Т.ғ. к., аға оқытушы Жунусова Э. Б., магистер, оқытушы Себепкалиева Н. Н
Дәріс. Жылу алмастырғыш аппараттар, классификациясы мен түрлері. Жылу алмастырғыштың түрін таңдау және есептеу. Жылуды регенерациялаудың көрсеткіштері
жүктеу/скачать 7,29 Mb.
|
UMKD TPUS 1179 aza 1179 sha 1
- Бұл бет үшін навигация:
- Жылу алмастырғыш аппараттар, классификациясы мен түрлері.
- Жылу алмастырғыштың түрін таңдау және есептеу. Жылуды регенерациялаудың көрсеткіштері.
9 Дәріс. Жылу алмастырғыш аппараттар, классификациясы мен түрлері. Жылу алмастырғыштың түрін таңдау және есептеу. Жылуды регенерациялаудың көрсеткіштері 1. Жылу алмастырғыш аппараттар, классификациясы мен түрлері. 2. Жылу алмастырғыштың түрін таңдау және есептеу. Жылуды регенерациялаудың көрсеткіштері. Жылу алмастырғыш аппараттар, классификациясы мен түрлері. Жылу алмастырғыштар әртүрлі белгілеріне сәйкес жіктеледі. Жылу беру әдісімен оларды екі топқа бөлуге болады: беттік және араластыру. Жылуалмастырғыштар жылу алмасу бетінің конфигурациясына, мақсатына, жұмыс ортасының қозғалыс бағытына, жылу алмасу бетінің орналасуына, жылу тасымалдағыштардың температуралық градиентіне, құрылғыны жасаған материалына байланысты конструкциялық ерекшеліктерге ие. Өндірістік жылу алмастырғыштарға нақты қолдану шарттарына байланысты талаптар әртүрлі. Негізгі талаптар: ең төменгі гидравликалық қарсылықта жылу берудің ең жоғары коэффициентін қамтамасыз ету; компактность және материалды аз тұтыну; ластанудан механикалық тазалауға арналған жылу алмастырғыш бетінің бөлшектелуімен және қол жетімділігімен бірге сенімділігі мен тығыздығы; тораптар мен бөлшектерді біріктіру; жұмыс температурасының, қысымның және т.б. әр түрлі диапазондағы жылу алмастырғыш беттерінің кең диапазондарын механикаландырылған дайындаудың технологиялық мүмкіндіктері және т.б.. Жаңа, неғұрлым тиімді жылу алмастырғыштарды жасаған кезде, олар: қолданыстағы жылуалмастырғыштардың сол көрсеткіштерімен салыстырғанда жұмыс істегенде материалдық, еңбек, нысандар мен энергия шығындарының нақты шығындарын төмендетуге ұмтылады. Жылу алмастырғыштарға арналған нақты шығындар белгілі бір шарттар бойынша жылу өнімділігіне байланысты шығыстар деп аталады. Жылу алмастырғыш аппараттың процесінің қарқындылығы немесе меншікті жылу өнімділігі деп жылу режимі үшін жылу алмасу бетінің бірлігі арқылы уақыт бірлігіне берілген жылу мөлшерін айтады. Жылу алмасу процесінің қарқындылығы жылу беру коэффициентімен К сипатталады. Интенсивтілік пен тиімділікке жылу алмасу бетінің нысаны әсер етеді; орта қозғалысының оңтайлы жылдамдығын қамтамасыз ететін арналардың баламалы диаметрі мен орналасуы; температураның орташа қысымы; каналдардағы турбулентті элементтердің болуы; және т.