164
СУВ ВА ГАЗ КОНДЕНСАТИНИНГ ИССИҚЛИК-ФИЗИК КЎРСАТГИЧЛАРИ
А.М.Хурмаматов
1
, О.Ю.Исмаилов
1
, Р.А.Юсупов
2
, Д.Н.Исаматова
3
1
Умумий ва ноорганик кимё институти, Тошкент ш.
2
Саноат хавфсизлиги давлат қўмитаси, Тошкент вилояти худудий бошқармаси, Тошкент ш.
3
Тошкент кимё технология институти, Тошкент ш
Қувурли қурилмаларда буғларни конденсациялаш жараёнини самарали ташкил этиш
учун вақт ва қувурдаги конденсацияланиш юзаси бўйича оқимнинг ҳарорати, босими ва
иссиқлик-физик хоссалари каби технологик параметрларни ҳисобга олиш керак бўлади.
Ушбу технологик параметрларни конденсацияланиш жараёнига таъсирини ўрганиш саноатда
ишлатиладиган конденсация қурилммаларини иссиқлик самарадорлиги юқори оптимал
дизайнини ишлаб чиқишга ёрдам беради [1-4].
Буғ генераторига қуйилаган 15 литр ҳажмдаги ишчи (сув ёки газ конденсати)
суюлиқларни вақт бирлиги ичида буғ ҳолатидан конденсат ҳолатига ўтиши тажриба
давомида аниқланди.
Конденсацияланиш жараёнида 250 кПа босимдаги сув ва газ конденсати буғининг
вақт (
, мин) бирлиги ичида конденсат чиқиш ҳажми (
V
, л) 1-расмда келтирилган.
1-расм. Газ конденсати буғини вақт бирлиги бўйича конденсацияланиш ҳажми
Эгри чизиқли диаграммадан кўриниб турибдики, тажриба намуналари буғларни
конденсациялаш жараёнида 15 литр ҳажмга эга газ конденсатини буғ қозонида буғ холатига
ўтиши ва шу буғни қобиқ қувурли тажриба иссиқлик алмашиниш қурилмасида
конденсацияланишига умумий ҳисобда 45 минут вақт сарфланган бўлса, ушбу ҳажмдаги
сувни буғ холатидан конденсат холатига ўтишига 60 минут вақт сарфланди. Олинган
натижалар хулосаси шуни кўрсатадики, газ конденсати буғининг конденсацияланиши унинг
қайнаш ҳароратини сув буғига нисбатан 2,5 маротабага пастлиги билан изоҳланади.
Натижада, ишлаб чиқариш корхоналарида углеводород буғларини конденсациялашга сув
буғини конденсация қилишга қараганда 1,5 маротаба вақт ва энергия кам сарфланиши
мумкин бўлади.
Углеводород буғларининг энг асосий иссиқлик параметрларидан бири сувга (2260
кДж/кг) нисбатан конденсацияланиш иссиқлигини (250-350 кДж/кг) паслиги ҳисобланади.
Ушбу кўрсаткич углеводород буғларини қобиқ қувурли иссиқлик алмашиниш қурилмаларида
конденсацилаш жараёнида самарадорликни қўшимча ҳаражатларсиз ошириш имконини
беради.
Иссиқлик алмашиниш қурилмасидаги конденсация жараёни самарадорлигини
ошириш математик ҳисоблаш йўли билан аниқлашда 200 кПа босимда сув буғи ва газ
165
конденсати буғининг конденсацияланиш иссиқлигини солиштириш орқали аниқлаш имкони
вужудга келади. Буғ генераторидаги сув буғининг босими
P
=200 кПа бўлган ҳарорат 120
о
С
гача ортиши натижасида буғнинг конденсация иссиқлиги 2202 кДж/кг эканлиги
адабиётлардан маълум [5,6].
Газ конденсати буғлари конденсацияланишдаги иссиқлиги Крэг формуласи ёрдамида
аниқлаш мумкин [5,6]:
)
3768
,
0
1
,
354
(
1
15
15
ўр
Т
d
r
,
(1)
бу ерда
07667
15
15
d
- газ конденсатининг солиштирма зичлиги
Газ конденсатининг фракцион таркибини ўрганиш борасида олиб борилган
тажрибалардан маълумки, газ конденсати таркибидан бензин фракциясини чиқиши
бошланғич ҳарорати 60
о
С ва якунланиш ҳарорати 180
о
С га тўғри келади. Шу сабабдан, сув
ва газ конденсати буғларни конденсацияланиш иссиқлигини 60÷180
о
С ҳароратлар оралиғида
солиштирма таҳлили бажарилди. Тажриба натижалари 1-жадвалда келтирилган.
