Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта масус таълим вазирлиги

1-misol.
Neftni kerosin fraksiya (180-240⁰S Selsiy) hisobiga isitish uchun suzuvchi golovkali kojux trubali issiqlik almashtirib berish qurilmasini tanlang.
Neft sarfi G=170000 kg/s, zichligi  =0,845,boshlang‘ich harorati t_н= 30°S. Issiqlik oqimi sarfi G= 35000 kg/s,zichligi  =0,812,boshlang‘ich harorati T_b = 182° S
Yechimi:Qaynoq oqimning oxirgi haroratini belgilab olamiz, masalan Т_к = 110°С. Ikkala oqim ham suyuqlik holatida, shuning uchun qaynoq oqimning solishtirma entalpiyasi (H, kDj/kg) va sovuq oqimning solishtirma entalpiyasi (h, kDj/kg) quyidagi imperik formula bo‘yicha hisoblab chiqish mumkin:
h= .
Qaynoq oqimning boshlang‘ich entalpiyasini topamiz Н_н = 402,28, qaynoq oqimning oxirgi entalpiyasi Н_к=228,88 kDj/kg, sovuq oqimning boshlang‘ich entalpiyasi h_н = 56,6 кДж/кг.
Qaynoq oqim tomonidan berilgan issiqlik miqdori:

Sovuq oqim olgan issiqlikni, umumiy issiqlik miqdoridan 5% yo‘qotilishini hisobga olgan holda, issiqlik balansidan topish mumkin:

Boshqa tarafdan, Q_x=g(h_кh_н) deb ham yozishimiz mumkin, bunda (neft) sovuq oqimning oxirgi entalpiyasini aniqlaymiz.

Va nisbiy zichlik h_к=90,51 kDj/kgligi ma’lum bo‘lgan holda formuladan foydalanib, neftning oxirgi haroratini t_к= 48 °С topamiz.

Issiqlik almashinish sxemasi

Bo‘lganligi sababli issiqlik tashuvchilar orasidagi o‘rtacha arifmetik tafovutni hisoblaymiz:

Amaliy ma’mulotlarga ko‘ra, suyuqlikli trubani issiqlik almashtirib beruvchi qurilmalar uchun issiqlik uzatish koeffitsenti K, odatda70—250 Vt/(m²-K), yoki 250— 900 kDj/(m²-ch-K) chegarasida bo‘ladi. K=300 kDj/(m²-ch-K) bo‘lganda issiqlik uzatishning zarur bo‘lgan yuzasi hisobi miqdori:

Masalan: suzuvchi golovkali kojix trubali issiqlik almashtirib beruvchi qurilmani olishimiz mumkin. Ichki korpus diametri D=600 mm, issiqlik almashinish yuzasi F=105 m² . Truba uzunligi l= 6 m , diametri d= 25X2,5 mm , trubalar joylashuvini – uchburchak cho‘qqilarida, trubalar bo‘ylab yo‘llar soni n=2, trubalardan o‘tish kesmasi maydoni S=0,034м², trubalararo bo‘shliqdagi (to‘siq kesmasidagi) o‘tish kesimi maydoni 5₂ = 0,04 m².

Zarur bo‘lgan N miqdorni quyidagi shart orqali topamiz:

N= 2 deb qabul qilsak, bunda  isitish yuzasi zahira koeffitsentini:

Issiqlik almashtirib beruvchi qurilmalarorqali issiqlik tashuvchi oqimlarni parallel va ketma-ket o‘tkazish mumkin. Issiqlik tashuvchi oqimining tavsiya qilingan tezligini ta’minlash zaruratidan kelib chiqqqan holda bu ikki variantdan birini tanlash mumkin. Bu tezlik qovushqoqlikka bog‘liqdir. Sovuq neft uchun 0.8 – 0.9 m/sek. Optimal tezlik hisoblansa, isitilgan neft va tiniq neft mahsulotlari uchun – 1.0-1.2 m/sek, eng yengil neft mahsulotlar uchun – 1.5 m/sek.gacha, suv uchun – 1.5-2.0 m/sek tezlik optimal hisoblanadi.
Sovuq va qaynoq oqimlar boshlang‘ich tezligi quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
1.7: Р_х=Р₃₀=837,9 ва Р_г = Р₁₈₂ = 689,5 кг/м³.
Issiqlik almashtirib beruvchi qurilma sistemasiga kirishdagi oqimlar hajmi sarfi:



Sovuq oqimni (neft), ifloslangan mahsulot sifatida truba bo‘shlig‘i bo‘ylab, qaynoq oqim (distillyat) ni esa – trubalararo bo‘shliq bo‘ylab beramiz. Issiqlik almashtirib beruvchi qurilmalar sistemasiga sovuq oqim berilishning har ikkala sovuq oqim berilishning har ikkala variantini ko‘rib chiqamiz.
Agar neftni har ikkala issiqlik almashtirib beruvchi qurilma orqali ketma-ket, bir oqim (n_х = 1) bilan chiqazsak, truba bo‘shlig‘idagi sovuq oqimi tezligi

tashkil etadi.
Agar issiqlik almashtirib beruvchi qurilmalar orqali sovuq oqimni ikki parallel (n_х = 2) oqim bilan o‘tqazsak, unda trubalar bo‘shlig‘idagi tezlik

teng bo‘ladi.
Yuqorida keltirilgan optimal tezlik miqdorini hisobga olib, neft oqimini trubalar bo‘shlig‘iga ikkinchi variant, ya’ni ikki parallel oqim bilan bergan ma’quldir.
Xuddi shunday hisob-kitobni qaynoq oqim uchun ham o‘tkazamiz. issiqlik almashtirib beruvchi qurilmalardan qaynoq oqimni bir oqimda ketma-ket (n_г=1) o‘tkazsak, trubalararo bo‘shliqdagi (ko‘ndalang to‘siq kesimida) qaynoq oqim tezligi



ga teng bo‘ladi.
Ko‘rinib turibdiki, issiqlik almashtirib beruvchi qurilmalarorqali qaynoq oqimni parallel ikki oqim (л_г = 2) bilan o‘tkazishidan ma’no yo‘q. Chunki bu holatda oqim tezligi 2 barobar past bo‘ladi va bu issiqlik uzatish koeffitsentini keskin tushirib yuboradi.