Kirish. Issiqlik va massa almashinuv jarayonlari va qurilmalarining asosiy turlari. Reja

1.4. Sanoat qurilmalarining tasnifi.
Zamonaviy sanoat korxonasining energetik va energotexnologik ho'jaligi murakkab bo'lgan majmuani tashkil etadi va quyidagi qurilmalarni o'z ichiga oladi.
Turli ko'rinishdagi energiya ishlab chiqarish va o'zgartirish qurilmalari, yoqilg'i, energiya, hom-ashyo mahsulotlarini tashish uchun quvurlar va kommunikasiyalar (elektr uzatish simlari, siqilgan havo, gidravlik va pnevmatik tashish yo'llari quvurlari va hokazo); isitish, shamollatish va havoni maromlash qurilmalari va tizimlari, texnologik mahsulot ishlab chiqarish uchun energiyadan foydalanuvchi qurilmalar; chiqindilarni zararsizlantirish uchun qayta ishlovchi qurilmalar; korxonaning ikkilamchi va yo'ldosh energiya manbalari (chiqindilarning fizik va kimyoviy issiqligi, chiqib ketuvchi gazlar issiqligi, kondensat va qayta ishlangan bug'ning issiqligi, siqilgan havo va boshqa gazlarning mexanik energiyasi va hok.) dan foydalanuvchi qurilmalar va hokazo. Eng murakkab va turli-tuman energotexnologik qurilmalarni qo'llaydigan bo'lib energetika, kimyo, neft kimyosi, metallurgiya, oziq-ovqat, qog'oz ishlab chiqarish va qurilish materiallari sanoati korxonalari xisoblanadi.
Hozirgi sharoitda ishlab turgan va qurilayotgan sanoat korxonalarida yoqilg'i-energetik va xom-ashyo mahsulotlaridan oqilona foydalanib energiya tejash, kam chiqitli va chiqindisiz texnologiyalar va energotexnologiyalarning qurama usuli tamoyillari asosida amalga oshiriladi.
Barcha issiqlik-massa almashinuvi qurilmalari yuqori haroratli, o'rta haroratli, past haroratli va kriogen haroratli jarayonlarda ishlaydi. Yuqori haroratli jarayonlarga olovli texnika jarayonlari va qurilmalari, xususan sanoat pechlari kiritiladi. Ularga 700-2000­­_­­℃ oraliqdagi ishchi haroratlar mos keladi. O'rta haroratli jarayonlar va qurilmalarga bug'latish, rektifikatsiya (ajratish) va quritishlar kiritiladi, ularning ishlash ko'lami 150-700℃ oraliqda joylashgan. Past haroratli tizimlarga isitish, shamollatish, maromlagichlar, issiqlik nasoslari va sovitish qurilmalari kiradi, ularning ishlash ko’lami -150 dan +150℃ gacha. Yanada pastroq haroratli jarayonlar kriogen (masalan havoni ajratish) haroratli jarayon deb ataladi.
Eng ko'p tarqalgan jarayonlarga quyidagilarni kiritish mumkin: qizdirish, sovitish, kondensatsiyalash, bug'latish, quritish, distillyatsiya, rektifikatsiya, eritish, kristallash, qotirish. Bularning ayrimlari ko'pincha nafaqat issiqlik, balki massa almashinuv (yutilish, diffuziya va boshqalar) bilan birga kechadi.
Issiqlik va massa almashinuv qurilmalarining asosiy elementlari bo'lib, issiqlik almashinuv va issiqlik-massa almashinuv qurilmalari, kameralar va boshqa qurilmalar hisoblanadi.
Bir issiqlik tashuvchidan ikkinchi issiqlik tashuvchiga issiqlikni uzatib berish uchun mo'ljallangan qurilma issiqlik almashinuv qurilmasi deb ataladi. Demak, issiqlik almashinuv qurilmasi (issiqlik almashtirgich) ikki yoki bir nechta issiqlik tashuvchilar (moddalar) orasida issiqlik almashinuv olib boriladigan qurilmadir.
Ikki yoki bir nechta moddalar o'rtasida massa almashinuv olib boriladigan qurilmalarga massa almashinuv qurilmalari deyiladi. Qurilmalarda bir vaqtning o'zida issiqlik va massa almashinuv sodir bo'lsa, bunday qurilmalar issiqlik va massa almashinuv qurilmalari deyiladi. Ularda issiqlik uzatilishi gazsimon, suyuq va qattiq moddalarning fazaviy va kimyoviy o'zgarishlari hisobiga konvektiv, konduktiv va nurlanish orqali amalga oshirilishi mumkin. Issiqlik almashinuvida yoki ko'proq qizdirilgan jism va moddalardan kamroq qizdirilganlariga issiqlikni uzatish uchun qo'llaniladigan harakatlanuvchi moddalar issiqlik tashuvchilar deb ataladi.
Qurilmalar issiqlik tashuvchi muhitlarning harakat yo'nalishiga ko'ra-to'g'ri, qarama-qarshi, kesishgan va murakkab oqimli turlarga bo'linadi. Issiqlik va massa almashinuv jarayonida ishtirok etayotgan issiq va sovuq issiqlik tashuvchilar qizdirish yuzasi bo'yicha bir tomonga harakatlansa to'g'ri oqimli, qarama-qarshi tomonga harakatlansa qarama-qarshi oqimli, o'zaro kesishuvchi bo'lsa kesishgan oqimli, agar biror oqim o'z harakatini o'zgartirsa bunday oqimga murakkab oqimli deb yuritiladi.
Issiqlik va massa almashinuv qurilmasida issiqlik tashuvchi o'z harakat yo'nalishini o'zgartirmasdan o'tgan masofasi yo'l deb ataladi. Issiqlik va massa almashinuv qurilmalarida oqimlardan birortasi yo'nalishini 1, 2, 3 ... n marta o'zgartirsa, u holda 2, 3, 4 va (n+1) yo'lli qurilma deyiladi. Agar qurilmada ikkita oqim o'rtasida issiqlik va massa almashinuvi sodir bo'lsa, u ikki oqimli, agar uchta oqim bo'lsa uch oqimli deb yuritiladi.
Issiqlik tashuvchilarning turi bo'yicha issiqlik almashinuv qurilmalari quyidagilarga ajratiladi: suyuqlik-suyuqlik; bug'-suyuqlik; bug'-bug'; bug'-gaz; gaz-gaz.
Issiqlik tashuvchilarning agregat holatini o'zgarishiga bog'liq holda issiqlik almashinuv qurilmalari quyidagicha: agregat holati o'zgarmaydigan; bir issiqlik tashuvchining agregat holati o'zgaruvchan; ikkala issiqlik tashuvchining ham agregat holati o'zgaruvchan.
Issiqlik tashuvchilarning harakat tavsifiga ko'ra issiqlik almashinuv qurilmasining issiqlik uzatish yuzasi uchta turga bo'linadi: tabiiy sirkulyatsiyali; majburiy sirkulyatsiyali; suyuqlikni gravitasiya kuchi ta'siri ostidagi harakati.
Issiqlik rejimining turiga bog'liq holda issiqlik almashinuv qurilmalaridagi issiqlik almashinuv jarayoni barqaror va nobarqaror bo'lishi mumkin. Rekuperativ issiqlik almashinuv qurilmalari asosan o'rnatilgan barqaror rejimda ishlaydi, regenerativ qurilmalar esa nobarqaror rejimda.