СУЫТУ АППАРАТЫН (АСА) ЕСЕПТЕУ

Газ жне мнай деу нерксіптеріні ксіпорындарында аралы жне дайын німдерді конденсациялау жне суытуда АСА-ын кеінен олданады, жне де бл аппараттарда суытушы орта (суы агантті) ретінде ауаны олдану осалы ндірістік операцияларсыз (су дайындау, жабдыты пайдалануымен болатын жне т.б шытандар) пайдалану тиімділігін амтамасыз етеді. Дегеніменде жылды ысты мезгілдерінде ажет температураны амтамасыз ету біршама иындытар туындатады. Сол себепті бл мселені желдеткішті доалаыны айналу жиілігін згертумен; желдеткіш алашаларыны иашты брышын згертумен; ауа аынын жалюздік рылы арылы дроссельдеуменен; ауаны рециркуляциялау мен жне атмосфераа дренаждауменен жне ауаны дымылдаумен шешуге болады. АСА-ын келесі тртіппенен есептеледі.

 

1. Аппарат секциясыны бір атар бырларыны горизаналь толы имасыны ауданы 6 быр сі бойынша има,

 

F2=l [S1 (nтр-1) + Дн], (3.1)

 

Мнда: S1-горизонталь жазытытыы 2 крші быр осьтері арасындаы адым (м); l- ауамен иілетін бырды толы зындыы(м); nтр- секцияны бір атарындаы бырлар саны (дана); Дн-абыралар биіктігіндегі быр диаметрі (м);

 

2. Аппарат секциясыны бір атар бырларыны тар имасыны ауданы

 

F y=Ft –l dH nтр-2Fp nтр Fp /U, (3.2)

 

Мнда: dH- бырды негізі бойынша диаметрі (м); lpбыр бойындаы шеткі екі абыраларды негіздері(тптері) арасындаы араашыты; U- абыралар арасындаы адым (м); Fp- абыраларды клдене имасыны ауданы(м2);

 

3. бырды бір иіндік метріне келетін абыраларды бйірлік беттеріні ауданы (м2)

 

Fб=1, 5708 (Дн2-dн2)/U (3.3)

 

4. бырды бір иінді метріне келетін бырларды кескін беттеріні ауданы (м2)

Fот= 3, 1416 Дн /U (3.4)

 

Мнда: б- биіктігіндегі абыраны алыдыы (м);

5. бырды бір иіндік метріне келетін абыралар бетіні толы ауданы (м2)

 

Fпр=Fб+Fто (3.5)

6. абыра тбіндегі бырды сырты бетіні 1 иіндік метріні ауданы:

 

FH =3,141dH (3.6)

 

7. бырды бір иіндік метріне келетін абыралар арасыны ауданы:

 

Fпром=FH (U - осн)/U, (3.7)

 

Мнда: босн-абыраны тбіндегі алыдыы (м)

 

8. бырды абыраланан бетіні бір иіндік метріні ауданы (м2)

 

F=Fпр+Fпром (3.8)

 

9. Аппаратты бір секциясыны суыту беті (м2),

 

Fтр= [Fн (l –l p) +F l p] nтрс, (3.9)

 

Мнда: nтрс- р бір секциядаы бырлар саны (дана).

10. бырды ішкі бетіні бір иіндік метріні ауданы (м2),

 

Fв=3,1416 dвн, (3.10)

 

Мнда: dвн- бырды ішкі диаметрі (м).

 

11. абыралармен бірге аландаы бырды толы сырты бетіні ішкісіне атынасы,

 

=F/Fв (3.11)

 

12. абыраны коэффициенті:

 

Кор=F/FH (3.12)

 

 

13. лшемсіз шамалар:

 

С= Дн/d н ; S= (3.13)

 

 

14. Дгелек абыралар шахматты бырлар шоырыны зына бойы абыралар саны шін тзетпе коэффициент

 

RR=0,8937 R 0,0457 , (3.14)

 

Мнда: R- секциядаы бырлар атарыны саны.

 

15. бырлар шоырыны сыыы клдене имасыны эквивалентті диаметрі (м)

 

Dэ= 2[U (S1-dH) – h ( осн+ )] / (2h+U), (3.15)

 

16. Шартты аныталушы лшем

 

lи=lpн2+dH2)[1+ - )/dH/(2l RKорU) (3.16)

 

17. Шахматты бырлар шоырыны пішініні коэффициенті:

 

Cs=5, 4 (l u /dэ) 0, 3 (3.17)

 

18. Атмосфералы ауаны есептелетін температурасы

 

Та = Тв+ ч, (3.18)

 

Мнда ч- климатты мліметтік айнымалылыына тзету 2,5к-орташа туліктік жне орташа айлы температура шін; 1,5к- жыл мен маусымны орташа температурасы шін; ч=0-АСА-ын тжрибелік жне аымдаы ауаны температурасына есептегенде.

