Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti

2.4 Issiqlik almashinish qurilmalari.

Maʼlumki, sanoatning turli sohalarida xilma-xil xom-ashyo va mahsulotlarni qayta ishlashda issiqlik almashinish jarayonlari va ularni amalga oshiruvchi qurilmalar juda keng miqyosda qoʻllaniladi. Jarayonlarni oʻtkazish shartlari va qurilmalarni qoʻllash sohasiga qarab, issiqlik almashinish qurilmalarning tuzilishi turlicha boʻladi.

Ishlash prinsipi qarab, issiqlik almashinish qurilmalari sirtiy (rekuperativ), regenerativ va aralashtiruvchi (gradirnya, skrubber, aralashtiruvchi kondensator va h.) qurilmalarga boʻlinadi.

Sirtiy issiqlik almashinish qurilmalarida issiqlik eltkichlar devor bilan ajratilgan boʻlib, ularda bir muhitdan ikkinchisiga issiqlik ushbu devor orqali uzatiladi. Konstruksiyasiga koʻra sirtiy issiqlik almashinish qurilmalari qobiq - trubali, zmeyevikli, plastinali, spiralsimon, qirrali, gʻilofli, blok-grafitli va maxsus issiqlik almashinish qurilmalariga boʻlinadi.

Regenerativ issiqlik almashinish qurilmalarida bir issiqlik almashinish yuzasi galma-gal issiq va sovuq eltkichlar bilan yuvilib turadi. Agar, issiqlik almashinish yuzasi issiq eltkich bilan yuvilib tursa, muhitning issiqligi hisobiga isiydi, sovuq eltkich bilan yuvilganda esa - uz issiqligini beradi. Shunday kilib, issiqlik almashinish yuzasi issiqlik eltkichning issiqligini yigʻib oladi, soʻng esa sovuq eltkichga beradi.

Aralashtiruvchi issiqlik almashinish qurilmalarida ikkala eltkich bevosita oʻzaro aralashuvi paytida issiqlik almashadi.

Issiqlik almashinish turiga koʻra qurilmalar isitkich, bugʻlatkich, sovutkich va kondensatorlarga ajratiladi.

Konstruksiyasiga karab ushbu turdagi qurilmalar qobiq - trubali, “truba ichida truba”, zmevikli, spiralsimon, yuvilib turuvchi, plastinali, qirrali, gʻilofli, blok-grafitli, shnekli va hokazo boʻlishi mumkin.

Sirtiy issiqlik almashinish qurilmalarida issiqlik eltkichlar devor bilan ajratilgan boʻlib, ularda bir muhitdan ikkinchisiga issiqlik ushbu devor orqali uzatiladi. Konstruksiyasiga koʻra sirtiy issiqlik almashinish qurilmalari qobiq - trubali, zmeyevikli, plastinali, spiralsimon, qirrali, gʻilofli, blok-grafitli va maxsus issiqlik almashinish qurilmalariga boʻlinadi.

Regenerativ issiqlik almashinish qurilmalarida bir issiqlik almashinish yuzasi galma-gal issiq va sovuq eltkichlar bilan yuvilib turadi. Agar, issiqlik almashinish yuzasi issiq eltkich bilan yuvilib tursa, muhitning issiqligi hisobiga isiydi, sovuq eltkich bilan yuvilganda esa - oʻz issiqligini beradi. Shunday qilib, issiqlik almashinish yuzasi issiqlik eltkichning issiqligini yigʻib oladi, soʻng esa sovuq eltkichga beradi.

Aralashtiruvchi issiqlik almashinish qurilmalarida ikkala eltkich bevosita oʻzaro aralashuvi paytida issiqlik almashadi.

Issiqlik almashinish turiga koʻra qurilmalar isitkich, bugʻlatkich, sovutkich va kondensatorlarga ajratiladi.

