ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
40
NAKATKALANGAN QUVURLARNI STENDDA SINASH
Karabayev Asatilla Sunnatillayevich
Toshkent Davlat Texnika universiteti
katta o’qituvchi,
G‘anixonov Abdullaxon Tursunboy o‘g‘li
Toshkent Davlat Texnika universiteti
bakalavr
https://doi.org/10.5281/zenodo.14877269
Annotatsiya
Oziq-ovqat, kimyo, neft va gazni qayta ishlash sohalarida keng tarqalgan
issiqlik almashinish apparatlarining issiqlik almashinish jarayonlarini
jadallashtirish maqsadida "Nakatka" qilish usulida tayyorlangan issiqlik
almashinish trubasi tekis trubalardan qurilma yasash texnologiyasidan farq
qilmaydi. Lekin, samarador trubali issiqlik almashinish qurilmasidagi nakatkali
trubalarning umumiy uzunligi, tekis trubali qurilmanikidan kam bo‘ladi, ya’ni
kamroq sarf bo‘ladi. Quvurning tashqi yuzasida nakatkalash yordamida hosil
qilinadigan uyurmalar issiqlik tashuvchilarning quvurlararo oqimida issiqlik
almashinuvini jadallashtiradi.
Kalit so’zlar:
issiqlik almashinish apparatlari, nakatka, uyurma, issiqlik
tashuvchi, jadallashtirish, quvurlararo oqim.
Tajriba stendi, tajribani o’tkazish usuli va olingan natijalar
Tajriba stendining ishlash prinsipi quyida keltirilgan:
Truba ichidagi muhit uchun:
Markazdan qochma nasos (1) yordamida ventillar (2) va (17) orqali issiqlik
almashinish apparatlarining truba ichiga issiq suv haydaladi. Uzatilayotgan issiq
suvni sarfi sarf o’lchagichlar (3) va (21) orqali o’lchanib, (2) va (17) ventillar
orqali rostlanadi.
Issiq suvning apparatga kirishdagi bosimlari manometrlar (26) va (28)
orqali o’lchanadi. Issiq suvning apparatga kirishdagi temperaturalari (10) va
(12) termoparalar orqali o’lchanadi. Uzatilayotgan issiq suv nakatkalangan truba
(9) va standart silliq truba (6) larda harakatlanadi.
Truba ichki tomon muhiti uchun issiq suvning apparatdan chiqqandagi
quyidagi parametrlari: chiqish bosimlari (30) va (33) manometrlari hamda
temperaturalari (15) va (4) termoparalar orqali o'lchab olinadi. Nakatkalangan
trubali hamda standart trubali apparatlar uchun issiq suvning parametrlari
temperaturalar hamda bosimlar orqali aniqlab olinadi. Issiqlik almashish
apparatida ikkita trubalarda issiqlik almashinib o’z issiqligini yo’qotib
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
41
sistemadan chiqqan modda(suv), quvurlarda harakatini davom ettiradi, issiq suv
baki (7) ga borib tushadi, o’z issiqligini yo’qotgan modda(suv) bakka (7)
yig’ilgach elektr isitish tenlari (8) orqali isitilib yana markazdan qochma nasos
(1) orqali, jarayonni davom ettirgan holda ma’lum haroratgacha isitilgan issiq
suv issiqlik almashinish apparatiga yuboriladi.
Trubalararo muhit:
Sovuq suv baki (25) dan markazdan qochma nasos (20) yordamda ventillar (18)
va (19) bilan rostlangan holda sovuq suv va issiqlik almashinish apparatlarining
trubalararo muhitiga yuboriladi. Sarflar (22) va (23) sarf o’lchagichlar orqali
rostlash ventil (18) va (19) lar bilan rostlanadi. Apparatga kirishdagi suvning
bosimlari (31) va (32) monometrlar orqali o’lchanadi. Trubalar aro muhitga
kirishdagi suvning temperaturalari (14) va (16) termoparalar orqali o’lchanadi.
Jarayonning qanday darajada ketayotganligini aniqlash maqsadida trubalararo
muhitdan chiqishdagi issiq suvning parametrlarini o’lchov asboblari yordamida
o’lchab olinadi. Suvning trubalararo muhitdan chiqishdagi temperaturalari har
ikkala trubalar - nakatkalangan va standart silliq trubalar uchun (11) va (13)
termoparalar orqali o’lchanadi. Suvning chiqishdagi bosimlari (27) va (29)
manometrlar orqali o’lchab olinadi.
1-rasm
.