 

19. Бірінші жаындауда АСА-нда газды суыту температурасын ауаны есептемелік температурасынан 10-15к жоары етіп абылдайды:

 

Tохл=Tв+ (10-15) (3.19)

 

20. АСА–даы газды орташа температурасын есептейді (к)

 

Tср=0,5(Tвх+ Tохл) (3.20)

 

21. Метанны рамы 94% а болмаанда газды меншікті жылусиымдылыы (к Дж/(кг )) келесі рнек кмегіменен анытаймыз:

 

Сp=f(Pвхср) , (3.21)

 

Cp=6,3137+0,4312p-0,031652 T+0,001306 p2+0,53615 10-4 T2 -1,19542 10-3 p T ,

Мнда Pвх= Pвх+Pбар/ 0,0980665, 1техникал. атм.=0,0980665 мПа.

22. Газды сыылу коэффициентіні орташа мнін есептейміз:

a) Pвх 7,5 мПа жадай шін

 

Zср=1-1593 Pвх / (C n (7497,23+101,6 k2+0,000054 k3)) ; (3.22)

 

б) 7,5 мПа Pвх 12 мПа жадай шін

 

Zср=1-(156,12 Cn2 – 14,756 C n Pвх2 – 3,711 Pвх3) / ( Cn3(766,5+11,2 n+0,083 n2+0,000784 n3)), (3.23)

 

Мнда Сn=6,432-0,24 2+0,04 Nco2 – 0,016 NN2 ,

Сn'= 8,04- 0,3 2+0,05 Nco2 – 0,02 NN2 ,

n=(0,4526 Tср – 96,1 2+0,546 Nco2+0,92 NN2 – 54,171) / (0,1983 + 0,352 2 – 0,002 Nco2 – 0,0034 NN2)

 

23. бырдаы газды жылдамдыын есептейміз (м/с):

 

W r=q A Tср Zср / (2272, 37 dвн2 Pвх n c nтрс), (3.24)

 

Мнда:nc-бір аппараттаы секция саны (дана); Pвх- аппарата кірердегі газды ысымы, мПа; q- аппараттан тетін газды клемдік жылдамдыы (м 3/с).

24. Газды орташа меншікті салмаы (Н/м3)

 

ср=34183,75 Pвх / (Zср Tср) , (3.25)

 

Мнда: - ауа бойынша газды салыстырмалы тыыздыы.

25. Аппараттаы газ ысымыны ысырапталуы (мПа)

 

P= ср W r2 ( + A l /dвн) / 19613000 , (3.26)

 

Мнда: -газды озалуы барысындаы жергілікті гидравликалы кедергілер коэффициенті; - бырды ішкі бетіні гидравликалы кедергі коэффициенті, мнін Накурадзе рнегімен анытаймыз,

 

= 1((1,74+2 l g(dвн / (2H)))2 , (3.27)

 

Мнда: H- бырды ішкі бетіні абсолютті адырлыы (м).

 

26. Газды динамикалы ттырлы коэффициенті (метанны) (Па ),

 

г= f(pвх',Tср) (3.28)

a) pвх' 7,6 мПа, 260к Тср 350к жне 7,6мПа pвх' 12,1мПа, 300к Тср 350к болан жадай шін

b)

г= 10-6 (4,2168+0,0223T+0,243p); (3.29)

 

б) 7,6 мПа pвх' 12,1мПа, 260к Tср 300к боландаы жадай шін

 

г=10-6 (5,6878 – 0,00376 pT+0,02549p2+1,15 p+ 0,82376 10-4 T2- 0,00745 T) (3.30)

 

27. Газ шін Ренольдс саны

Re2= pср dвн W r / (9,80665 г) (3.31)

28. Газы (метанны) жылуткізгіштік коэффициенті (Вт/(м к))

2= f(pвх',Tср) (3.32)

2=10-3(5,515-4,7906p+0,1334T+0,0309pT+2,4365p2-0,01435p2T+0,02147 10-3 (p T)2 – 0,04412 10-3 pT2)

29.Газ шін Прандл шегі

Рч2= Cp г / (10-3 2) (3.33)

30. Газ тарапынан жылу берілу коэффициенті (Вт/(м2 к)),

Lвн= 0,023 2 Re20,8 Рч20,4 / dвн (3.34)

31. АСА-нан берілген жылу млшері (кДж /с) ,

QT = p2 q Cp ( Tвх –Tохл), (3.35)

Мнда: r -0,1013 мПа ысымда жне 293к температурада газды тыыздыы (кг/м3); Твх- АСА-на кірердегі газды температурасы (к).