Sirtiy issiqlik almashinish qurilmalari

Konstruksiyasiga qarab ushbu turdagi qurilmalar qobiq - trubali, “truba ichida truba”, zmeyevikli, spiralsimon, yuvilib turuvchi, plastinali, qirrali, gʻilofli, blok-grafitli, shnekli va hokazo boʻlishi mumkin.

qobiq - trubali issiqlik almashinish qurilmalari xalq xoʻjaligining turli sohalarida eng keng tarqalgan va koʻp ishlatiladigan turidir.

2-rasm Vertikal, bir yoʻlli qobiq - trubali issiqlik almashinish qurilmasi.

1 - qobiq; 2 - teshikli panjara; 3 – isituvchi trubalar; 4 - patrubok; 5 - qopqoq;

2-rasmda trubalarning qoʻzgʻalmas teshik panjarali, bir yoʻlli, vertikal qobiq-trubali issiqlik almashinish qurilmasi tasvirlangan. Ushbu qurilma silindr qobiq 1 va uning ikki chekkasiga isituvchi trubalar 3 mahkamlangan teshikli panjara 2 lardan tarkib topgan. Trubalar oʻrami issiqlik almashinish qurilmasining butun hajmini ikkiga boʻladi: 1) truba boʻshligʻi; 2) trubalararo boʻshliq. Teshikli panjara 2 lar silindrik qobiq 1 ga payvandlash usulida mahkamlanadi. qurilma qobigʻiga boltli birikma yordamida 2 ta qopqoq mahkamlanadi. Issiqlik eltkichlar kirishi va chiqishi uchun silindrik qobiq 1 va qopqoq 5 larda patrubkalar oʻrnatilgan. Issiqlik eltkichlardan biri, masalan suyuqlik, trubalar boʻshligʻiga yoʻnaltirilsa, u trubalar orqali oʻtib qopqoqning patrubkasidan chiqib ketadi. Boshqa issiqlik eltkich oqimi esa, masalan bugʻ, trubalararo boʻshliqqa yoʻnaltiriladi, isituvchi trubalar tashqi yuzasiga oʻz issiqligini beradi va suyuq agregat holati (kondensat) ga aylanib qobiqning pastki patrubkasidan chiqazib yuboriladi. Muhitlar orasidagi issiqlik almashinish jarayoni trubalar devori orqali amalga oshiriladi.

Isituvchi trubalar teshikli panjaraga payvandlash yoki razvalsovka qilib mahkamlanadi (2-rasm). Koʻpincha, isituvchi trubalar poʻlat, legirlangan poʻlat,mis, latun, titan yoki boshqa materiallardan tayyorlanishi mumkin.

3-rasm. Trubalarni teshikli panjaralarga maµkamlash usullari.

a - ikkita ariqchaga razvalsovka qilish; б - bitta ariqchaga razvalsovka qilish; в - payvandlash va razvolsovka qilish; г,д - payvandlash; е, ж - ariqchali va tishli payvandlash; з - kirish qismini konussimon razvalsovka qilish; и - tekis teshikka razvalsovka qilish va buklash; к - kavsharlash; л - yelimlash; м - salnik bilan zichlash; н - portlatib payvandlash; o - teshikli panjara tashqi tomonini konussimon razzenkovka qilish; п - teshikli panjaraning tashqi tomoni asta - sekin silliq, toraytirib razvalsovka qilish.

Isituvchi trubalar 3 ni teshikli panjaralar 2 da mahkamlashning eng keng tarqalgan usuli bu oddiy razvalsovkadir (3-rasm). Valsovka nomli asbobda radial yoʻnalishda hosil qilinadigan kuch taʼsirida truba deformatsiyaga (diametri ortadi, yaʼni kengayadi) uchrab, teshikli panjaraga zichlanadi va mhkamlanadi. Truba oʻramining toʻr pardaga mustahkam joylashtirishga erishish uchun teshikli panjarada eni 2...3,5 mm va chuqurligi 0,4...1,0 mm li ikkita halqasimon ariqcha qilinadi. Undan tashqari, trubalarni teshikli panjaralarga payvandlash, kavsharlash, salnik yordamida ham mahkamlash mumkin. Salnik yordamida zichlash murakkab va qimmat. Bu usulda mahkamlash muhitlar temperatura farqi katta boʻlganda, trubalarning boʻylama siljishiga imkon beradi, ammo bunda birikma zichlanishi buzulmaydi.

