Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги абу райхон беруний номидаги

1.2 –Мисол

Идишдан оқиб ўтувчи сувни электр иситгичлари 220 В бир фазали ва 380 В уч фазали қилиб яратилади.

Агар максимал сув оқими ҳажми V – 100 л/мин, оқиб ўтувчи электр сувни қизитиш жиҳозни берилган қуввати W = 11,0 кВт.
Еичиш.

Буни ҳажмини қуйидаги формуладан ҳисоблаш мумкин:

_{ΔТ = Т2 - Т1 = 65 – 18 = 47ºС.}
бунда Т₂ – сув оладиган ҳарорат - 65ºС, Т₁ – сув исситгичга киришишдаги сув ҳарорати -18ºС.

Бундай режимда сув иситилишида, яъни сувни 35-45ºС га иситишда, иситгич элемент қувватини 2,5-3 мартага кўпига қабул қилиш керак, чунки сувнинг сарфи л/минга кўп. Масалан, душга сув сарфи 10 л/мин деб олинганида сув иситиш жиҳози 20 кВт қувватни талаб қилади.

1.3 - Мисол

Қиздириш элементни узинлигини ва диаметрини ҳисоблаш.

Дастлабки маълумотлар:

Электр истеъмолчи жихознинг қуввати Р = 800 Вт; тармоқ кучланиши U = 220 В; қиздиргичнинг ҳарорати 800⁰С. Қиздиргич элемент сифатида Х20Н80 нихромли симни қабўл қиламиз.

Ечиш.

1. 
   Қиздиргич элементдан утадиган ток кучи аниқланиши керак:
   

I = P /U = 800/200 = 3,63 A.

2. 
   Қиздиргични қаршилигини аниқлаш:
   

R = U/I = 220/3,63 = 61 Oм;

3. 
   Малумот номадан, 3,63 А. ток кучи ва қиздиргичнинг ҳарорати 800⁰С учун d = 0,35 мм ли ва кесими майдони S = 0,096 мм² нихромли симни танлаймиз.
   
4. 
   Нихромли симнинг узинлигини аниқлаймиз.
   

R = p l/S = 1,11 5,3/0,096 =61,28 Ом.

бунда R – утказгичнинг электр қаршилиги [Ом], утказгичнинг солиштирма электр қаршилиги p_нихр – 1,11 Ом.мм²/м S = 0,7854 d² = 0,7854 · 0,35² = 0,096мм²

5. 
   Шундай қилиб, қиздиргич узинлигини қабўл қилиб оламиз6
   

l = R S/ p = 61 0,096/ 1,11 = 5,3 м.
ЭЛЕКТР ҚАРШИЛИК ПЕЧЛАРНИ ИССИҚЛИК ҲИСОБИ (ЭҚП)

Бошланғич маълумотлар:

Қиздириладиган махсулотни номи Ж – темир.

Махсулотни массаси М = 255 кг;

Электр печ ўзунлиги Л = 4 м.

Бошланғич ҳарорати т_Н = 25°C (298 К)

Охирги ҳарорати т_К =720°С (993 К)

Қиздириладаган объектни иссиқликдан нурланиши ε_и = 0,7

Ишлов бериладиган махсулотни юзаси Ф = ахб = 2х1= 2 м.

Вақт сабирлиги τ_выд = 1800 сек

Совутилиш вақти τ_охл = 2520 сек

Юклашлар ва юксизлантиришлар вақти τ_з,в = 540 сек

Аниқлаш:

1. 
   Сикл вақти, қиздирилишнинг ва келтирилган нурланиш коэффициенти.
   
2. 
   Печ истеъмол қиладиган иссқлик ва қувватини.
   
3. 
   Печ унимдорлигини ва электр энергияни солиштирма сарфи.
   
4. 
   Иссиш таъсирини фойдали коэффициенти.
   

Ечиш:

1. 
   Термик ишлов бериш давомийлие сикли ва ЭҚПни унимдорлиги аниқланади, бу электр печларни асисий технологик режими кўрсатгичларидан бири хисобланади.
   