”
Truba ichida truba” tipidagi issiqlik almashinish apparati. Issiqlik
almashinish jarayonini jadallashtirish maqsadida tadqiqot ishlari olib borilgan
tajriba qurilmasining sxemasi.
1,20 – markazdan qochma nasoslar, 2,17,18,19 – ventillar, 3,21,22,23 – sarf
o’lchagichlar, 4,10,11,12,13,14,15,16 – termoparalar, 5,24 – standart qobiq
trubalar, 6 – standart(silliq) truba, 9 – nakatkalangan truba,
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
42
26,27,28,29,30,31,32,33 – manometrlar, 7 – issiq suv baki, 8 – elektr isitgich, 25
– sovuq suv baki.
Nakatkalangan truba hamda silliq (standart) truba, «truba ichida truba»
tipidagi issiqlik almashinish apparatida truba ichidagi muhitda issiq suv
harakatlangda, hamda trubalararo muhitda sovuq suv harakatlanganda issiqlik
almashinishni tajribada sinash va olingan natijalarni taqqoslanadi.
2-rasm
.
Tajriba vaqtida foydalanilgan “nakatka” trubasining qirqim
ko’rinishining sxemasi.
"Nakatka" qilish usulida tayyorlangan issiqlik almashinish trubasi tekis
trubalardan qurilma yasash texnologiyasidan farq qilmaydi. Lekin, samarador
trubali issiqlik almashinish qurilmasidagi nakatkali trubalarning umumiy
uzunligi, tekis trubali qurilmanikidan kam bo‘ladi, ya’ni kamroq metall sarf
bo‘ladi. Nakatka tokarlik dastgohida amalga oshiriladi. Tabiiyki, amaliyotda
massaviy ishlab chiqarishda tayyorlash jarayoni modernizatsiyalanishi mumkin
va bunday trubalar rolikli mashinada yoki boshqa usul bilan tayyorlanishi
mumkin. Trubaning tashqi yuzasida nakatkalash yordamida hosil qilinadigan
uyurmalar issiqlik tashuvchilarning quvurlararo oqimida issiqlik almashinuvini
jadallashtiradi.
Nakatkalangan trubalarda issiqlik berish va issiqlik o’tkazuvchanlik
koeffitsiyentlarini aniqlash usuli.
Intensivlash usulini tanlash bir qator shartlar bilan belgilanadi. Ulardan eng
asosiylari:
1. Issiqlik almashinish qurilmasining gabarit o‘lchamlari va massasini
kamaytirish;
2. Issiqlik almashinish jarayonini intensivlash uchun ruxsat etilgan
energetik sarflar va uni amalga oshirish uchun bor energiya turi;
3. Issiqlik berish intensivlanadigan oqimning gidrodinamik tarkibi. Issiqlik
oqimi zichligining taqsimlanish yoki issiqlik eltkichda temperaturalar maydoni;
4. Issiqlik almashinish qurilmasining tayyorlash texnologiyasiga moyilligi,
hamda ekspluatatsiya davrida qulayligi va ishonchliligi.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
43
Undan tashqari, qurilma konstruksiyasi va jarayonning taxlili, issiqlik
eltkichni uzatish uchun ruxsat etilgan energiya sarfini aniqlash imkonini beradi.
Odatda, energiya sarfi deganda nasosning quvvati nazarda tutiladi. Shuning
uchun, qurilma orqali issiqlik eltkichni uzatishda bosimlar yo‘qotilishining
yig‘indisi o‘zgarmas bo‘lganda, uning gabarit o‘lchamlarini kamaytirishni
ta’minlaydigan intensivlash usullari yaratilishi kerak.
Turbulent oqimning gidrodinamik tarkibini va undan issiqlik almashinishni
o‘ziga xos xususiyatlarini bilish, oqimning qaysi sohasida turbulent
tebranishlarni intensivlash zarurligini aniqlashga yordam beradi. Ko‘pgina
olimlarning ma’lumotlariga binoan, odatda truba devori yaqinidagi suyuqliklar
harakatini jadallashtirish kerakligini hech kim inkor qilmaydi. Turbulentlik
intensivligini oshirish energetik sarflar o‘sishi bilan bog‘liq, ya’ni gidravlik
qarshilik koeffitsiyenti ortadi. Shuning uchun,
λ
t
ni butun oqimda emas, balki
devor yaqinida oshirish maqsadga muvofiq. Shunga alohida e’tibor berish
kerakki,
yaratilgan
intensivlash
usuli issiqlik almashinish qurilmalarini yasash texnologiyasini tubdan
buzmasligi kerak va katta seriyada ishlab chiqarishga moyil bo‘lishi zarur. Bu
yerda nafaqat yasash va yig’ish texnologiyasi nazarda tutilgan, balki oddiy
qurilmaga nisbatan narxi ham hisobga olingan bo‘lishi kerak.