1-жадвал
Сув ва газ конденсати буғларининг конденсацияланиш
иссиқлиги
Ҳарорат,
t,
о
С
Газ конденсатининг
молекуляр массаси,
М
Буғнинг конденсацияланиш иссиқлиги, кДж/кг
Сув
r
1
Газ конденсати
r
2
60
73,6
2317
295
70
79,2
2298
290
80
85,4
2276
287
90
91,8
2268
282
100
98,1
2260
278
150
129,6
2120
253
160
136,4
2097
248
170
143,7
2015
239
180
156,9
1998
233
1-жадвалда келтирилган маълумотларга мувофиқ, сув ва газ конденсати буғларининг
конденсацияланиш иссиқлиги ҳарорат ортган сари аста-секинлик билан пастлаб боради.
Ушбу кўрсаткич сув учун 60
о
С да
r
1
=
2317 кДж/кг ни ташкил этган бўлса, ҳароратни 180
о
С
гача ортиши билан
r
1
=
1998 кДж/кг гача, яъни 1,15 маротабага пастлаши аниқланди. Газ
конденсатининг конденсацияланиш иссиқлиги ҳарорат 60
о
С га етганда 295 кДж/кг га етиб,
ҳароратни 180
о
С гача ортиши билан ушбу кўрсаткич 233 кДж/кг гача, яъни 1,26 маротаба
пастлайди.
Сув буғининг конденсацияланиш иссиқлигининг
r
1
газ конденсати конденсацияланиш
иссиқлигига
r
2
таққослаш орқали жараён самарадорлигини қуйидаги ифода ёрдамида
аниқлаш мумкин:
r
1
∕
r
2
= 2317/295 кДж/кг = 7,85
бунда экспериментал конденсаторда иссиқлик узатиш жараёнининг мумкин бўлган
интенсивлик даражаси 7,85 ни ташкил қилади.
166
2-расм. Иссиқлик ташувчиларнинг солиштирма конденсацияланиш иссиқлиги
Тадқиқ қилинаётган иссиқлик ташувчиларнинг
r
1
/r
2
мухит ҳароратига
t
боғлиқ
равишда конденсацияланиш иссиқлигини солиштирма кўрсаткичи 7-расмда келтирилган.
Келтирилган графикда келтирилган маълумотлардан, ҳароратни 60
о
С дан 180
о
С гача
ортиб бориши сув ва газ конденсати буғлари конденсатцияланиш иссиқлиги ўртасидаги
тафовут 7,8 дан 8,6 маротабагача ортиб боришини кўришимиз мумкин.
Олиб борилган тадқиқот натижаларига асосланган холда, углеводород буғларни хом
ашёни бирламчи ишлов бериш (иситиш, совутиш) жараёнларида имкониятлар юқори
эканлигини аниқланди.
Горизонтал конденсаторда газ конденсати буғларининг конденсацияланиш жараёнида
иссиқлик, гидродинамик ва энергетик кўрсаткичларига оқим ҳаракат тезлигини таъсирини
ўрганиш борасидаги тажриба ва ҳисоблаш натижалари қуйидаги 2-жадвалда келтирилган.