32. АСА-на шыардаы ауаны орташа температурасы (к)

Тв.в = Tв+QT /(Cтв Срв nвний) , (3.36)

Мнда: Cтв – бір желдеткішті ауа бойынша німділігі (кг/с); Срв – атмосфералы ауаны меншікті жылусиымдылыы (кДж /(кг к)); nвний – бір АСА- даы желдеткіштер саны.

33. АСА секцияларындаы ауаны орташа температурасы (к)

Тсрв = 0,5 (Тввв) (3.37)

34. Ауаны динамикалы ттырлыыны коэффициенті (Па с)

 

в = 10-6 (0,04903 Тсрв+3,7677) (3.38)

 

35. Аппараттан шыардаы ауаны тыыздыы (кг/м 3)

 

вв= 3485,772 Рбар / Твв (3.39)

 

36. Бірінші амалдауда желдеткішпен тегеурінделген статикалы ысым шамасын береміз. Мысалы, Рст =150 Па.

 

37. Аппарат секцияларындаы ауаны орташа тыыздыын есептейміз

a) Желдеткішті тменгі орналасуында

 

срв= 3485,772 ( pбар + 0,5 10-6 pст ) / Тсрв , (3.40)

 

Мнда: pбар - ауаны барометрлік ысымы (мПа)

б) Желдетк ішті жоары орналасуында

 

срв= 3485,772( pбар + 0,5 10-6 pст ) / Тсрв ,

 

38.Аппарат секциясыны тар имасындаы ауаны орташа жылдамдыы (м/с)

 

Wв= Ств nвент / ( pср F y nс ) , (3.41)

 

Мнда: nс – бір аппараттаы секциялар саны.

 

39.Шартты анытаушы лшем бойынша Рейнольдс саны,

 

Re = с р Wв l H / в , (3.42)

 

Мнда: l H шартты лшем, м .

 

40. абыраланан бырды шахматты орналасуындаы шоырды гидравликалы кедергісіні коэффициенті:

 

=R Cs CR Re-0,25 +2( Tвв - Тв) / Tсрв , (3.43)

 

Мнда: CR-аз атарлы шоар шін (R 5) быр атарында санына тзету (R 6) боланда CR=1; R=4 боланда CR=1,055; R=3 боланда CR=1,1.

 

 

41.Желдеткішті статикалы ысымын есептеу,

 

Рст= 0,5 с р Wв2 (3.44)

 

Есептелінген мнді Рст абылдананмен салыстырады. Елеулі айырмашылы орын алан жадайда абылданан мнді кбейтіп есептеуді 37 пунктен айталайды. Берілген длдік дрежесі орындалан жадайда итеряциялау процесін тотатады.

42.Ауаны жылуткізгіштік коэффициенті (Вт/(м к))

в= 10-3 ( 0,07923 Tср.в+ 2,66) (3.45)

43.Ауа шін Прандл саны,

Рчв= Cр в / (10-3 в) (3.46)

44.Ауа шін Рейнольдс саны

Reв= с р Wв dн / в (3.47)

45.Нуссельт саны (В.Ф. Юдинні туелділігі)

Nu= 0,23 KR Kop0,2 Reв0,65 (dн / U)-0,54 (h /U)-0,14 (3.48)

46.Ауа тарапынан жылуберілуді конвективті коэффициентін есептейміз (Вт/(м2 к))

Lk= Nu в / dн (3.49)

47.абыраларды лшемсіз биіктігі

В1= (h+( h+ осн) / 2 (3.50)

B2= h (3.51)

48.Тікбрышты пішіндегі дгелек клдене абыраларды тиімділік коэффициенті

Е= f (B1 , C ) (3.52)

E= 1, 0965 - 0, 2888 B1+0, 7131 10-2 C-0, 1216 B1C+0, 01277 B1- 0, 1521 10-2 C2+0, 03417 C B1 2 +0, 01173 B1 C2 – 0, 3291 10-2 (C B1)2

 

49.Трапеция тріздес имадаы абыраа тзетпе

= f (B2, S) (3.53)

= 1,0057+0,1236 B2-0,01533 S-0,12939 B2+0,733 10-3 B22+0,01188 S2

Тік брышты имадаы абыра шін = 1.0

50.абыраларды беттерінде жылуберілу коэффициентіні біркелкі таралмауын ескертуші тзетпе коэффициент,

= 0, 97-0, 056 B2 (3.54)

51.Жылуберуді келтірілген коэффициенті (Вт/ (м2 к))

Lпр= L k [1+Fпр ( E-1) / F] (3.55)

52. абыраланан бырларды толы бетіне атысты, иылысуын ескеретін жылу беру коэффициентін (Вт/ (м2 к)) есептейміз,

КАСА = 1/( (dвн +1 / Lпр+ чвн+чзн) , (3.56)

53.Орташа логарифмикалы температуралы айырманы есептейміз (к)

= (1-2) / (l n (1/2)), (3.57)

Мнда: 1= Тв- Твв , 2= Тохл - Тв

Егер 1/2 0 болан жадайда есептеулерді Тохл мнін кбейтіп 20 пункттен айталайды.

