одатда, техник қувурларда иссиқлик узатилиши силлиқ қувурлар учун амал қиладиган
қонунларга бўйсунади. Қувур деворининг сунъий равишда ғадир-будирлигини ошириш
иссиқлик узатишни кучайтириш усулларидан бири ҳисобланади. Бу усулнинг асосий ғояси
–
Pr
> 5 бўлганда иссиқлик ўтказувчанлика асосий тўсқинлик қилувчи қовушқоқ қатламни
йўқ қилишдир. Дағал қувурдаги иссиқлик узатишга ғадир-будирлик берувчи
элементларининг баландлиги, шакли ва улар орасидаги масофа таъсир қилади. Дағал
қувурда ишқаланиш коэффициенти силлиқ қувурникидан каттароқ бўлганлиги бундай
қувурлардан иссиқлик ташувчини ҳайдаш учун қўшимча қувват сарфланишини ҳисобга
олиш лозим.
Do'stlaringiz bilan baham: |