Hamma oqimlarni jadallashshtirish usullarida issiqlik berishni
jadallashtirish uchun oqim qo‘shimcha sun’iy turbulizatsiya qilinadi. Lekin, shu
bilan birga gidravlik qarshilik koeffitsiyenti ham oshadi. Shuning uchun,
intensivlash darajasini bilish uchun intensivlash usulida olingan natijalarni, tekis
trubada olingan tajriba ma’lumotlari bilan taqqoslash maqsadga muvofiq.
Buning uchun Nu/Nu
sil
nisbatdan foydalanish mumkin.
Suyuqlik va gazlarning oqimi truba ichida harakati davrida devor atrofidagi
yupqa, chegaraviy qatlamni sun’iy ravishda turbulizatsiya qilishi kerak. Undan
tashqari, ushbu devor atrofidagi yupqa qatlamni sun’iy ravishda turbulizatsiya
qilish uchun diskret joylashgan ko‘ndalang bo‘rtiq turbulizatorlarni qo‘llash
maqsadga muvofiqdir.
"Nakatka" qilish usulida tayyorlangan issiqlik almashinish qurilmasi tekis
trubalardan qurilma yasash texnologiyasidan farq qilmaydi. Lekin, samarador
trubali issiqlik almashinish qurilmasidagi nakatkali trubalarning umumiy
uzunligi, tekis trubali qurilmanikidan kam bo‘ladi, ya’ni kamroq sarf bo‘ladi.
Shuning uchun ham, ushbu usulda jarayonni intensivlash qurilmaning
gabarit o‘lchamlari va massasini 1,5...2,0 marta kamaytirish imkonini beribgina
qolmay, balki uning narxini ham arzonlashtirishga erishildi.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
44
"Nakatka"
qilingan
trubalar
issiqlik
almashinish
jarayonining
samaradorligini oshiradi va bir qator afzalliklarga ega:
- trubaning ichki va tashqi tomonlarida issiqlik almashinish
samaradorligini bir vaqtda oshirish mumkin;
- boshqa usullarga nisbatan yuqori issiqlik almashinish samaradorligiga
erishiladi;
- bu turdagi turbulizatorli trubalarni sanoat miqyosida tayyorlash oson.
Gazlarni isitish va sovitish jarayonida (Re=10
4
…4*10
5
, d/D=0,88…0,98
uchun T
w
/T
b
=0,13 … 1,6) o‘rtacha issiqlik berishni ushbu formula yordamida
aniqlash mumkin:
agar t/D = 0,25...0,8 bo‘lsa,
]
)
/
(
)
/
1
(
2
,
18
exp[
2
3
]
35
6
,
4
Re
lg
1
[
326
,
0
13
,
1
D
t
D
d
Nu
Nu
гл
(1)
agar t/D = 0,8...2,5 bo‘lsa,
]
33
,
3
33
,
17
)
33
,
16
33
,
3
][(
30
6
,
4
Re
lg
1
[
D
t
D
d
D
t
Nu
Nu
гл
(2)
(1) va (2) formulalardagi Nu ni hisoblashda hamma parametrlar gazning
o‘rtacha massaviy temperaturasida olinadi.
d/D = 0,9...0,97 va t/D = 0,5 parametrlarga ega turbulizatorli trubalarda
issiqlik berishni hisoblashda quyidagi formuladan foydalanish mumkin:
]
)
/
(
)
/
1
(
9
exp[
)
14
,
1
1
28
,
0
14
,
1
)(
45
,
7
6
,
4
Re
lg
1
(
58
,
0
D
t
D
d
D
d
Nu
Nu
w
гл
(3)
bu yerda, Re
w
- devorning o‘rtacha temperaturasida hisoblanadi.
