Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Өнеркәсіптік жылуэнергетика кафедрасы

 

 

 

ТӨМЕН ТЕМПЕРАТУРАЛЫ, ТЕРМОЫЛҒАЛДЫ ПРОЦЕСТЕР МЕН ҚОНДЫРҒЫЛАР 

 

Зертханалық жұмыстарды  орындау үшін әдістемелік нұсқаулар

(050717-жылу энергетикасы мамандықтарының студенттері үшін)

  

 

Алматы 2010 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: С.Қ.Абильдинова., Г.Р.Бергенжанова. Төмен температуралы, термоылғалды процестер мен қондырғылар.    Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар (5B071700 – Жылу энергетикасы мамандықтары бакалавриатының студенттері үшін). -  Алматы: АЭжБУ, 2010 -   30 б.

  

Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар жылуэнергетика бағытындағы  өнеркәсіптік жылуэнергетика мамандығының бакалавриатын дайындауға арналған. 

 

Кіріспе

«Төмен температуралы және термоылғалды процестер мен қондырғылар» пәнінен зертханалық жұмыстарды орындау мақсаттары:

- дәрістік және практикалық сабақтардан алған теориялық білімді бекіту;

- термоылғалды және төмен температуралы технологиялардың жылутехникалық және энергетикалық негіздемелерімен танысу;

- зертханалық стендтерде термоылғалды және төмен температуралы технологиялардың жылумаңызалмастырғыш қондырғылары мен жылутасымалдағыштарының негізгі сипаттамаларын анықтау әдістерін игеру;

- термоылғалды және төмен температуралы процестер мен қондырғылар үшін бекітілген заңдылықтарды эксперименттік тұрғыда тексеру, зертханалық жұмыс нәтижелерін теориялық берілген шамалармен салыстыру;

- эксперимент нәтижелерін талдау және өңдеп қорыту.

Зертханалық жұмыстарды орындау барысында техника қауіпсіздігі заңдылықтарын қатаң сақтау қажет.

 

1 Зертханалық жұмыс. Жылумен жабдықтау жүйесіндегі бу сығымдағышты жылулық сорғы қондырғысының (БСЖСҚ) жұмысын зерттеу.

 

 Жұмыстың мақсаты: БСЖСҚ жұмысының идеалды және нақты термодинамикалық циклдарын оқып үйрену, жылумен жабдықтау жүйесінде бейдәстүрлі жаңғыртылатын энергия көзі ретінде қолданылатын ЖСҚ қолданудың мүмкін болатын нұсқаларымен танысу, «Су-су» типті БСЖСҚ зерттеу үшін есептеуіш эксперименттің қойылуы.

 

1.1 Теориялық мағлұматтар

 

1.1.1 БСЖСҚ идеалды термодинамикалық  циклі.

Жылулық сорғылар деп кері термодинамикалық цикл негізінде жылу алуға  арналған қондырғыны айтамыз. Жылулық сорғыларды қолданудың негізгі мақсаты – қазандар мен пештерде отынды үздіксіз жағумен салыстырғанда отынды үнемдеу болып табылады.  

Кері процесті (циклді) жұмыстық дененің күйінің өзгеруі  термодинами­калық диаграммаларда салынған кезде сағат тіліне қарама-қарсы бағытта болады (1.1 суретті қара) [1].

КМсығымдағыш;   К-шықтағыш;   ДТдетандер;  И — буландырғыш.

1.1 сурет - Идеалды жылулық сорғының қағидалық сұлбасы және оның  T,S-диаграммадағы көрінісі

 

Жылулық қозғалтқыштарда жұмыстық денеге төмен потенциалды жұмыс пен жылуға айналатын жоғары потенциалды жылу  (жұмыстық дененің қысымы мен температурасы жоғары болғанда) беріледі. Жылулық сорғыларда жұмыстық денеге қажетті жұмысты шығындай отырып өте жоғары температуралы жылуға айналатын төмен потенциалды (циклдың төмен температуралық деңгейінде) жылу беріледі.

Кері цикл бойынша жұмыс істейтін тоңазытқыш машиналардан жылулық сорғылардың айырмашылығы белгіленуінде (объектіні суыту емес қыздыру) және сәйкесінше жұмыстық температуралардың шегінде. Тоңазытқыш машиналардың циклінде қоршаған ортаның температурасы жоғары темпера­туралық деңгей (жылуқабылдағыштың температурасы) болып табылса, жылулық сорғылардың цик­лінде — төменгі  (жылубергіштің температурасы) болып табылады.

Дымқыл бу үшін кері (идеалды) Карно циклі (1.1 суретті қара) келесі про­цестерден тұрады:

1-2 — изоэнтропалық (S=соnst), бұнда дымқыл буды буландырғыштағы ри қысымнан шықтағыштағы рк қысымға дейін, температураларды Ти дан Тк-ға және энтальпияларды i1 ден i2-ге дейін арттыра отырып сығымдағышта сж сығу жұмысын атқарады;

2-3 — изобаралық (р=соnst) және изотермиялық (T=соnst), шықтағышта жұмыстық денеден   qк жылуды әкету нәтижесінде энтальпияларды i2 ден i3-ке төмендете отырып шықтану процесі жүреді;

3-4 — изоэнтропиялық, детандерде  lрасш ұлғаю жұмысының нәтижесінде энтальпияларын i3 тен i4 –ке азайта отырып буланатын жұмыстық дененің   ри, Ти күйіне дейін ұлғаю процесі;

4-1 — изобаралық және изотермиялық, буландырғышта   qи жылу беру нәтижесінде энтальпияларды i4 тен i1-ге арттыра отырып булану процесі.

 

 

1.1.2 БСЖСҚ нақты термодинамикалық циклі.

Практикада циклдің суықөндірулігін арттыруға арналған басты жетістіктері жоғары  нақты термодинамикалық циклді қолданады. Ол үшін БСЖСҚ сұлбасындағы детандер дроссельді ысырмамен ауыстырылады және суық тасымалдағыштың буын сығу процесі аса қызған бу облысында орындалады.

Берілген  жылуөндірулікті бір сатылы бу сығымдағышты жылулық сорғының жылулық сұлбасын есептеу әдістемесін қарастырайық. Төмен потенциалды жылу көзі ретінде суық желілік суды, өзеннің суын, өндірістік кәсіпорынның ақпа суларын, өндірістік кәсіпорындардың қондырғыларын салқындатушы суды қолдануға болады [2, 3]. Төмен потенциалды су көзінің буландырғышқа кірердегі  және одан шығардағы  температуралары, сонымен қатар жергілікті судың (яғни, жылуландыру жүйесінде айналатын су) аралық салқындатқышқа кірердегі  және шықтағыштан шығардағы   температуралары берілу керек немесе сәйкесті аспаптармен өлшеніп алынуы қажет.  

