Жылу алмасу аппараттары

Жылу алмасу аппараттары деп бір сұйықтан бір сұйыққа жылу беретін аппараттарды атайды. Құрылысы бойынша жылу аппараттары:

-рекуперативті;

-регенеративті;

-араластырмалы болып бөлінеді.

Рекуперативті аппарат жылу алмасатын сұйықтардың ағым бағытына байланысты бір бағытты ағынды, қарсы бағытты ағынды, көлденен бағытты ағынды болып бөлінеді.

Рекуперативті аппаратта бір сұйық екінші сұйықтан қатты қабырға арқылы бөлінеді.

Регенеративті аппаратта жылу алмасу аппаратының арналған бөлшектері жылу беретін сұйықтың жылуын өз бойына жинап алады да, осы бөлшектер арқылы жылу алатын сұйық өткен кезде бойындағы жиналған жылуды осы сұйыққа береді.

Жылу алмасу аппаратын есептеген кезде келесі сұрақтарға жауап береді.

1. Жылу алмасу бет аудыны берілсе, екі сұйықтың температурасы берілсе, онда сол беттен өтетін жылудың мөлшерін анықтайды.

2. Алмасатын жылудың мөлшері берілсе, екі сұйықтың температурасы берілсе, онда жылу алмасу бетінін ауданын анықтайды.

Жылу алмасу аппаратының есептеу негізіне жылу теңдеулігінің теңдеу (балансының) және жылу берудің формуласы алынған:

Q=kFΔt

Осы екі теңдеудің негізінен алынған жылу алмасу аппаратын есептеу формуласы былайша жазылады: Q=kFΔt_орт

мұндағы Δt_орт – сұйықтардың арасындағы температураның орташа логарифмдік кернеуі.

Жылу беру теңдеуін қорытқан кезде қабырғаның әр бетіндегі кез келген нүктеде температура тұрақты деп қабылданған.

Жылу алмасу аппараттының жылу беретін бетінің әр нүктесінде температура әртүрлі.

Егер жылу алмасу аппаратының жылу алмасу бетті әр түрлі материалдан жасалып немесе жылу алмасу бетенің әр бөлшегінде жылу алмасу коэффициеті әр түрлі болса, онда жылу алмасу коэффициенті мына теңдеуменен анықталады:

Температураның орташа логарифмдік кернеуі

Бір бағытты рекуперативті аппараттағы жылу беретін және жылу қабылдайтын екі сұйықтың температурасының өзгеруін қарайық.

dt₁–ыстық сұйықтың температуралық өзгеруі;

dt₂–суық сұйықтың температуралық өзгеруі;

Аппараттың А–А қимасындағы ыстық сұйықтың температурасың t₁ деп, суық сұйықтың температурасын t₂ деп қабылдайық.

t₁ – t₂ = τ деп белгілейік.

Қаралған аппараттың dF бетінен ыстық сұйықтан суық сұйыққа берілетін жылу мөлшері:

dQ=dFKΔt_opт немесе dQ= –m₁c_р1dt₁= m₂c_р2dt₂, бұл теңдеуден

dt₁= – dQ/m₁c_р1; dt₂= dQ/m₂c_р2

t₁ – t₂ = τ дифферциалдап оған dt₁ мен dt₂ мәнін қойсақ:

немесе ; деп белгілесек, онда бұл теңдеудегі dQ мәнін мына теңдеуге қойсақ dQ=dFKΔt_opт; онда немесе . Егер К мен n тұрақты деп алсақ теңдеуді интегралдағаннан кейін; ; .

Мына теңдеуді интегралдап былай жазамыз .

Бұл теңдеуге n-ді теңдеуден қойып былай жазамыз: бұл теңдеуге Q-дің мәнін Q=FKΔt_opт теңдеуден қойсақ онда. К және F қысқарылған кейін: .

Қаралған мысалда бұл теңдеуді былай жазуға болады: .

Егер екі сұйықтың бағытты қарсы болса онда: .

Дата добавления: 2014-01-05