2-жадвал
Газ конденсати буғларининг конденсацияланиш жараёнидаги кўрсаткичларни
ўзгариши
Кўрсаткичлар
Иссиқ оқим (газ конденсати)
Тўйинган буғлар сарфи
D
, м
3
/c
0,014
0,016
0,018
0,020
0,022
Бошлангич ҳарорат
t
б
,
о
С
115
115
115
115
115
Охирги ҳарорат
t
о
,
о
С
67
67
68
68
69
Буғнинг босими
Р
1
, Па
250
250
250
250
250
Рейнольдс критерийси,
Re
15742
15835
15985
16023
16086
Иссиқлик бериш коэффициенти
1
, Вт/м
К
502
604
689
760
831
Совитувчи оқим (техник сув)
Оқим тезлиги
, м/с
0,106
0,212
0,318
0,424
0,530
Бошлангич ҳарорат
t
б
,
о
С
20
20
20
20
20
Охирги ҳарорат
t
о
,
о
С
88
86
85
84
83
Рейнольдс критерийси,
Re
3412
6915
9317
12687
14352
Иссиқлик бериш коэффициенти
2
, Вт/м
К
157
164
168
173
179
Иссиқлик узатиш коэффициенти
К
,
Вт/м
2
К
119
129
135
141
147
Узатилаётган иссиқлик миқдори Q, Вт
8925
9677
10124
10573
11026
Тажриба қурилмасида углеводород буғининг (газ конденсати) конденсациялаш
жараёнида иссиқлик алмашиниш жараёнинг кўрсаткичлари келтирилган 3.2-жадвлдаги
маълумотлардан, тўйинган буғ сарфини D = 0,014 ÷ 0,022 м
3
/c оралиғида ўзгариб бориши
билан Рейнолдс критерийси 15742 дан 16086 гача кўтарилади. Конденсатнинг чиқиш
167
ҳарорати оқим тезлигига мос равишда 2
о
С га кўтарилиб, углеводород буғидан қурилма
деворига узатилаётган иссиқлик бериш коэффициенти
1
= 8925 дан 11026 Вт/м
К, яъни
1.23 маротаба ортиши аниқланди. Қурилма деворидан иситилаётган суюқликка узатилаётган
иссиқлик бериш коэффиценти 1.14 маротабага ортиб,
2
= 157÷179 Вт/м
К ни ташкил этади.
Иссиқлик узатиш коэффициент К = 119 ÷ 147 Вт/м
2
К ни, узатилаётган иссиқлик миқдори Q
= 8925 ÷ 11026 Вт оралиғида ўзгарши аниқланди.
Шудай қилиб, олиб борилган тадқиқотлар асосида қуйидагича натижаларга эришилди:
қобиқ қувурли иссиқлик алмашиниш қурилмасида сув ва углеводород буғларини
конденсациялаш жараёнида конденсацияланадиган буғнинг қурилма қобиқ қисмига
киришида одатий ва айланма тарзида беришни ўрганиш мақсадида тажриба қурилмаси
яратилди ва ишлаш методикаси ишлаб чиқилди. Қобиқ қувурли қурилмада газ конденсати
буғларини сув билан конденсациялаш жараёнида конденсатор қувури узунлигини 2-
метригача сув ва газ конденсати буғларини жадал конденсацияланиши кузатилди. 2 ва 3-
метрлар оралиғида конденсатнинг аста секинлик билан пастлаб, 37÷20
о
С гача совиши
аниқланди. Тажриба қурилмасида 15 литр ҳажмга эга газ конденсатини буғ холатига ўтиши
ва
шу
буғни
қобиқ
қувурли
тажриба
иссиқлик
алмашиниш
қурилмасида
конденсацияланишига умумий ҳисобда 45 минут вақт сарфланган бўлса, ушбу ҳажмдаги
сувни буғ холатидан конденсат холатига ўтишига 60 минут вақт сарфланди.
Фойдаланилган адабиётлар рўйхати
1. Барулин Е.П., Кувшинова А.С., Кириллов Д.В. и др. Лабораторный практикум по тепловым
процессам. Учебное пособие. - Иваново: ИГХТУ, 2009. -65 б.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/ Под ред. П.Г. Романкова. - 10-
е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. - 576 с.
3. Исмаилов О.Ю., Сатторов З.М. Влияние гидродинамических режимов движения
нефтегазоконденсатных потоков на толщину вязкого пограничного слоя и эффективность
теплообмена// Научно-технический журнал «Нефтепереработка и нефтехимия». Москва. –
2020. – №2. –С. 35-37.
4. Исмаилов О.Ю., Хурмаматов А.М. Повышение эффективности трубчатых
теплообменников за счёт рециркуляции потоков Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-
технические достижения и передовой опыт. 2021.-№5. -С. 42-46.
5. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газ: учебное пособие для вузов.
Изд. 2-е, перераб.и доп. -СПб: Недра, 2013.-544 с.
6. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов. -
Уфа: Гилем, 2002. - 672 с.
7. Ismailov. O.Yu., Khurmamatov A.M., Boriyeva Z.R. Effect of recirculation of the hydrocarbon
flow on the thickness of the viscous sublayer and the efficiency of heat transfer// Europian
multidisciplinary jornal of modern science. Volume:6. 2022. Рр.328-332.