Буландырғыштағы , аралық салқындатқыштағы  және шықтағыштағы  температуралардың айырмалары есептелінеді. Сығымдағыштың ішкі адиабатты және электрлі-механикалық ПӘК-і сәйкесінше =0,8 және =0,9 тең.

Қондырғыдағы жұмыстық агент – хладон  R-134 А.

Жұмыстық агенттің булану температурасы келесі формула бойынша анықталады:

                                                  .                                            (1.1)

 

Мұндағы -буландырғыштағы жұмыстық агенттің температураларының айырмасы.

Жұмыстық агенттің шықтану температурасы  

 

                                                   .                                            (1.2)

 

Мұндағы  - шықтағыштағы жергілікті судың температураларының айырмасы.

Жұмыстық агенттің T-S диаграммасын қолдана отырып сұлбаның келесі сипаттамалық нүктелерінде оның параметрлерін анықтаймыз:

 

1.2 сурет - Қондырғының T-S диаграммасындағы жұмыстық циклі

-1 нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлерін анықтаймыз: температура  қысым Р1 = Р6, яғни (5-6) изотерма бойынша анықталады.  1 нүктесіндегі басқа параметрлерді (h1, S1 , - жұмыстық дене буының меншікті көлемі)  термодинамикалық сипаттамалар кестесінен қанығу сызығы немесе T-S диаграммасы бойынша анықтаймыз;

-2 нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлері: Р23, 2 нүктесіндегі қалған параметрлерді термодинамикалық сипаттамалар кестесінің бірфазалы облысынан Р2, t2 немесе T-S диаграммасы бойынша анықтаймыз. Термодинамикалық сипаттамалар кестесінің бірфазалы облысынан ; ; Р2 және S2 бойынша  мен  анықталады;

-3 нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлерін анықтаймыз: , бұнда берілген облыста изобара изотермамен сәйкес келетіндіктен, Р3 қысым изотерма бойынша анықталады. Басқа параметрлерді (h, S)  термодинамикалық сипаттамалар кестесінен қанығу сызығы немесе T-S диаграммасы бойынша анықтаймыз;

-4 нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлері: ,  оС. Р4 қысым  изотерма бойынша анықталады, ал 4 нүктедегі қалған параметрлерді  термодинамикалық сипаттамалар кестесінен қанығу сызығы бойынша анықтаймыз;

-5 нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлері: ; Р5 қысым   изотерма бойынша анықталады. 5 нүктесіндегі басқа параметрлерді  термодинамикалық сипаттамалар кестесінен қанығу сызығы немесе T-S диаграммасы бойынша анықтаймыз.  ; Р56; ;

-5’ нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлерін t6 бойынша термодинамикалық сипаттамалар кестесіндегі қанығу сызығынан анықтаймыз (сол жақтағы шектік қисық);

-6 нүктесіндегі жұмыстық дененің параметрлері: ,   оС:

- 6 нүктесіндегі қысым мен басқа параметрлерді  термодинамикалық сипаттамалар кестесінен қанығу сызығы немесе T-S диаграммадан ; Р56 бойынша анықтаймыз. 

Сығымдағыштың ішкі адиабаттық  ПӘК-і арқылы анықталатын сығымдағыштан шығардағы жұмыстық дененің энтальпиясы

 

                                  , .                                (1.3)

Сығымдағыштың ішкі жұмысы         

                

                                               , .                                        (1.4)

Буландырғыштың меншікті жылулық жүктемесі

 

                                               ,.                                          (1.5)

Шықтағыштың меншікті жылулық жүктемесі

 

                                                ,.                                          (1.6)

Салқындатқыштың меншікті жылулық жүктемесі

 

                                                ,.                                       (1.7)

Қондырғының энергетикалық балансы

 

                                              ,.                           (1.8)

Жұмыстық дененің массалық шығыны

 

                                                    , .                                   (1.9)

Сығымдағыштың көлемдік өндірулігі

                                                      

                                                      , .                                      (1.10)

Буландырғыштың есептік жылулық жүктемесі

 

                                                  , .                                       (1.11)

Салқындатқыштың есептік жылулық жүктемесі

 

                                             , .                                        (1.12)

Сығымдағыштың  электр механикалық ПӘК-н ескере отырып, сығымдағыштың жұмысын анықтаймыз

                                                 , .                                        (1.13)

Жылу өндіруге қажетті электр энергиясының меншікті шығыны

                                      

                                                   .                                        (1.14)

Сығымдағыштың электрлік қуаты

 

                                                     , .                                (1.15)

КОП түрлену коэффициенті  

 

                                                      .                                 (1.16)

Төмен температуралы жылубергіштің орташа температурасы

                               

                                               , .                              (1.17)

Алынған жылудың орташа температурасы

 

                                                      ,.                           (1.18)

 потенциалды жылудың жұмыс істей алу коэффициенті

     

                                                            .                                (1.19)

мұндағы - қоршаған орта температурасы, .          

БСЖСҚ ПӘК-і

                                                             .                          (1.20)

Тоңазыту коэффициенті

                                                               .                                         (1.21)

ЖСҚ термиялық ПӘК-і:

                                                              .                                  (1.22)

ЖСҚ жалпы ПӘК-і:      

                                                   .                                        (1.23)

  

1.2  «ЖСҚ-жылы едендер» автономды жылумен жабыдықтау жүйесінде «су-су» типті БСЖСҚ жұмысын зерттеу үшін есептік эксперименттің қойылымы

 

Жылулық сорғылы жылумен жэабыдықтау жүйесімен танысуда, әрі оған қоршағын орта параметрлерінің және төмен потенциалды жылу көздерінің әсерін анықтауда зертханалық стенд құрастырылып, іске қосылды.

Зертханалық стенд (1.3, 1.4 суреттерді қара) FHP WW 36 модельді ЖСҚ-н, BSV 300 SF жинағаш-бактан, жылулық энергия тұтынушыларынан, Star RS 25/6 модельді циркуляциялық сорғыдан, бақылаушы-өлшегіш аспаптардан және т.б. құралған.

1-циркуляциялық сорғылар, 2-жылулық сорғы, 3-температура датчиктері, 4-шығын өлшегіштер (жылуесептегіштер құрамасында), 5-жинағыш-бак, 6-жылулық еден контуры, 7- жылулық сорғының сығымдағышы тұтынған электр энергиясын есептегіш, 8 – ұлғайтқыш бак.