Trubaning kirish qismini konussimon razvalsovka qilish, mahalliy qarshilik koeffitsiyentini sezilarli darajada pasaytiradi. Bu esa, oʻz navbatida kirish qismining yemirilish oldini oladi.

Agar, trubalar tebranish, siklik qizishga, temperaturalar katta oʻzgarishi yoki ularning uchlari issiqlik taʼsirida oʻta isib ketish hollari yuz beradigan boʻlsa, unda trubalarning uchi albatta teshikli panjaraga payvandlanish zarur. Payvandlash choki choʻktirilgan, valik va ariqchada valik holadi, hamda ariqcha va tishli koʻrinishlarda boʻlishi mumkin.

Odatda, qalin devorli trubalarni payvandlash maqsadga muvofiqdir. Agar, trubalar kuchlanish ostida ishlatiladigan boʻlsa, portlatib payvandlash tavsiya etiladi. Ushbu usulda trubalarni mahkamlash uchun portlatish zaryad quvvati katta, teshikli panjaraning tashqi yuzasi razzenkovka qilishini va panjara tashqarisiga truba uchlari koʻp chiqib turishi kerak. Bu usulda truba teshikli panjaraga oʻta mustahkam holatda biriktiriladi. Agar, trubaning bir uchi panjaraga ushbu usulda portlatib payvandlansa, ikkinchi uchi esa portlatib razvalsovka qilinsa, eng yuqori mustahkamlikka erishsa boʻladi.

Hozirgi kunda trubalarni teshikli panjaraga mahkamlashning eng zamonaviy, ilgʻor texnologiyasi - bu portlatib valsovka qilishdir. Bunda, portlatuvchi zaryad truba ichida, yaʼni uchida joylashtiriladi. Soʻng esa, zaryad kapsyul yordamida portlatiladi. Natijada, portlash energiyasi trubani radial yoʻnalishda deformatsiya qiladi va teshikli panjara bilan truba mustahkam birikma hosil qilib ulanadi. Bu usuldagi birikma, razvalsovka usulinikiga qaraganda ancha mustahkamroq boʻladi. Portlatib payvandlash usulini trubalarni taʼmirlash uchun ham qoʻllash mumkin. Trubalarni teshikli panjaraga elektrogidravlik mahkamlash va biriktirish usuli ham mavjud.

4-rasm. Truba teshikli panjarasida trubalarni joylashtirish sxemasi.

a – toʻgʻri oltiburchak tomonlari va choʻqqilarida;

b - kvadrat tomonlari va choʻqqalarida

Qobiq - trubali issiqlik almashinish qurilmalarida truba teshikli panjaraga quyidagi usullarda joylashtirilishi mumkin (4-rasm):

- toʻgʻri oltiburchak choʻqqi va qirralari yoki teng yonli uchburchak boʻylab;

- konsentrik aylanalar boʻylab;

- kvadrat choʻqqi va tomonlari boʻylab;

- shaxmatli koʻrinishda (bir va har xil koʻndalang qadamli).

Ushbu usullarda trubalarni issiqlik almashinish qurilmasida joylashtirish, qurilmaning ixcham boʻlish sharti bilan belgilanadi. Undan tashqari, har bir qurilmaga iloji boriga koʻproq truba joylashtirishga harakat qilinadi.

Kimyo mashinasozligida toʻgʻri oltiburchak tomonlari va choʻqqalarida trubalarni joylashtirish keng tarqalgan. Bu usul uchun, trubalar sonini aniqlashga quyidagi formula tavsiya etiladi:

bu yerda а - eng katta oltiburchak tomonidagi trubalar soni; в = 2а-1 - eng katta oltiburchak diagonalidagi trubalar soni.Agar, trubalar teshikli panjaraga razvalsovka usulida mahkamlansa, unda trubalarni joylashtirish qadami t ni, ularning tashqi diametriga d_t qarab, ushbu oraliqdan tanlanadi:

