Тарау. Жылу алмастырғыш аппараттарды есептеу.

Есептеу әдісі. Тоңазытқыш қондырғысының жылуалмастырғыш аппараттарын есептеудің екі тәсілі бар біріншісі тура, ал екіншісі кері.

Бірінші тәсілде: салқындатылатын немесе қыздырылатын (су, ауа) заттың массалық шығыны, аппаратқа кірер және шығатын параметрлері, сонымен қатар жылу немесе суық тасмалдағыш заттарының бастапқы температурасы берілген болады. Анықталынатыны жылу алмастырғыш аппаратының жылу беру ауданын және жылу немесе суық тасмалдағыш заттарының алмастырғыш аппаратынан шығатын температурасын анықтау болып табылады.

Екінші тәсілде: жылуалмастырғыш аппарат түрі беріледі (оның құрылымы, жылу беру ауданы және өлшемі) және екі жылуалмасатын ортаның бастапқы параметрлері және массалық шығындары. Анықталынатыны берілген жылудың мөлшері және аппаратан шығатын ортаның параметрлерін анқтау болып табылады.

Бірінші тәсілде:

- жылулық баланс теңдеуі

Q = M_r (i_r.вх – i_r.вых) = M_х (i_х.вых – i_х.вх) (7.28)

- жылуберу теңдеуі

Q = k∙F∙θ_m = q_F ∙F (7.29)

мұндағы: Q – берілген жылудың мөлшері (жылу ағыны), кВт;

M_r, M_х – салқын және ыстық ортаның массалық шығындары, кг/с;

i_r.вх, i_r.вых, i_х.вых, i_х.вх – аппаратқа кіретін және шығатын салқын және ыстық ортаның энтальпиялары, кДж/ кг;

k – жалпы жылу коэффицентті, Вт/(м² ∙К);

F – аппараттың жылу беру беттің ауданы, м²;

θ_m – температур айырымасы, ^оС;

q_F – жылу ағынының тығыздығы, кВт/м² немесе Вт/м².

Аппараттың жылу беру беттің ауданы мына формуламен анықталады

F = Q/ kθ_m = Q/ q_F, (м²) (7.30)

Жылу немесе суық тасмалдағыш затының жылуалмасу аппаратынан шығатын температурасын осы аппаратқа жылулық баланс теңдеуі құру арқылы нақталынады.

Орташа логарифмдік температуралық қысымды мына теңдеуі көмегімен анықтайды

(7.31)

мұндағы: θ_б, θ_м – аппаратан шығатын және оған кіретін үлкен және кіші температуралық қысым. Бұл параметрлердің мәнін 80-суреттен анықтаймыз.

Сурет - 80. Жұмысшы затының жылуалмасу аппаратында өзгеруі: а) аппарат ішінде бір-біріне қарама қарсы ағатын жұмсышы заттар үшін (мысалы аммиакты суытқыштар); б) шықтандырғышарда; в) буландырғышта.

Жылуалмастырғыш аппаратының жылу беру коэффиценттінің k мәні бірнеше факторға байланысты болады: жылуалмастырғыш аппараттарының құрылымына, жылуалмасатын ортаның физикалық қасиетіне және ол ортаның қзғалыс жылдамдығы және тағы басқада факторларға байланысы болады.

Екінші тәсілде жылуалмастырғыш аппараттарының жылулық есебінде η_t - жылуалмастырғыш аппаратының эффективті температура коэффиценті көмегімен жүзеге асады. Жылуалмастырғыш аппаратының эффективті температура коэффиценті деп жылуалмастырғыш аппаратынан нақты берілген жылудың өте үлкен аудан бетінен берілетін жылу шамасына қатынасын айтады.

Буландырғышта максимальды мүмкін жылу мөлшері, аппараттан шығатын тұзды судың температурасы тоңазытқыш затының қайнау температурасына жақын болғанда болады (сурет-80, в), сонымен

(7.32)

Шықтандырғыш арқылы өтетін салқындатылған орта (су, ауа), сұйылу температурасына дейін қызуы мүмкін, сонымен

(7.33)

Жылуалмастырғыш аппаратының эффективті температура коэффицентінің мәнін болжамен: ауамен суытылатын шықтандырғыш үшін η_t^кд = 0,6 – 0,7; сумен суытылатын шықтандырғыш үшін η_t^кд = 0,8 – 0,9; құбырқаптамалы буландырғыш үшін η_t^и = 0,5÷0,55; панельді буландырғыш үшін η_t^и = 0,3÷0,4 тең деп алуға болады.

Буландырғыштар мен шықтандырғыштар үшін тексеру есептемесінде η_i мәнін мына формула арқылы анықтауға болады

(7.34)

мұндағы: е = 2,71 – натуральді логарифм негізі;

М – салқындатылатын немесе қыздырылатын ортаның массалық шығыны (тұзды су немесе ауа), кг/с;

С – салқындатылатын немесе қыздырылатын ортаның жылусиымдылығы, кДж/(кг ∙ К).

Нақты қайнау t_о немесе сұйылу t_к температураларын келесі формуламен есептелінеді:

(7.35)

(7.36)

мұндағы: Q_о, Q_к – буландырғынқа немесе шықтандырғышқа түсетін жылулық жүктеменің есептемелік мәні, кВт;

V_s,V_охл.ср – буландырғыштағы тұзды судың немесе шықтандырғыштағы судағы (ауаның) көлемдік шығыны, м³/c;

ρ, с - тұзды судың немесе суытылатын ортаның тығыздығы мен жылу сиымдылығы, кг/м³ және кДж/(кг∙К);

F– таңдалған аппаратың жылуберу бетінің ауданы, м².

Дата добавления: 2015-10-23