Уммумий холатда сикл вақти, сек
τ_с = τ_н + τ_выд + τ_охл + τ_з,в = 1244 + 1800+ 2520 + 540 = 6104 cек
бунда τ_н - қизиш вақти;

τ_выд - технологик сабир вақти;

τ_охл - совуш вақти;

τ_з,в - юклаш-юксизлантириш жараёни.

Кўриб чиқилаётган ЭҚПни қиймати сифатида, белгиланган технологик жараённи қизишини ҳисоблашдаги технологик вақт сабирлиги. Даврий ишловчи ЭҚП учун юклаш-юксизлантириш вақти аниқланади ёки шу турдагига ухшаш тузилишлиларни ишлатилиш маълумотлари асосида, ёки шундайин хулосаларга асосланган холда, ишлов бюериладиган махсулотни масаси, геометирк ўлчамлари, ЭҚП тури(камерали, шахтали,қолпоқли ва бош.), юклаш усули, юклашни механизатсиялаш-тирилганлик даражаси ва бошқалар.

1. 
   Технологик юпқа махсулотларни қизитилишвақти(юкланиши).
   Печни доимо бир хил режимли қиздириш ҳароратлар вақтини қуйидаги формуладан аниқланади
   

Τ_қ =сМν /С_келФ_л = 670х255х0,016/3,99х2 = 1244 сек.
бунда с - махсулот материалини солиштирма иссиқлик сиғими, Дж/кгС⁰

М - махсулотни масаси, кг;

Ф_л - нурланишни, иссиқ оқимини қабўл қилаётган, махсулотни юзаси (юкланишлари), м²;

ν -юпқа махсулотларни нурланишдан қизишини технкавий режимидаги қизиш коэффисиенти т_Н =cонст .
1.2. Келтирилган нурланиш коэффисиентиқуйидаги формуладан аниқланади


Бизни мисолда Ф₁<<Ф₂ шу сабабли С_пр = 5,7·ε₁ =5,7·0,7=3,99 ,

бунда ε₁ = 0,7

бунда C₀ = 5,7 Вт/ м² К⁴ - Стефана-Болсманни доимийси, абсолют қора жисм нурланиш коэффисиентига;

ε₁, ε₂ – нурловчи(ишчи фазосини) ва қиздирилаётган объектга(махсулот), мосравишда, иссиқлик нурланиш коэффисиенти;

Ф₁, Ф₂ – махсулотни ва ишчи фазони юзаларига, мосравишда

ε мухандислик ҳисобларида ε₂ = 0,9, ε₁=0,3÷0,7, деб қабўл қилиш мумкин, агар Ф₁<<Ф₂ бўлганида С_пр =5,7· ε₁ кўринишга эга бўлади

2. 
   ν коэффисиент қийматини қуйидаги формула буйича хисобланади
   

Т_н=cонст бўлганида, ν = 0,016 қиймати

бунда Т_п - печлар ҳарорати, К;

Т_н, Т_к -қизитишни бошланишида ва охиридаги жараёнга мос равишда махсулотни ҳарорати, К.

Коэффисиент қийматини хисоблашларни оддийлаштириш учун ν=ф(т_Н, т_К) 1.18 расмда келтирилган (1) махсулотни бошланғич ҳарорати

т_ҳ = 20° С.

Агар, бу холатда т_ҳ >20⁰ С по рис. 1.18 (1) дастлаб ν₁ аниқланади ҳароратни охирги фактли қиймати учун, охирги ҳарорат учун кейин ν₂ аниқланади, мос равишда ν қиймати шартли фактли учун унинг фактли ҳарорати бошланғич ҳарорат ва ν₁ – ν₂ айирмасига тенг. Юпқа махсулотларни иссиқни техникавий режимида конвективли қиздирилишида т_қ=cонст қиздирилиш вақти қуйидаги формуладан аниқланади

1.1. формуладан ЭҚП ҳароратларини аниқланишини хисоблаш мумкин, бўнда белгиланган давомли қиздирилаётган махсулотни қиздирилиши талаб қилинган ҳароратгача таъминланади.