1.3 сурет - Зертханалық стенд сұлбасы

 

ЖСҚ төмен потенциалды жылу көзі ретінде суық желілік суды қолданылады. Суық желілік судың шығыны мен температурасы  желісінде орналасқан шығын өлшегіш пен кедергі термометрі арқылы өлшенеді. Жылулық сорғының буландырғышында, желілік суық су мен   R-134A  хладагенттің өзара жылуалмасу нәтижесінде, хладагент буланады.  Хладагенттің қаныққан буы сығымдағышқа барады, ол жерде ол сығылады да өте жоғары параметрлі дене шықтағышқа беріледі. Сығымдағыштың алдына сұйық айырғыш орналастырылған. Хладагенттен бөлінген сұйық  үш бөлікті ысырма арқылы шықтағышқа барады. Шықтағыш арқылы 1 циркуляциялық сорғының көмегімен жинағыш бактағы қыздырылатын су циркуляцияға түседі. Бак-аккумуляторға берілетін қыздырылған судың  температурасы мен шығыны шығынөлшегіш пен термометр арқылы өлшенеді.

Жинақтағыш бактан шығардағы жолда ұлғайтқыш ыдыс орналастырылған, ұлғайтқыш ыдысқа дейінгі және кейінгі бактағы салқындатылған судың  температурасы да термометрмен өлшенеді.

Бак-аккумулятордағы судың температурасы қажетті шамаға жеткенде жылы еден контурында орналасқан циркуляциялық сорғы іске қосылады. Жылы еден контурына қажетті ыстық су циркуляциялық сорғы арқылы бактың жоғарғы бөлігінен алынады, ал жылы еден контурынан шыққан салқын су бактың орта бөлігіне беріледі.

 

1.3 Экспериментті жүргізу әдісі

Өлшенетін көрсеткіштер: жылулық сорғының шықтағышы мен буландырғышынан шыққандағы және кіргендегі температуралары, шықтағыш және буландырғыш арқылы өтетін судың шығыны, беру жолындағы су шығыны және жылы еден жүйесінің беріс және кері құбырларындағы температура, жылулық сорғының сығымдағышының электрлік қуаты, ғимараттың ішкі ауасының температурасы.

 

1.4 сурет - Зертханалық стенд

 

 

 

1.4 Нәтижелерді өңдеу әдісі

 

ЖСҚ буландырғышымен қабылданған жылу:

 

                                           , кВт                                  (1.24)

мұндағы  - жылулық сорғы буландырғышы арқылы өтетін су шығыны, кг/с;

 - судың жылусиымдылығы, кДж/(кг*К);

 - жылулық сорғы буландырғышына кірердегі су температурасы, 0С;

 - жылулық сорғы буландырғышынан шығардағы су температурасы, 0С.

Бак-аккумулятор жүйесіне берілген жылу:

 

                                            , кВт                               (1.25)

мұндағы  - жылулық сорғы шықтағышы арқылы өтетін су шығыны, кг/с;

 - судың жылусыйымдылығы, кДж/(кг*К);

 - жылулық сорғы шықтағышына кірердегі су температурасы, 0С;

 - жылулық сорғы шықтағышынан шығардағы су температурасы, 0С.

Ғимаратқа жылытқыш аппараттар арқылы берілген жылу:

 

                              , кВт                       (1.26)

мұндағы  - жылытқыш аппараттар арқылы өтетін су шығыны, кг/с.

Жылы еден контурына шығын өлшегіш орналастырылмағандықтан ондағы су шығыны жылулық баланс арқылы анықталады

 

                                            .                                        (1.27)

Мұндағы Qсист – бак-жинақтағыштан жылы еден жүйесіне берілген жылу;

 - судың жылусыйымдылығы, кДж/(кг*К);

 - жылытқыш аппаратқа кірердегі су температурасы, 0С;

 - жылытқыш аппараттан шығардағы су температурасы, 0С.

Жылулық сорғының сығымдағы тұтынған электр энергиясының есептегішінің  көрсетуі бойынша (1.16) формуласы бойынша  КОП түрлену коэффициентін анықтау керек және ЖСҚ энергияны түрлендіруіне сандық баға беру керек.

 

Әдебиеттер: [1],45-50б.; [2], 53-58б.    

 

 

2 Зертханалық жұмыс. «Кептіру кинетикасы және дымқыл материал мен кептіргіш агент беттері арасындағы жылумаңызалмасуды зерттеу»

 

 Жұмыстың мақсаты: Кептіру мен жылдамдықтың қисықтарын эксперименттік тұрғыда тұрғызу, массаберу және жылуберу коэффициенттерін, материалдың тепе-теңдік және сындық ылғалдылығын анықтау.

 

 

2.1 Теориялық мағлұмат

 

Кептіру процесі материалдың ішкі ылғалдылығының фазалық түрлену аймағына ауысуынан, бу түзілу және будың қоршаған ортаға алмасуынан тұрады. Ылғал буланса ішкі және беттік қабаттардың арасындағы ылғал құлайды, яғни ылғал материалдың бетіне үздіксіз қарай бағытталады және материалдың орташа ылғалдылығы азаяды [5].

Кептіру процесінде кептіргіш агенттің (қоршаған ортаның) тұрақты  режімдік параметрлері кезінде  уақытқа байланысты w орташа ылғалдылық пен   материалдың беттік температурасының өзгеруі  осы процестің кинетикасын құрайды (2.1 суретті қара). = және = сынақтық жолмен анықталған заңдылықтары арқылы материалдың берілген соңғылық ылғалдылығына дейінгі кептіру ұзақтығын, буланған ылғал мөлшерін және кептіруге кеткен жылу шығынын есептеуге болады.

= тәуелділігін кептіру жылдамдығы деп атайды. Оны кептіру сызығының кез-келген нүктесіндегі жанама қисықтың бұрышының тангенсі ретінде анықтайды.

                                         tgdw/ d.                                (2.1)

 

                                                                                

                                                                            

2.1 сурет - Кептіру процесінің кинетикасы

 N= тәуелділігі кепіру жылдамдығының қисығы деп аталады және кептіру қисығында бірнеше сипаттамалық периодтар көрсетілген.  қызу периоды  материалдың бетінің температурасының  дан -ға ұлғаюымен, ылғалдың -нан аралық мәнге дейін азюымен және  N кептіру жылдамдығының нөлден -ң максимал шамасына дейін артуымен сипатталады.

 келесі периоды тұрақты кептіру жылдамдығының  периоды деп аталады. Осы периодта ылғалдың уақытқа байланысты өзгеруі сызықты түрде өзгереді және кептіргіш агент пен кептірілуші материалдың жылуалмасу шартына тәуелді болады. Материал бетінің температурасы өзгермейді және  дымқыл термометра температурасына тең болады, ал булану бетіндегі будың парциал қысымы дымқыл термометр температурасы кезіндегі қанығу қысымына тең. Бұдан еркін беттен ылғалдың булануы заңдылығына сәйкесті материал бетінен еркін ылғалдың булануы өтеді.