Payvandlab mahkamlashda esa – (5)

Issiqlik almashinish qurilmasining diametri quyidagi tenglamadan topiladi:

(6)

Trubalarning uzunligi zarur issiqlik almashinish yuzasi F va trubaning oʻrtacha diametri dur lardan kelib chiqqan holda ushbu formulada hisoblanadi: (7)

qobiq - trubali issiqlik almashinish qurilmalarida issiqlik eltkichlarning yoʻnalishi parallel yoki qarama - qarshi boʻladi. Issiq eltkich qurilmaning yuqori qismidan trubalararo boʻshliqqa, sovuq eltkich esa, pastki qismidan trubalar ichiga yuboraladi. Natijada, bugʻ issiqligini beradi va soviydi, yaʼni kondensatga aylanadi va pastga qarab harakatlanadi. Temperaturasi ortishi bilan sovuq eltkichning zichligi kamayadi va u yuqoriga qarab koʻtariladi. Agar, suyuqliklar sarfi koʻp boʻlsa, ularning tezligi ham yuqori va issiqlik almashinish jarayoni intensiv boʻladi. Undan tashqari, suyuqliklarning qarama – qarshi yoʻnalishida ularning tezliklari bir xilda taqsimlanib, qurilmaning butun koʻndalang kesimida issiqlik almashinishi oʻzgarmas boʻladi.

Trubalar boʻshligʻi seksiyalanishi tufayli, seksiyadagi trubalar soni butun qurilmanikiga qaraganda kamayadi. Bu esa, suyuqlik oqimi harakatlanadigan koʻndalang kesim yuzasi kamayishiga va issiqlik eltkich tezligining ortishiga olib keladi.

Masalan, toʻrt yoʻlli qurilmada, bir yoʻllikka qaraganda suyuqlikning tezligi toʻrt marta koʻp boʻladi. Ushbu hol esa, trubalar boʻshligʻida issiqlik berish koeffitsiyentini oʻsishiga sababchi boʻladi.

Shuni nazarda tutish kerakki, har doim termik qarshiligi yuqori issiqligik eltkichning tezligini oshirish maqsadga muvofiqdir.

Trubalararo boʻshliqda suyuqlik oqimi tezligini va harakat yoʻlini uzaytirish maqsadida segment toʻsiqlar oʻrnatiladi (6-rasm).

Gorizontal issiqlik almashinish qurilmalarida ushbu segment toʻsiqlar truba oʻrami uchun oraliq tayanchlar vazifasini ham bajaradi. Odatda gorizontal qurilmalar koʻp yoʻlli qilib yasaladi va ularda suyuqliklar tezligi yuqori boʻladi. Bunday qilishdan maqsad, temperatura va zichliklar farqi ostida suyuqliklarning qatlamlarga ajralib, hamda harakatsiz zonalar hosil qilmasligini taʼminlashdir.

5-rasm. Koʻp yoʻlli issiqlik almashinish

qurilmasi (truba boʻshligi boʻyicha).

1 - qobiq; 2 - isituvchi truba; 3 - qopqoq

6-rasm. Koʻp yoʻlli issiqlik almashinish qurilmasi (trubalararo boʻshliq boʻyicha).

1- qobiq; 2 – toʻsiq; 3 - isituvchi truba; 4 - qopqoq.

Agar, issiqlik almashinish qurilmasi qoʻzgʻalmas teshik panjara tuzilishi, qobiq va trubalar temperaturala rining oʻrtacha farqi 50°C dan katta boʻlsa, qobiq va trubalar uzayishi har xil boʻladi. Bu hol oʻz navbatida teshikli panjarada katta kuchlanishlar hosil qiladi va panjaradagi trubalar zichlanishini, payvand choklarini buzadi va yoʻl qoʻyib boʻlmaydigan issiqlik eltkichlar aralashishiga olib keladi. Shuning uchun, temperaturalar farqi katta boʻlganda, temperatura taʼsirida uzayini kompensatsiya qiladigan issiqlik almashinish qurilma konstruksiyalari qoʻllaniladi.