Agar t/D = 0,5 va d/D > 0,94 (Re>Re
*
) bo’lsa, suyuqliklar uchun o’rtacha
issiqlik berish quydagi formuladan topiladi;
𝑁𝑢
𝑛𝑎𝑘
𝑁𝑢
𝑠𝑖𝑙
= [100 ∗ (1 −
d
D
)]
0.445
(4)
bu yerda,
𝑁𝑢
𝑠𝑖𝑙
o’tish rejimi uchun ushbu formuladan hisoblab topiladi:
𝑁𝑢
𝑠𝑖𝑙
= 0,008 ∗ 𝑅𝑒
0,9
∗ 𝑃𝑟
0,43
(5)
Issiqlik berish koeffitsiyentini aniqlaymiz:
𝛼
𝑛
=
𝑁𝑢
𝑛
∗𝛼
𝑠𝑖𝑙
𝑁𝑢
𝑠𝑖𝑙
; [
𝑉𝑡
𝑚
2
𝐾
]
(6)
Tajriba davomida standart (silliq) truba va nakatkalangan trubalarda
issiqlik berish koeffitsiyentlari (
α
sil
va
α
nak
[Vt/m
2
K])ni (
Re
) Reynolds soniga
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
45
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000
α
[
V
t/
m
2
*K
]
Re
-Reynolds soni
Trubalararo sovuq suv harakatlangan muhit uchun
αsil
αnak
bo’gliqligi jadval shaklida keltirilgan (trubalararo sovuq suv harakatlanganda) 1
– jadval.
1 – jadval.
1 – grafik.
Tajriba davomida standart (silliq) truba va nakatkalangan
trubalarda issiqlik berish koeffitsiyentlari, (
α
sil
va
α
nak
[Vt/m
2
K])ni (
Re
)
Reynolds soniga (trubalararo sovuq suv harakatlanganda) bog’liqlik grafigi
keltirilgan.
Tajriba davomida standart (silliq) truba va nakatkalangan trubalarda
Nusselt sonlarini, (
Nu
si
l
va
Nu
nak
)ni (
Re
) Reynolds soniga (trubalararo sovuq suv
harakatlanganda) olingan natijalar 2 – jadval shaklida keltirilgan.
2 – jadval
Re
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
Nu
sil
21,93
25,155 28,367 31,54
34,667 37,783 40,86
43,913
Nu
nak
40,645 46,616 52,57
58,449 64,262 70,018 75,722 81,378
Re
7000
7500
8000
8500
9000
9500
10000
Nu
sil
46,941 49,948 52,936 55,904 58,855 61,79 64,71
Re
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
α
sil
851,544 976,642 1101,37
5
1224,54 1346,33
4
1466,92
8
1586,38
9
1704,92
2
α
nak
1578,05
7
1809,88
3
2041,03
6
2269,28
1
2494,98
6
2718,46
8
2939,84
9
3159,51
Re
7000
7500
8000
8500
9000
9500
10000
α
sil
1822,51
5
1939,26
8
2055,24
6
2170,5
2285,07
8
2399,02
1
2512,36
5
α
nak
3377,43 3593,79
4
3808,72 4022,30
6
4234,63
9
4445,79
4
4655,84
1
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
46
Nu
nak
86,991 92,563 98,096 103,6
109,069 114,508 119,918
2 – grafik
. Tajriba davomida standart (silliq) truba va nakatkalangan
trubalarda Nusselt sonlarini (
Nu
si
l
va
Nu
nak
)ni (
Re
) Reynolds soniga
(trubalararo sovuq suv harakatlanganda) olingan natijalar 2 – jadval shaklida
keltirilgan.
Yuqorida sinovlar o’tkazilgan stendda nakatkalash qadami va nakatkalash
chuqurligining turli qiymatlarida va suv sarfi va oqish rejimining laminar, o’tish
va turbulent oqimlarida truba ichida truba tipidagi issiqlik almashinish
apparatlarining jadallashtirilgan yuzali trubalarini sinovdan o’tkazishimiz
mumkin
Adabiyotlar:
1.
Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З., Мякочин А.С. «Эффективные
поверхности теплообмена». М.: Энергоатомиздат, 1998 г. 407 с.
2.
Каримов
К.Ф.,
Kaрабаев
А.С.,
Маслов
А.В.,
Азизов
Д.Х.
“Термодинамический анализ потерь компрессорно-конденсаторного узла
холодильной
установки”.
Международная
научно-практическая
конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии
(Сушка и термовлажностная обработка материалов)». 28-31 Мая 2002 г.
Москва.
3.
Каримов К.Ф., Азизов Д.Х., Карабаев А.С. Применение накатанных
труб в водяных конденсаторах для повышения их термодинамического
совершенства. Ташкент, Вестник ТашГТУ, ТГТУ, 2004г. №1. Стр.142.
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000
Nu
-
N
u
ss
el
t
so
n
i
Re
-Reynolds soni
Nusselt sonini Reynolds soniga bog'liqlik grafigi
trubalararo muhit uchun
Nusil
Nunak