Кептірудің тұрақты жылдамдықты периоды шектік қабатта бу тасымалданудың ішкі диффузиялық кедергісі тең болатын  сындық ылғалдылық туындағанша өткізіледі. Осы сәттен бастап (периоды) материал бетінің температурасы кептіргіш агент температурасына жеткенше үздіксіз өседі, ал кептіру жылдамдығы  максимал мәнінен нөлге дейін үздіксіз кемиді.  Осы период  кептіру жылдамдығының құлау  периоды деп аталады және ол байланысқан ылғалды кептіру уақытымен сәйкес келеді.  

Материалдың  ылғалдылығы тепе-тең күйге жеткенде кептіру жылдамдығы нөлге тең болады. Материалдың тепе-тең күйдегі ылғалдылығы ауаның  мен  температурасының функциясы болып табылады, яғни бұнда материалдың үстіндегі су буының қысымы қоршаған ауадағы су буының парциал қысымымен тепе-тең күйде болады [4].

      

2.2 Жұмысты орындау әдісі

 

Қондырғының негізгі элементі болып (2.2 суретті қара)  температура реттегіші бар ауаны табиғи циркуляциялайтын  кептіргіш шкаф табылады. Температураны автоматты реттеу 30С дәлділікпен орындалады.  үлгі  таразыға ілінеді және кептіргі шкафтің ішіне салынады.  термопаралардың жұмыстық ұшы суы бар ыдысқа салынған және ол  дымқыл термометрдің температурасын анықтауға мүмкіндік туғызады.  термопараның көмегімен сынақталатын үлгінің бетінің  температурасы өлшенеді.  термопара  құрғақ термометрдің температурасын көрсетеді, ол кептіргіш шкафтың ішіндегі кептіргіш аганттің температурасын өлшейді.  

Төрт көпканалды цифрлік түрлендіргіш термопаралардың термоэлектрқозғаушы күшін өлшеу үшін қажет және ол оны температураға түрлендіреді. Ол ПТ-1 термопараларды қосқышпен жабдықталған.

Жұмысты орындар алдында дымқыл термометр ыдысында судың болуын тексеріңіз. Үлгіні таразыға қойып, оларды гирлермен теңестіріңіз. Содан кейін үлгіні кептіргіш шкафтан алып, оны 80 … 90ºС температураға дейін қыздырыңыз. Стационарлы режім қалыптасқан кезде үлгіні шкафтің ішіне орналастырыңыз және  термопаралардың орналасуын тексеріңіз.

Секунд өлшегішті қосып үлгіні өлшеңіз және барлық термопаралардың көрсеткіштерін жазып алыңыз.  Өлшеу нәтижелері хаттамаға жазылады. Келесі сынақ 8 … 10 минуттан кейін өткізіледі.

1,2,3 – термопаралар, 4 – температураны өлшеуге арналған көпканалды сандық түрлендіргіш, 5- электрондық таразы, 6- кептіргіш шкаф, 7- электрондық таразы, 8- кронштейн.

2.2 сурет - Кептіргіш қондырғының сұлбасы

 

Әрбір сынақта: уақыт,  дымқыл термометр температурасы,  материалдың беттік температурасы,   құрғақ термометр температурасы, М сынақталатын үлгінің салмағы өлшенеді.

Материалды кептіру шамамен  3…4 сағат бойы сынақталатын үлгінің салмағының уақытқа байланысты өзгеруі тоқтағанша, яғни үлгі материалының ылғалдылығы тепе-тең күйге жеткенше жүргізіледі.

 

 2.1 кесте - Кептіру кинетикасын зерттеу нәтижелері                                                                                                             

Сынақ номері

  ,

сағ

 

 

 

  М, г

 W,г

 W,%

N,% сағ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қондырғы материалдың құрамындағы ылғалды толығымен кептіре алмайтындықтан оның  құрғақ бөлігін анықтау үшін әдебиеттік нұсқауларды қолдану керек. Бұнда сынақталатын үлгі тығыздалған ағаштан жасалған параллелепипед және оның өлшемдері , .  ағаш массаның ылғалдылығының  ауаның салыстырмалы ылғалдылығына тәуелді тепе-теңдігі Қ3 қосымшада келтірілген. Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы  және  температуралары бойынша дымқыл ауаның   диаграммасынан анықталады.

 

2.3 Өлшеу нәтижелерін өңдеу әдісі

 

 құрғақ массадағы тепе-тең күйдегі ылғалдылық белгілі болғанда жалпы массадағы  тепе-тең күйдегі ылғалдылықты анықтауға болады  [5]

                                

                                              =.                                              (2.2)

 Ылғалдылық тепе-тең күйде болғандағы сынақталатын үлгінің  ылғалының массасы

 

                                                =(/100).                                   (2.3)

Мұндағы  - ылғалдылық тепе-тең күйде болғандағы материалдың жалпы массасы.

Материалдың құрғақ массасы

 

                                                 .                                               (2.4)

Бұл шама сынақтық шамаларды өңдегенде қолданылады (2.2 кестені қара).

 Әрбір режим үшін  материалдағы ылғал мөлшері анықталады

 

                                                     .                                            (2.5)

Әрбір режим үшін құрғақ массадағы ылғалдылық анықталады

 

                                                     .                                          (2.6)

Өңделінген сынақтық мәндер бойынша    және      тәуелділіктері тұрғызылады (2.1-суретті қара). Алынған сызбақ бойынша  қыздыру периоды, кептірудің тұрақты жылдамдық периоды,   кептірудің құлау жылдамдығы периоды, сындық ылғалдылық анықталады.

(2.1) теңдеуге сәйкесті кептірудің максимал жылдамдығы

 

                                                                                                (2.7)

мұндағы -  периоды кезіндегі материалдың ылғалдылығының өзгеруі.

алынған мәні кептіру қисығының сұлбасына периоды үшін салынады (3.4 суретті қара). периодында сұлба шартты түрде   = 0 болғандағы  және  болғандағы  = координаталы екі нүктені қосатын кескіндер арқылы тұрғызылады.

периодында қисық бөлігін тұрғызу үшін белгілі шеттік нүктелерден басқа екі-үш аралық нүкте алу керек, бұнда кептіру жылдамдығы келесі формуламен анықталады

 

                                                                                           (2.8)

Мұндағы  - масштабты коэффициент.

Кептіру жылдамдығының есептелген мәндері хаттамаға енгізіледі (2.1-кесте).

Кептірудің тұрақты жылдамдығы периодындағы жылалмасу сипаттамаларын анықтау үшін буланған ылғал мөлшерін табуымыз қажет

 

                                    г .                                        (2.9)

Үлгі бетінің ауданы бірлігі бойынша  ылғалдың булану қарқындылығы

 

                                                 .                                            (2.10)

F үлгінің бетінің ауданы  

 

                                              , м2 .                                         (2.11)

Парциал қысым айырмасына қатысты  коэффициенті

 

                                                 =.           (2.12)

Кептіргіш агентті үлгінің бетіндегі жылуалмасуды сипаттайтын  жылуберу коэффициенті  

 

                                                Вт.                 (2.13)

(2.12) және (2.13) теңдеулеріндегі   және қысымдары,   және   температуралары  кептіру периодына сәйкес келеді.   құрғақ термометр температурасы бойынша ауадағы  будың  парциалды қысымы анықталады.  қаныққан бу қысымы мен  r меншікті булану жылуы (Қ1 қосымша) дымқыл термометр температурасы бойынша анықталады.

