Gorizontal kondensatorlarda bevosita kontaktli issiqlik almashinuvining vakuum darajasiga ta’siri

Dolzarbligi: sanoat korxonalarida qoʻllaniladigan kondensatorlarning samarali ishlashi ular ichidagi bosim darajasiga bevosita bogʻliq. Kondensator ichidagi bosim qancha past boʻlsa (vakuum qancha yuqori boʻlsa), kondensatsiya jarayoni shuncha tez va toʻliq amalga oshadi. Qishki mavsumda sovutish suvi harorati 10–15 ℃ atrofida boʻlib, kondensator ichidagi bosimni 4 kPa gacha ushlab turish mumkin. Ammo yozgi mavsumda sovutish suvi harorati 30–40 ℃ gacha koʻtarilganda, kondensator ichidagi bosim 7 kPa va undan yuqori qiymatlarga oshib ketadi. Bosimning bunday oʻzgarishi bugʻning toʻliq kondensatsiyalanmasligiga, texnologik jarayon samaradorligining pasayishiga va qoʻshimcha energiya sarfining ortishiga olib keladi. Mavjud kondensatorlarni tubdan qayta qurish katta kapital mablagʻ talab qilganligi sababli, oddiy va tejamkor usullar bilan kondensator ichidagi bosimni pasaytirish imkoniyatlarini oʻrganish dolzarb ilmiy-amaliy muammo hisoblanadi.

Maqsad: gorizontal quvurli sirt kondensatorlarida sovutish suvi harorati koʻtarilganda kondensator ichidagi bosimni pasaytirish (vakuumni yaxshilash) uchun yuqori qismdan qoʻshimcha suv purkash usulining nazariy asoslarini ishlab chiqish, uning samaradorligini miqdoriy baholash va optimal parametrlarini aniqlash.

Usullar: Tadqiqotda 168 ta quvurdan tashkil topgan (tashqi diametri 28 mm, ichki diametri 25 mm, devor qalinligi 1,5 mm, uzunligi 1 m, bugʻ kirish oynasi 400×600 mm, ikki yoʻlli) gorizontal kondensator misolida issiqlik almashinuv jarayonlarining matematik modeli qurildi. Kondensatorning issiqlik almashinuv yuzasi tashqi diametr boʻyicha 14,78 m² ni tashkil etadi. Sirtli kondensatsiya Nusselt tenglamasi, quvur ichidagi sovutish suvi uchun turbulent rejimdagi issiqlik berish qonuniyatlari, bevosita kontaktli qism uchun tomchili oqim nazariyasi qoʻllanildi. Suv bugʻining toʻyinganlik bosimi va harorati oʻrtasidagi bogʻliqlik Antuan tenglamasi yordamida modellashtirildi. Turli qoʻshimcha suv sarflari uchun kondensator ichidagi bosimning oʻzgarishi tahlil qilindi.

Natijalar: olib borilgan hisob-kitoblar quyidagi natijalarni koʻrsatdi. Qishki rejim (sovutish suvi harorati 10 ℃, kondensator ichidagi bosim 4 kPa). Kondensator 0,224 kg/s (806 kg/soat) bugʻni kondensatsiyalash imkoniyatiga ega. Buning uchun zarur boʻlgan sovutish suvi sarfi 16,2 kg/s (58,3 m³/soat) ni tashkil etadi. Sovutish suvining chiqish harorati 18,5℃, oʻrtacha logarifmik haroratlar farqi 12,8℃. Yozgi rejim (sovutish suvi harorati 30 ℃, bir xil bugʻ sarfi 0,224 kg/s). Kondensator ichidagi bosim 4 kPa dan 9,85 kPa gacha koʻtariladi (5,85 kPa ga oshish). Bugʻning kondensatsiya harorati 29 ℃ dan 45,8 ℃ gacha koʻtariladi. Sovutish suvining chiqish harorati 36,2 ℃ gacha yetadi. Qoʻshimcha suv purkash usuli qoʻllanilganda. Optimal qoʻshimcha suv sarfi 200–250 kg/soat (0,0556–0,0694 kg/s) oraligʻida ekanligi aniqlandi. Ushbu sarfda bevosita kontakt hisobiga uzatiladigan issiqlik quvvati 151,2 kVt ni tashkil etadi. Qoʻshimcha suv purkash hisobiga kondensator ichidagi bosimni 9,85 kPa dan 7,05 kPa gacha pasaytirish mumkin (2,8 kPa ga yaxshilanish). Bugʻ harorati 45,8℃ dan 39,2 ℃ gacha pasayadi. Bevosita kontaktli kondensatsiya uchun hajmiy issiqlik uzatish koeffitsiyenti 110,4 kVt/(m³∙K) oraligʻida boʻlib, bu an'anaviy sirtli kondensatsiyadan 6–8 marta yuqori. Tomchilarning oʻrtacha diametri 1 mm boʻlganda, bir sekundda hosil boʻladigan tomchilar soni 123600  dona, ularning umumiy issiqlik almashinuv yuzasi esa 0,388 m²/s ni tashkil etadi. Qoʻshimcha suv purkash tizimi uchun zarur boʻlgan nasos quvvati atigi 0,0277 kVt boʻlib, usul yuqori energiya samaradorligiga ega. Samaradorlik tahlili. Qoʻshimcha suv purkash hisobiga kondensator ichidagi bosim 25% ga pasayadi. Bosimning har 0,1 kPa pasayishi uchun taxminan 16–18 kg/soat qoʻshimcha suv talab etiladi. Qoʻshimcha suv sarfini 400 kg/soat dan oshirish maqsadga muvofiq emas, chunki bosim pasayishi sekinlashadi va suv sarfi ortadi.