б. Жылу алмасу процесін қарқындандырудың конструктивті әдістерімен қатар, гидродинамикалық параметрлердің өзгеруіне және жылу бетіне жақын сұйықтықтың ағымдық тәртібіне байланысты режимдік әдістер бар. Режимді әдістерге мыналар жатады: жылу бетіне тербелістерді енгізу, ағынды импульстерді құру, кеуекті қабырға арқылы газды айдау немесе жұмыс ортасын сору, электр немесе магнит өрістерін ағынға енгізу, қатты ағынның турбуленттілігімен жылу бетінің ластануын болдырмау және т.б. Беткі аппараттарда жұмыс ортасы жылу өткізгіш материал қабырғалары арқылы жылу алмасады, ал араластыру қондырғысында жылу жұмыс ортасының тікелей араласуы арқылы тасымалданады. Араластыру жылуалмастырғыштары беткі қабаттарға қарағанда конструкциясы қарапайым: олардағы жылу толығымен пайдаланылады. Бірақ олар технологиялық жағдайлар өндірістік ортаны араластыруға мүмкіндік беретін жағдайларда ғана қолайлы. Беткі жылу алмастырғыштар, өз кезегінде, рекуперативтік және регенератвтік болып бөлінеді. Рекуперативті аппараттарда әртүрлі жылу тасымалдағыштар арасында жылу алмасу бөлу қабырғалары арқылы өтеді. Бұл жағдайда қабырғаның әр нүктесінде жылу ағыны сол бағытта сақталады. Регенеративті жылуалмастырғыштарда жылутасымалдағыш бірдей кезекпен екі бетіне де жанасды. Бұл кезде қабырғалардың әр нүктесінде жылу ағынының бағыты мезгіл-мезгіл өзгереді. Жылу алмастырғыштың түрін таңдау және есептеу. Жылуды регенерациялаудың көрсеткіштері. Мұнайды өңдеуде, мұнайхимиясында, химияда, газды және іргеліс өндірістердің негізгі түрлерінің техникалық қондырғысы және барлық қондырғының шамамен 30-40% құрайтын жылу алмасу аппараттары құрайды. Жылу алмастырушы аппараттары мұнай өңдеу зауытында және мұнай – химия өндірісінде жылудың ыстық ағындары мен жылытудың, салқындаудың,конденсацияның,салқындаутудың,буланудың,кристалдануды,балқудың регенрациясы үшін қолданады. Жылуды есептеу. Мұнай өңдеу зауыттары үшін техникалық қондырғыны жобалауда көбінесе стандартты алмасу аппараттарын тексеру есептерін жүргізіді, яғни есептеу кезінде алынған стандартты аппараттың санын анықтау үшін қажет. Жылуалмасу аппаратын келесі схема бойынша есептеуге болады. Аппараттың жылу жүктемесін жылу балансын құру арқылы анықтайды 
(9)
G1, G2 – жылутасымалдағыштың ыстық және салқын массасы, кг/с немесе кг/с; It1,It2 – аппараттағы шығу және кіру температура кезіндегі ыстық жылутасымалдағыштың энталпиясы, кДж/кг; η- жылуалмастырушы п.ә.к ол шамамен 0,95-0,97 тең; It3-It4- аппараттағы шығу және кіру температура кезіндегі салқын жылутасымалдағыштың энталпиясы, кДж/кг; Жылуалмасу беті жылу беру теңдеуіндегі бойынша анықтайды 
(10)
Мұндағы F- жылуалмасу беті, м2; К-жылу беруші коэффициент Вт/(м2-К); τср- температураның орташа лагарифмдік айырмасы. Жылу беру коэффициент Км(Вт/м2·К)-жылуалмасу аппараттарында жылу беру проце-сін сипаттайды. К мәні есептеу немесе практикалық мәліметтер негізінде анықталады. Қабырғасыз және трубаның таза беті үшін жылуберу коэффициенті мына формуламен анықталады:  (11)
Мұндағы а1, а2 - ыстық және салқын өнімдер жағындағы жылу беру коэффициенті, Вт/(м2·К); δ – қабырғаның қалыңдығы,м; λ – метал трубаларының жылуөткізу коэффициенті жүктеме трубалары келесі түрде болады:  (12)