Жұмыстың соңында әрбір кептіру периодының ұзақтығы мен әрбір периодта әкетілген ылғал мөлшерлерін салыстыру бойынша қорынды жасау керек.

 

Әдебиет: [4], 185-188б.; [5], 181-184б..

 

               

3 Зертханалық жұмыс. Екі корпусты қайнатып-буландырғыш қондырғының жұмысын зерттеу

 

Жұмыстың мақсаты: табиғи циркуляция кезіндегі сұйықты қайнатып-буландыру процесімен танысу; сынақтан алынған шамалар арқылы бірінші және екінші корпустағы жылуберу коэффициенттерін анықтау; қоршаған ортаға кететін жылу шығындарын анықтау.

 

3.1 Теориялық мағлұмат

 

Қайнатып-буландыру бұл ерітіндіде ұшпайтын компоненттер концентрациясын арттыру мақсатында, ерітіндіні қайнату кезінде сұйық ұшатын компонентті немесе әртекті сұйық жүйелерді әкету болып табылады.

Қайнатып-буландыру ұшқыш еріткіште ұшпайтын біртекті денелердің ерітінділерінен (мысалы судағы қант немесе тұз) және әртекті жүйелерден (ет немесе сүт өнеркәсібі үшін қажетті қан, бульондар, сүт өнімдері) тұрады [4].

Қайнатып-буландырудың буландыру процесінен айырмашылығы бар. Буландыру сұйық жүйе бетінен кез-келген температурада өте береді, ал қайнатып-буландыру  сұйық жүйенің барлық көлемі бойынша берілген қысым бойынша қайнау температурасына сәйкесті температурада өтеді және қарқындылығы жоғары процесс болып табылады.

Қайнатып-буландыру процесінде жүйенің ұшқыш құрама бөлігі қайнайды және одан бу түрінде ұшып кетеді. Жүйенің қалған бөлігінің мөлшері азаяды, ал ұшпайтын компоненттер мөлшері белгісіз болып қалады.  Сол себепті, процесс кезінде құрғақ заттың  концентрациясы үздіксіз өседі.

Қайнатып-буландыру қарқындылығы мен қайнатып-буландырғыш аппараттың өндірулігін анықтайтын негізгі факторға- жылутасымалдағыш температурасы мен  (мысалы,  қыздыратын будың)  сұйық жүйенің қайнау температурасының айырмасын сипаттайтын температуралар құламасы жатады

 

                                      -.                                                      (3.1)

Ерітіндінің қайнау температурасы әрқашан еріткіштердің қайнау  температурасынан жоғары болады,  ол еріген зат пен еріткіштердің химиялық құрамына байланысты болады және сыртқы қысым мен ерітінділердің концентрациясының ұлғаюына байланысты артады.

Сыртқы қысым бірдей болғандағы ерітіндінің t қайнау температурасы мен таза еріткіштің қайнау температураларының айырмасы  температуралық депрессия деп аталады, кейде оны физико-химиялық депрессия деп те атайды

 

                                                                                                   (3.2)

Ерітіндінің қайнау температурасының артуы, гидростатикалық және гидравликалық депрессиялардағы сияқты, температуралық  депрессия бойынша анықталады.  

Егер сұйық вертикаль құбырдың ішінде қайнаса, онда қайнатқыш құбырдың бетіндегі қайнау  температурасы төменгі жағынан қарағанда аз болады, яғни бұнда бу кеңістігіндегі екіншілік бу қысымына сұйық бағанының  гидростатикалық қысымы қосылады.  

Егер ерітінді астындағы екіншілік бу қысымы белгілі болса, онда бу кеңістігіндегі су буы қасиеттері кестесінен екіншілік бу температурасын анықтауға болады.

 бу қысымына  қосымша қысым шамасын қоса отырып жалпы қысымды анықтаймыз

 

                                                     .                                          (3.3)

Қосымша қысымды ерітінді қабатының  биіктігі бойынша орташа деп қабылдайды:

 

                                                                                                     (3.4)

мұндағы  - сұйық тығыздығы, кг/м3.

Осы қысым бойынша су буының қасиеттері кестесінен  температураны анықтаймыз. Гидростатикалық депрессия шамасы:

 

                                             .                                                     (3.5)

Аппаратта гидравликалық шығындар нәтижесінде екіншілік будың ұстағыштар, сепараторлар және т.б. арқылы өткенде қысымының артуының нәтижесінде ерітіндінің қайнау температурасының артуы гидравликалық  депрессия деп аталады.

Сол себепті қайнатып-буландырғыш қондырғыдағы сұйық жүйенің қайнау температурасы келесі  формула бойынша анықталады

 

                                     .                                             (3.6)

Мұндағы - қайнатып-буландырғыш қондырғының шықтағышындағы қысымға тең қысымдағы екіншілік бу температурасы.

 есептеудің бұндай әдісі қайнатып-буландырғыш қондырғының шықтағышындағы қысым белгілі болғанда қолданылуы мүмкін.

Егер бұл қысым белгісіз болса, онда ерітіндінің қайнау температурасы келесі формула бойынша анықталады

 

                                           .                                               (3.7)

Мұндағы  - ерітіндінің үстіндегі оның қысымына сәйкесті қайнатып-буландырғыш аппараттағы екіншілік бу температурасы.

Көпкорпусты қайнатып-буландырғыш қондырғының жұмыс істеу принципі: бірінші аппаратта (корпуста) алынған екіншілік бу екінші корпусты жылуту үшін беріледі, бұнда қайнау аймағындағы қысым бірінші корпустағы екіншілік бу қысымынан төмен болуы керек.  Сол арқылы екіншілік корпустағы қайнатып-буландыру біріншілік корпустағы екіншілік будың жылуын қолдану нәтижесінде жүзеге асады [5].

Зертханалық қондырғының бірінші корпусы электрлік қыздырғышпен қыздырылады. Бұл жағдайда электрлік қыздыру арқылы бөлінген жылу мөлшері ,  Дж:

 

                                                    .                                            (3.8)

мұндағы - тоқ күші, А;

- кернеу, В;

- электр қыздырғыш қуаты, Вт;

 - сынақтау ұзақтығы, с.

Бірінші корпуста алынған екіншілік бу мөлшерін жылулық баланс теңдеуінен анықтауға болады

 

                                             .                        (3.9)

мұндағы  - ерітінді массасы, кг;

- меншікті жылусыйымдылық, Дж/(кг 0С);

- ерітіндінің қайнау  температурасы, 0С;

- ерітіндінің бастапқы температурасы, 0С;

-  уақыт ішінде бірінші корпуста  алынған екіншілік бу массасы, кг;

- екіншілік будың меншікті бу түзілу жылуы, Дж/кг;

- қоршаған ортаға кеткен жылу шығыны, Дж.