Атроф мухит айланиш тезлигига боғлиқ равишда иссиқлик ўзатиш конвективлиги Х_к аниқланади, унинг иссиқликни физикавий таркиби, ишлов бериладиган махсулотларнишакили ва геометрик ўлчамларидан иборат.

2. Печ истеъмол қилаётган қувватни иссиқлик миқдори буйича аниқлаш

Қ_с = Қ_пол +Қ_всп + ΣҚ_пот

ёки

Р_потр = Р_пол + Р_всп + ΣР_пот =3,492+6,363+0,174=10,029 кВт

бунда Қ_пол ёки Р_пол – иссиқлик миқдори ёки қуввати, ишлов бериладиган махсулотларни еитарли даражада қизитиш(фойдали) учун, Вт;

Қ_всп ёки Р_всп – ёрдамчи мосламаларни(қутилар,конвейрлар тасмалариини, тагликларни ва бош.), қиздириш учун керакли, иссиқлик миқдори ёки қуввати, Вт;

ΣҚ_пот ёки ΣР_пот – керакли иссиқлик исрофи компенсатсиси учун, иссиқлик ёки қувват йиғиндиси, Вт.

2.1. Ёрдамчи қувватни

кГ
Бу мисолда =0 чунки шамолпаррак йўқ, шу сабабли Р_всп қийматини аниқлашда, газ истеъмоли ва бош. қиймати формулага кирмайди

бунда М_всп - ёрдамчи мосламалар массаси, кг;

С_всп -ёрдамчи материаллар солиштирма иссиқлик сиғими, Дж/кг⁰С

т_К,всп, т_Н, т_всп – бошлангич ва охирги иссиқлигига мосравшда ёрдамчи мосламаларни ҳарорати, ⁰С;

т_П - печлар ҳарорати;

А_Г,всп - махсус газни яхлит истеъмоли, кг/С;

С_Г,всп - махсус газни солиштирма яхлит иссиқлик сиғими, °С; т_НГ,всп - махсус газни бошлангич ҳарорати, °С.

Юклаш ва юксизлантириш дарачалари орқали, атроф мухит ва иссиқлик алмашув фазасида футеровкани хар хил тирқишлари орқали иссиқлик исрофи аниқланади:

– нурланиш ва конвективли.

Нурланиш орқали иссиқлик алмашувини ташкил қилувчи қувват Р_поти очиқ тешик (дарача) орқали қуйидагича хисобланади:
Р_пот,Н = 5,7 ε_отв [( Т_П/100)⁴ - (Т_окр/100)⁴]- Ф_отв φ,
бунда ε_отв - (дарача)тешигидан иссиқлик нурланиш коэффисиенти;

φ - коеффитсиентни диафрагмалаш, тешик чуқулигини хисобга олувчи ва унинг деворлари экранли таъсири этиши (1) 1.27.расм.

Йирик тешиклар учун ε_отв = 0,8 деб қабул қилинади, уларни улчамлари печ фазоси билан тенг улчамли, ва кучик тешиклар учун ε_отв = 1,0.

Конвектили ташкил қилувчисини Доброхотовни синов формуласига асосан аниқланади. Лекин , бу формула т_н = 800 ÷ 900°С печлари учун қабул қилинган. Ишчи ҳароратга тузатиш киритиш орқали т_П = 800°C бўлганида Доброхотов формуласи қуйидаги кўринишга эга бўлади:

Р_пот,К=320Ф_отвҳ^0,5т_П/л_отв^0,4
ҳ, Ф_отв, л_отв - тешик майдони кесими, унинг чуқурлиги ва баландлиги

Агар юклаш(юксизлантириш) дарачаси ёки тешиклар термик ишлов беришни, барча жараёнларида очиқ қолади, у холда, тешиклар орқали иссқлик исрофини керакли даражада компенсатсиялаш учун зарурий қувват.