54.Келесі шамаларды есептейміз:

М= (Tвхохл) / (Тввв) ; N=(Тввв) / (Tвхв) (3.58)

55.Бірреттік иыстырылан жрістегі (A=1) тзетпе коэффициент.

ЕA=1= 0,9959-0,3959 MN-0,0259NM2+0,6235 MN2+3,0054(MN)2-4337N2 M2-9,6514 M2 N2+0,5624(MN)3+7,0741 M2 N2-0,868 MN5-2,7969 MN6 (3.59)

Кп жрісті АСА шін (A=2-4)

E= ЕA=1 + (1- ЕA=1) (A 1) / 4 (3.60)

56.Орташа температуралы айырма (к)

ср= E (3.61)

 

57.Жылулы аын тыыздыы (жылу кернеулілік) (Bкт/м2)

Qт= KACA ср (3.62)

58.Бір секцияны есептемелік жылу алмасу беті (м2)

Fрас=Qт / (10-3 qt n c) (3.63)

Аппаратты есептеуді соында Fрас FT дан елеусіз згеше болуы тиіс.

59.АСА берілген жылу млшерін (кДж/с) пысытаймыз,

Qт'= 103 qt FT n c (3.64)

60.Газды суытылуыны есептмелік температурасы аныталады (к)

Тохл'= Tвх- Qт' / (q 2 Cp) (3.65)

61. Тохл жне Тохл' мндері сипатталады. Елеулі айырмашылы берген жадайда газды суытылуыны жаа температурасын абылдайды, мысалы шін (Тохл+0,1 (Тохл - Тохл)), сонан со есептеулерді 20 пункттен бастайды.

охл'- Тохл]=0,3 k (3.66)

62. Желдеткіштерді динамикалы ысымын есептейміз

а) желдеткішті тменгі орналауында

 

Рдин = (GB nвент / F y nc )2 / 2 вв , (3.67)

 

б) желдеткішті жоары орналасуында

 

Рдин = (GB / ( 0,7854(Дк2-dвт2))2 / вв , (3.68)

 

63.Желдеткішпенен ттынылатын уат (кВт)

а) желдеткішті тменгі орналауында

Nвент= GB ( Pст +P дин ) / (103 в ПК) (3.69)

Мнда в=3485,772 pбар / Tв (3.70)

 

б) желдеткішті жоары орналасуында

 

Nвент= GB ( Pст +P дин ) / (103 в ПК) (3.71)

 

Егер желдеткішпенен ттынылан уатты мні тлжатты мнін (NH) лкен болса онда АСА есептеулерді ауаны аз шыынында (GB), баса желдеткіш алашасыны баса иашты брышы ме жаа ПК сай келетін, айта есептейді.

Э.С. Карясинаны дістемесі бойынша абыраланан быр бетіні жылуберілуін анытау барысында АСА есептеу ттібі келесідегідей

1. 1-43 пунктер бойынша есептеулерді орындайды.

2.Ауа шін Рейнольдс санын есептейміз

 

в= ср.в Wв U/ в(3.72)

 

3.Нуссельт шегін есептейміз

Nu= 0,251 Pчв0,35 Reв0,65 (d H / U)-0,57 (h / U ) -0,14 (3.73)

4.Ауа тарапынан конвективті жылуберу коэффициентін есептейміз (Вт/ (м2 к))

Lk= Nu в / U (3.74)

5.абыраларды лшемсіз биіктігін анытаймыз

В= (Дн- d н) (3.75)

Мнда: - жылуберу к коэффициентіні абыра беттері бойынша біркелкі таралмауын ескеретін орташа тзетпе коэффициент.

6.Тікбрышты пішіндегі E=f (B,C) дгелек клбеу абыраларды тиімділік коэффициентін есептейміз.

E= 1,0965-0,2888 B+0,007131 C- 0,1216 BC+0,012777 B2 -0,001521 C2 + 0,03417 CB2 +0,01173 BC2 -0,003291(BC)2 (3.76)

7. абыраны трапеция тріздес имасына тзету коэффициентін есептейміз.

= f(B,S)

=1,60057+0,1236B-0,01533 S-0,1293 BS+0,000733 B2 +0,01188 S2 (3.77)

8.Жылуберілуді кептірілген коэффициентін есептейміз (Вт/ (м2 к))

Lпр= 0, 8 L k [ 1+Fпр (E -1) / F ] (3.78)

 

 

 

Кесте 3.1