Егер сұйық қайнау температурасына дейін қыздырылған болса және егер қоршаған ортаға кеткен жылу шығынын ескермесек (барлық жылу қайнатып-буландыруға кетті деп есептесек), онда (3.9) теңдеу келесідей өзгереді

                                                                                                   (3.10)

Жүйенің стационарлы жылулық күйі кезінде электр қыздырғыштан бөлінген барлық жылу қайнайтын сұйыққа беріледі. Бұл жағдайдағы жылуберу теңдеуі

 

                                           .                                            (3.11)

Мұндағы  - қабырғадан қайнайтын сұйыққа жылуберу коэффициенті, Вт/(м2 0С);

 - қабырға температурасы, 0С;

 - жылуберу ауданы, м2.

Бірінші корпустың қабырғасының температурасы екі термопаралар арқылы анықталады, олар электрлік қыздырғыштың сыртқы бетіне жабыстыралған.  Екі нүктеде беттің температураларын өлшеу нәтижелері бойынша қабырға температурасы осы екі өлшенген шамалардың орташа шамасы ретінде анықталады

 

                                            .                                                      (3.12)

Зертханалық қондырғының екінші корпусы бірінші корпустан алынған екіншілік бумен қыздырылады. Бұл жағдайда осы будың шықтануы кезінде бөлінген жылу (ерітіндіні қайнау температурасына дейін қыздыруды және жылу шығынын ескермегенде) бу түзілуге беріледі.  Жылу теңестігінің теңдеуі

 

                                                                                        (3.13)

мұндағы  - бу энтальпиясы, Дж/кг;

- шықтың меншікті жылусыйымдылығы, Дж/(кг0С);

 - шық температурасы, 0С;

- жылуберу нәтижесінде екінші корпуста туындаған екіншілік бу мөлшері

                                                  .                                     (3.14)

Мұндағы - жылуберу коэффициенті, Вт/(м20С);

- қыздыратын бу  температурасы (бірінші корпустан шыққан екіншілік бу температурасы), 0С;

- жылуберу беті, м2.

Екінші корпуста қайнатып-буландыру процесі қалыптандырылған кезде

 

                                                                                    (3.15)

 

3.2 Эксперименттік қондырғының сипаттамасы

 

3.1 сурет - Екі корпусты қайнату-буландыру қондырғысы

  3.1 суретте зертханалық қондырғының сұлбасы келтірілген. К1 бірінші корпус электрлік қыздырғышпен жұмыс істейді. Әйнек құбырдың ортасына орналастырылған мыс құбыршаның ішіне электрлік спираль орналастырылған, оған автотрансформатордан ваттметр арқылы қорек көзі қосылған. Әйнек құбыр мен мыс құбыршалардың қабырғаларының арасында сақиналық қуысқа Е3 қорек багынан сұйық беріледі.

П4 ортадан тепкіш типті бу айырғыш әйнек корпустан тұрады, оның ішіне бу құбыры орналастырылған және ол қыздырғышпен жалғанған. Бұл құбырда құбыршалар, тығын және шағылыстырғыш орналастырылған. Құбырша корпусқа жанама орналастырылғандықтан бу сұйықты қоспаның айналымдық қозғалысын қамтамасыз етеді. Айналу кезінде ерітінді корпустың қабырғасына соғылады да, Ц5 циркуляциялық құбыр арқылы ағып қайтадан қыздырғышқа барады, ал екіншілік бу шағылыстырғыш қуысы арқылы өтеді және құбыр арқылы қондырғының К2 екінші корпусына беріледі.

Бірінші корпустан келген екіншілік бу әйнек құбырдың центріне орналастырылған қыздырғыш құбыршағы беріледі, бұнда ол шықтанады және М6 өлшегіште жинақталады. Екінші корпусқа сұйық сонымен қатар,  Е3 өлшегіштен де беріледі. Екінші корпус П7 бу айырғыш және  Ц8 циркуляциялық құбырдан тұрады, олар бірінші корпустағылар сияқты жұмыс істейді.

П7 екінші бу айырғыштан екіншілік бу құбыр арқылы К9 шықтағышқа әкетіледі.  Бу алдымен сақиналық шықтағыштың сыртқы құбырын содан кейін ішкі құбырын айналып өтеді. Шықтан арылған ауа құбырлар арқылы  Е10 аралық сыйымдылыққа өтеді және  одан ары қарай НП сорғы арқылы сорылады. Шық  М12 өлшегіш болып табылатын әйнек корпусқа ағып барады. Ысырманы ашқан кезде шық М12 өлшегіштен Е10 аралық сыйымдылыққа өтеді, бұдан кейін Н11 сорғы арқылы қондырғыдан шығарылып тасталады.

Бірінші корпустағы электрлік қыздырғыш арқылы қолданылатын қуат В12 ваттметр арқылы өлшенеді және и регулируется при помощи Тр13 автотрансформатордың (ЛАТР) көмегі арқылы реттеледі.

 

3.3 Қайнатып-буландырғыш қондырғының жұмысы

 

Суды беретін ысырманы ашқан кезде манометр стрелкасы Н11 сорғының саптамасының алдыңдағы су қысымын көрсетеді. Саптамадан шыққан суға ауа араласып кетеді. Соның нәтижесінде қондырғыдағы қысым атмосфералық  (вакуум) қысымнан төмен болады, оны Рр вакуумметр арқылы бақылауға болады.

Ысырманы ашқан кезде су К9 шықтағышқа беріледі. Ал екінші ысырманы ашқан кезде ерітінді К1 бірініші және К2 екінші корпусқа беріледі.

Электрлік қыздырғышты желіге қосқанда ерітінді қызады. Белгілі уақыт ішінде бірініші корпустағы ерітінді қайнайды. Ерітінді тамшылары бар екіншілік бу П4 бу айырғышқа келіп түседі, мұнда будан ерітінді тамшылары ажыратылып Ц5 циркуляциялық құбыр арқылы К1 бірінші корпусқа қайтарылады. Бірінші корпустан екіншілік бу екінші корпусқа беріледі және ол бұнда қыздырғыш бу ретінде қолданылады. К2 екінші корпустағы ерітінді қайнайды және екіншілік бу ерітінді тамшыларымен П7 бу айырғыш корпусына тасталынады.