Р’_{пот,отв}=Р_пот,Н + Р_пот,К
Даврий ишловчи печларда юклаш дарачаси қисқа вақтга очилади τ_откр.

Бўндай холат учун

Рпот,отв=(Р_пот,Н + Р_пот,К) τ_откр/ τ’_Н
бунда τ_откр, τ’_Н - юклаш дарачани давомли очилиш давирлари ва режими қ_пол=cонст (хисобини τ’_Н (1.1)формулага қаралсин.)

Печни иссиқлик исрофини(митақалардаги) компенсатсиялаш учун керакли қувват,умумий холатда қуйидагича бўлади:

Р_пот=к₂(Р_ф + Р’_{пот.отв}. τ_откр/ τ’_Н)
Бу мисолда(ишлаш даврида) технологик жараёнларда) печ эшиги технологик жараён сикл охригача ёпиқ холдабўлади, шу сабабли қуйидагини қабўл қиламиз
Р_пот = 0,05 Р_пол = 0,05 • 3,492 = 0,174 кВт,
бунда к₂ - исроф учун захира коэффисиенти, хисоблашда иноботга лоинмаган, мисол эскириш хисобига исрофни ортиши ва хисоблашда қабўл қилинганидан футеровкани оғиши, футеровка орқали зич эмаслигидан, футеровка чокидан, қисқа туташувли иссиқликдан ва бош. қушимча исроф ортиши. (амалиётда к₂= 1,2 ÷ 1,4 қабўл қилинади).

Ёпиқ эшиклар орқали иссиқликлар исрофи деворлар орқали иссимқлик исрофини хисоблаш каби бажарилади.

Электр печларни (минтақасидаги) фойдали қувватини аниқлаш.

Фойдали қувват иссиқликда, қизитиш жараёнида ишлов берилаётган махсулотни қабўл қилишидан аниқланади.

Қуйидаги формуладан аниқланади: (қ_пол=cонст бўлганида)
Р_пол= қ_полФ=cМ( т_К – т_Н)/τ_Н=670·255(720-25)/1244=3,492 кВт
бнди қ_пол - иссиқни оқим зичлиги, қ_пол=cонст;

Ф - ишлов берилаётган махсулотни юзаси, м²;

С - махсулотни солиштирма иссиқлик, Дж/ кг °С;

М - махсулотни массаси, кг;

т_К - охирги, °С;

т_Н - бошланғич ҳарорат, °С;

τ_Н - қизиш вақти, сек.
Электр печни ўрнатилган қуввати аниқланади Р_у, кВт қуйидаги формула орқали:
Р_у = к₁ · Р_потр = 1,3 · 10,029 = 13,037 кВт,
бунда Р_потр - белгиланган термик ишлов беришдаги ЭҚП истеъмол қиладиган қуввати, Вт;

к₁ - Ортиқча қувват коэффисиенти(захира коэффисиенти),

аста-секин ортишини, қизитиш элементларини оксидланиши натижасида қаршилигини ортишини хисобга олувчи.

Одатда к₁ = 1,1 ÷ 1,2 ўзликсиз ишловчи ЭҚП учун

к₂_ = 1,2 ÷ 1,4 даврий ишловчи ЭҚП учун

5. 
   Кийинчалик солиштирма электр энергия сарфи хисобланади.
   

Е = Рпотр / э = 10,029 / 0,0419 = 0,42 Дж/ кг,

бунда Е - ЭҚП унимдорлиги, кг/сек.

4.1. Даврий ишловчи ЭҚП унимдорлигини аниқлаш.
Е = М/τ_с = 255/6084 = 0,0419 кг/сек,
бунда М - Печга бир вақтда юкланган мсса, кг;

Ўзликсиз ишловчи ЭҚП учун

Е=Лм/ τ_с
бунда м- 1 м, электр печ ўзунлик бўлимига юкланган масса, кг/м;
Л – Электр печ ўзунлиги, м.
5. ЭҚПни фойдали иссиқлик иш коэффисиенти аниқланади
η_Т=Р_пол/Р_потр=3,492/10,029=34,8%

№