Мұндағы а1 – салқындату өнімі жанындағы жылу беру коэффициенті, Вт/(м2·К);  - ішкі қабатының ластануының жылулық кедергісі, (м2· К)/Вт;
 - трубаның метал қабырғасының жылулық кедергісі, (м2· К)/Вт;
 - сыртқы қабаттың ластануының жылулық кедергісі, (м2· К)/Вт;
f ст- 1м трубаның ұзындығына сәйкес тегіс трубаның беткі қабаты (сыртқы диаметріне сәйкес), м2/м; f- 1м қабырғалы трубаның ішкі беті, м2/м; апр – жылуберу коэффииенті берілген, Вт/(м2 · К). Орташа температура айырымын қарама қарсы және тіке бағытағы теңдеумен берілген (τср):  (13)
Мұндағы ∆tв, ∆tн –жылу алмасу аппараттындағы жоғары және төмен температураның айырымы. Жоғары температураның айырымын жоғары және төменгі қатынасына немесе орташа температура айырмымын орташа арифметикалық мәнін мына формуламен анықтауға болады
Сонымен қатар, температураның орташа айырымын мына графикпен анықтықталады (сурет 1). Жылуалмасу ағынын қарама–қарсы қозғалысы жылудың ыстық ағынын тиімді қолдану мүмкіндігін береді, Мысал 1. Жылу алмасу аппаратында екі жылутасымалдағыш қарама – қарсы бағытты қозғалады. Ыстық 275-120°C дейін салқындайды, салқын 70-160°C дейін қвздырады. Темпе-ратураның орташа айырымасын табу τср Шығарылуы. Жылу алмасу схема келесідей: 
Температураның орташа айырымы мына формуламен анықталады 
25-Суретегі графикті, мәні ∆tв=115°С және ∆tн=50°С қолданып, мысалды шешуге болады. Қиылысқан немесе араласқан ағысты орташа лагорифмдік температураның айырмасын мына формуламен анықтайды  (14)
Мұндағы ε – түзету коэффициенті, қиылысқан және араласқан қарама – қарсы ағысының айырмышылығын есептеу; τср.прот – қарама-қарсы ағыс үшін температураның орташа логарифмдік айырмасы. 
25-Сурет. Температураның орташа айрымын анықтау үшін график Коэфицентті P және R параметрлеріне тәуелді анықтайды.  ;  (15)
мұнда tн, tк – салқын жылутасымалдаушының бастапқы және соңғы температурасы, °С; t /н, t /к –ыстық жылутасымалдаушының бастапқы және соңғы температурасы, °С. Ε мәнін қиылысқан ағыста 26- сурет арқылы, ал араласқан ағыста 27-сурет арқылы анықтайды. Мысал 2. Қиылысқан және араласқан ағыс үшін температураның орташа логарифмдік айырымын анықтау. Ыстық жылутасымалдаушы 180-нен 70 °С-қа дейін салқындатылады, ал салқын 20-дан 60 °С-қа дейін қыздырылады. Шығарылуы. ∆tв және ∆tн мәндерін анықтау 
26-Сурет. Қиылысқан ағыс кезінде температураның орташа логарифмдік айырымын анықтау үшін ε түзету коэффиценті 
27-Сурет. Араласқан ағыс кезінде температураның орташа логарифмдік айырымын анықтау үшін ε түзету коэффиценті Орташа логарифмдік айырым 
Р және R мәндерін формула (7) бойынша есептейді. 
2 – сурет бойынша ε =0,85, онда формула (6) бойынша қиылысқан ағыс үшін τср = 0,85 · 80= 68°С 3-сурет бойынша ε = 0,9, онда араласқан ағыс үшін τср =73,8°С.
2. Жылу алмастырғыш аппараттардың қандай түрлерін білесіз? 3. Жылуды регенерациялаудың көрсеткіштері қандай?
жүктеу/скачать 7,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