Сұйық қабырғаға ұрылады және циркуляциялық құбыр арқылы екінші корпусқа қарай ағады, ал екіншілік бу К9 шықтағышқа беріледі. Бу шықтанады және шық шықтағыштың төменгі бөлігіне түседі (М12 өлшегішке). Ауа Н11 сорғымен сорылады. Өлшегіштегі шықтың деңгейі шықтағышқа жеткен кезде кранды ашу керек және шық   Н11 сорғы арқылы қондырғыдан сыртқа шығарылады. Жұмыс аяқталғаннан кейін электрлік қыздырғыштың қорек көзі мен суық судың берілуі ажыратылады.

 

3.4  Жұмысты орындау әдісі

 

Е3 қоректік сорғыны сумен толтырыңыз, содан кейін ысырманы ашыңыз және бірінші корпусты оқытушының берген биіктігіне дейін толтырыңыз. Екінші корпусты да берілген биіктікке дейін толтырыңыз.

ЛАТР арқылы берілген қуатты орнатып, электрлік қыздырғышты желіге қосыңыз.

Алдымен суды бірінші қыздырғышта қыздырыңыз. Екінші корпустағы қайнату сұйықтың температурасы қайнау температурасмына жеткен кезде басталады. 

Процесс қалыптасқан кезде М6 және М12 өлшегіштерде екіншілік бу шығының белгілі мөлшерінің толу уақытын жазып алыңыз. Ол үшін өлшегіштерден сұйықтың ағуын тоқтататын ысырманы жауып секунд өлшегішті қосыңыз.

Содан кейін  температураларын бақылау керек. Қабырға  температурасы  және  термопаралары арқылы анықталады. Сынақтау кезінде қыздырғыш құбырдың толу деңгейін, екінші корпустағы вакуум,  электрлік қыздырғыш қолданатын қуатты тұрақты ұстап отыру керек. Бақылау нәтижелері  3.1 кестеге жазылады.

 

3.1 кесте - Бақылау нәтижелері 

Тәжірибе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        3.5  Тәжірибелік мәндерді өңдеу

 

3.5.1 (3.6) формуласы бойынша әрбір корпустағы   және сұйықтың қайнау температураларын есептеу керек.

3.5.2 Әрбір корпустағы жылуалмасу бетін анықта, м2,

 

                                                                                          (3.16)

мұндағы  - қайнатқыш құбырдың сыртқы диаметрі, м; - қайнатқыш құбырдың ұзындығы, м. Бірінші корпус үшін: . Екінші корпус үшін .

3.5.3  (3.11) формуладан бірінші корпустағы қабырғадан қайнатылатын сұйыққа берілетін жылуберу коэффициентін анықтау керек, Вт/(м2 0С),

 

                                                .                                          (3.17)

3.5.4 Бірінші корпустағы қоршаған ортағы кететін жылушығынын есептеу

 

                                              .                                                (3.18)

 

3.5.5                        (3.15) формуласынан екінші корпустағы жылуберу коэффициентін анықтау  

 

                                                 .                                         (3.19)

3.5.6 Бірінші корпустағы жылуағынының беттік тығыздығын анықтау

                                                      

                                                         .                                                (3.20)

3.5.7  Тәжірибе арқылы алынған шамаларды  3.2-кестеге енгізу керек.

 

3.2 кесте -  Тәжірибе нәтижелері

Тәжірибе №

 

,

Вт/(м2 0С),

,

Дж

,

Вт/(м2 0С),

, Дж/м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5.8 Тәжірибеден алынған  және  шамаларын формула бойынша есептелген мәндермен салыстыру.

3.5.9  және  тәуелді сұлбасын тұрғызу.

 

Әдебиет: [4], 105-145б;[5], 110-149 б.

4 Зертханалық жұмыс. Рекуперативті су-сулық жылуалмастырғыштың жұмысын зерттеу

 

Жұмыстың мақсаты: жатық қаптамалы-түтікті су-сулық   рекуперативті  жылуалмастырғыштың құрылымымен танысу, сынақтау нәтижесінде қондырғының режімдік сипаттамалары мен энергетикалық балансын анықтау және оны теориялық есептеулермен салыстыру.

 

4.1 Теориялық бөлім

Жылуалмастырғыш қондырғылар деп бір денеден екінші бір денеге жылу беруге арналған қондырғыларды атайды. Егер жылуалмасу жылуалмастырғыш денелер арасын бөліп тұрған қабырға арқылы берілсе, онда жылуалмастырғыш рекуперативті деп аталады. Көптеген  рекуперативті қондырғыларда қабырға арқылы жылу бір жылутасымалдағыштан екінші бір жылутасымалдағышқа үздіксіз беріліп отырады. Бұндай қондырғылар атына сай үздіксіз әсерлі қондырғылар деп аталады. Бірақ, периодты жұмыс істейтін рекуперативті қондырғылар да кездеседі, онда бір жылутасымалдағыш периодты түрде қыздырылады немесе салқындатылады[4].

Өндірістік кәсіпорындарда өндірістік қазандықтар мен ЖЭО-да жатық беттік қаптамалы-түтікті жылуалмастырғыштар қолданылады, онда су қыздырылатын және қыздыратын орта болып табылады.

Рекуперативті жылуалмастырғыш қондырғыларда (РЖҚ) фазалық түрленусіз өтетін жылуалмасу келесі жылуағыны балансының теңдеуі арқылы және жылуберу теңдеуі арқылы анықталады

 

                                 ,                                  (4.1)

                                           .                                                   (4.2)

Мұндағы ,  - ыстық және суық жылутасымалдағыштың жылулық эквиваленті;

- ыстық және суық судық массалық шығыны, кг/с;

 - жылуалмастырғышқа кіргендегі және шыққандағы жылутасымалдағыштың температуралары, «г» индексі - ыстық, «х» - суық;

 - РЖҚ жылуберу бетінің ауданы, ол жылуберу коэффициенті  мен температуралық арын  тәуелді:

                                                                                               (4.3)

мұндағы  - беттің қай жағы болмасын екі жылутасымалдағыштың да температуралары үлкен болған кездегі температуралар айырмасы;

 - беттің қай жағы болмасын екі жылутасымалдағыштың да температуралары кіші болған кездегі температуралар айырмасы;

- қоршаған ортаға кеткен жылу шығынының коэффициенті, .

РЖҚ жұмысының негізгі сипаттамаласы болып  жылулық тиімділік саналады.

Жылулық тиімділік деп қарастырылып отырған қондырғының жылулық ағынының  идеал жағдайда ыстық жылутасымалдағыш бере алатын жылу ағынына қатынасын айтамыз, яғни қарастырылып отырған қондырғыда жылуберу коэффициенті шексіз үлкен болған жағдайда немесе жылуалмастырғышта жылуберу беті шексіз үлкен болған жағдайда жылу берілсе

                                    .                       (4.4)

Қыздырғыштар үшін ,  жылулық тиімділік максимал температуралық арынды өндіру дәрежесімен сипатталады.

ЖА сипаттайтын басқа шамаларға жылуды тасымалдау бірлігінің мөлшері және сулық эквиваленттердің қатынасы жатады

 

                                                     ,                                                 (4.5)

                                                     .                                                  (4.6)

Енгізілген сипаттамалық шамалар арқылы қарсы ағын кезіндегі теориялық жылулық тиімділікті анықтауға болады

 

                                    ,                                 (4.7)

егер 

                                                   ,                                         (4.8)

тура ағын кезінде

 

                                               .                                     (4.9)

Жылуберілу коэффициентін есептеу үшін қажетті  жылуберу  коэффициенттері келесі критериалды формула бойынша анықталады ()

                                                ,                                       (4.10)

                                                    .                                      (4.11)

Мұндағы  - ішкі құбырдың ұзындығы мен диаметрі

Есептеу кезінде барлық жылуфизикалық шамалар жылутасымалдағыштың орташа температурасы бойынша алынады .

 

4.2 Зертханалық қондырғының сипаттамасы

 

Зертханалық қондырғы (4.1-суретті қара) мыс құбырлардан жасалған «құбырдағы құбыр» типті су-сулық жылуалмастырғыштан, Т термостаттан,    ыстық және суық су шығын өлшегіштерінен, двухходовые вентили К12 екі жүрісті ысырмаларынан және К3 суық су және К4 ыстық су шығынын реттеуші ысырмалардан тұрады.

Қыздырушы жылутасымалдағыш – ыстық су термостатта генерацияланады. Қондырғыда  жылуалмастырғышты «керіағын» және «тураағын» сұлбаларына қосуға болады.

ЖАА – жылуалмастырғыш аппарат;

К1, К2, К3, К4 – ысырмалар;

 - ыстық және суық судың шығын өлшегіштері.

4.1сурет - Су-сулық жылуалмастырғыштың жұмысымен танысуға арналған зертханалық стендтің сұлбасы

 

Жылуалмастырғыш тураағынды режимде жұмыс істегенде, 7,8 күйіндегі  термопаралар – жылутасымалдағыштың кірердегі температурасын өлшейді, 5,6 – шығардағысын. Керіағынды режимде, 11,12 күйіндегі термопаралар - жылутасымалдағыштың кірердегі температурасын өлшейді, 9,10 – шығардағысын.

Ыстық және суық жылутасымалдағыштың температуралары хромель-копельді термопаралардың көмегі арқылы өлшенеді және  КСП-4 потенциометрінің көмегі арқылы диаграммалық лентада жазылады. Температураларды өлшейтін нүктелердегі  термопаралардың орналасу сұлбасы 4.1 суретте келтірілген. Шығынды өлшеу үшін ротаметрлер қолданылады.

 

4.3 Жұмысты орындау реті

 

4.3.1 К1,К2,К3,К4 ысырмаларын ашу керек.

4.3.2 Термостатты қосып қыздыратын жылутасымалдағыштың температурасын шамамен 55-600С қою керек.

4.3.3 Қысқыштың көмегі және В1 суық су реттегіш ысырмасы  арқылы ыстық су түтікшесінде  Р1 және Р2 шығынөлшегіштерінде шығынды орнату.

Шығын оқытушының тапсыруымен орнатылады.

4.3.4 КСП-4 потенциометрін қосып, температуралар стационар қалыпқа жеткенше оның көрсеткіштерін жазып алу керек.

4.3.5 Шығынөлшегіштердің көрсеткен шамасын жазып алу керек.  Экспериментті шығынның шамасын 2-3 рет өзгерте отырып тура- және керіағында қайталау керек.

 

4.4 Өлшеу нәтижелерін өңдеу әдісі

 

4.4.1  и жылулық эквиваленттерін есептеу,

мұндағы ; - ротаметр арқылы өлшенген және график арқылы тексерілген белгілі көлемдік шығын шамасы арқылы эксперименттен анықталатын массалық шығындар.

4.4.2  температуралық арынды есептеу. Мұнда  - қондырғыдағы жылутасымалдағыштардың температурасы жоғары болған ұшындағы екі жылутасымалдағыштың температуралар айырмасы;  - қондырғыдағы жылутасымалдағыштардың температурасы төмен болған ұшындағы екі жылутасымалдағыштың температуралар айырмасы. Бұл үшін қыздыратын және қыздырылатын жылутасымалдағыштардың температураларының шамасы қолданылады қыздыратын жылутасымалдағыштың кірердегі және шыққандағы, қыздырылатын жылутасымалдағыштың кірердегі және шыққандағы температуралары.

4.4.3  - жылуалмастырғыштың сызықты өлшемдері арқылы жылуалмасу бетінің ауданы анықталады.

4.4.4 (4.1) және (4.2) формулаларынан  - жылуберу коэффициентін анықтаймыз.

4.4.5  (4.5) формуладан жылуды тасымалдау бірлігінің шамасы анықталады .

4.4.6  тураағын және  керіағын кезіндегі аппараттың жылулық тиімділігі анықталады.

4.4.7 тәуелділігін тұрғызу.

4.4.8 Для определения  - коэффициентін анықтау үшін теориялық тұрғыда  (4.10) және (4.11) формулаларын, сонымен қатар [1] әдебиеттен теориялық мағлұматтарды қолдануға болады, бұнда жылутасымалдағыштың барлық жылуфизикалық сипаттамалары  жылутасымалдағыштың орташа температурасы бойынша алынады.

4.4.9 Теориялық және эксперименттік жолмен анықталған  шамасын өзара салыстыру.

4.4.10 Эксперименттің қателігін анықтау.

 

Әдебиет [5], 36-38б..

 

 

Әдебиеттер тізімі

1. Мартынов А.В. Установки для трансформации тепла и охлаждения. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 200 с.

2. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. - М.: Энергоиздат, 1982.

3. Бутузов В.А. Перспективы применения тепловых насосов // Про­мышленная энергетика. - 2005. - № 10.

4. Бакластов А.М, Горбенко В.А., Данилов О.Л. и др. Промышленные тепломассообменные процессы и установки: Учебник для ВУЗов - М.: Энергоатомиздат, 1986.

5. П.Д.Лебедев. Теплообменные сушильные и холодильные установки.- М.: Энергия, 1972.  

 

Мазмұны 

Кіріспе                

1 Зертханалық жұмыс. Жылумен жабдықтау жүйесіндегі бу сығымдағышты жылулық сорғы қондырғысының (БСЖСҚ) жұмысын зерттеу     

2 Зертханалық жұмыс. Кептіру кинетикасы және дымқыл материал мен кептіргіш агент беттері арасындағы

жылумаңызалмасуды зерттеу    

3 Зертханалық жұмыс. Екі корпусты қайнатып-буландырғыш қондырғының жұмысын зерттеу.    

4 Зертханалық жұмыс. Рекуперативті су-сулықжылуалмастырғыштың жұмысын зерттеу.        

Әдебиеттер тізімі.                                                                                          29