ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ КИПЯЩЕГО РАСТВОРА ХЛОПКОВОГО МАСЛА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

A UNiVERSUM:

№ 5 (98)_-V, r - - ._май. 2022 г.

DOI - 10.32 743/UniTech.2022.98.5.13 785

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ КИПЯЩЕГО РАСТВОРА

ХЛОПКОВОГО МАСЛА

Бабаяров Равшан Атабекович

канд. техн. наук,

доц. кафедры "Информатика, автоматизация и управления " Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: boboyorovrovshan@Gmail.com

Усманов Комил Исроилович

ст. преподаватель

кафедры «Информатика, автоматизация и управления», Ташкентского химико-технологического института, Республика Узбекистан, г. Ташкент

DETERMINATION OF THE CIRCULATION RATE OF A BOILING SOLUTION OF COTTON OIL

Ravshan Babayarov

Candidate of technical sciences, associate professor of department "Informatics, automation and control" of the Tashkent chemical-technological institute,

Uzbekistan, Tashkent

Komil Usmanov

Senior lecturer

of department "Informatics, automation and control" of the Tashkent chemical-technological institute,

Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются результаты экспериментального исследования определения скорости циркуляции кипящего раствора хлопкового масла при различной тепловой нагрузке и при постоянном поддержании кажущегося уровня кипящей жидкости, проанализированы зависимости скорости циркуляции растворов хлопкового масла от тепловой нагрузки для различных режимов работы аппарата в сопоставлении с аналогичной зависимости для воды.

ABSTRACT

The article discusses the results of an experimental study of determining the circulation rate of a boiling solution of cottonseed oil at various thermal loads and maintaining the apparent level of the boiling liquid at a constant level, analyzes the dependence of the circulation rate of cottonseed oil solutions on the thermal load for various operating modes of the apparatus in comparison with a similar dependence for water.

Ключевые слова: выпарной аппарат, раствор хлопкового масла, скорость циркуляции, тепловая нагрузка, кипящий раствор, кажущийся уровень, парожидкостная смесь, интенсивность парообразования, кинематическая вязкость.

Keywords: evaporator, cottonseed oil solution, circulation rate, heat load, boiling solution, apparent level, vapor-liquid mixture, vaporization rate, kinematic viscosity.

Выпарные аппараты с естественной циркуляцией просты по конструкции и применяются для выпаривания растворов невысокой вязкости, не склонных к кристаллизации.

Естественная циркуляция возникает в замкнутой системе, состоящей из необогреваемой циркуляционной трубы и кипятильных труб. Если жидкость в трубах нагрета до кипения, то в результате выпаривания части жидкости в этих трубах образуется парожидкостная смесь, плотность которой меньше плотности самой жидкости.

Библиографическое описание: Бабаяров Р.А., Усманов К.И. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ КИПЯЩЕГО РАСТВОРА ХЛОПКОВОГО МАСЛА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/13785

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Таким образом, масса столба жидкости в циркуляционной трубе больше, чем в кипятильных трубах, вследствие чего происходит циркуляция кипящей жидкости по пути кипятильные трубы — паровое пространство — циркуляционная труба — трубы и т. д. При циркуляции повышается коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей жидкости и снижается образование накипи на поверхности труб.

Для естественной циркуляции требуются два условия: 1) достаточная высота уровня жидкости в циркуляционной трубе, чтобы уравновесить столб парожидкостной смеси и создать необходимую скорость; 2) достаточная интенсивность парообразования в кипятильных трубах, чтобы парожидкостная смесь имела возможно малую плотность [1,3-5].

Парообразование в кипятильных трубах определяется физическими свойствами раствора (главным образом вязкостью) и разностью температур между стенкой трубы и жидкостью. Чем ниже вязкость рас-

твора и чем больше разность температур, тем интенсивнее парообразование и больше скорость циркуляции. Для создания интенсивной циркуляции разность температур между греющим паром и раствором должна быть не ниже 10 °С [1,2].

Исследование циркуляции в опытном выпарном аппарате проводили с раствором хлопкового масла, концентрации которых варьировали до значений, близких к пределам растворимости [2]. В опытах варьировали тепловую нагрузку: в первом режиме работы аппарата от 10 до 25 кВт/м2; во втором режиме - от 20 до 45 кВт/м2. Кажущийся уровень кипящей жидкости поддерживался постоянным и равным 1,04. Результаты проведенных опытов были обобщены в виде табличных данных.

На рис. 1-2 приведены в качестве примеров зависимости скорости циркуляции растворов хлопкового масла от тепловой нагрузки для двух режимов работы выпарного аппарата в сопоставлении с аналогичной зависимостью для воды.

W2, м/с

0,9 0,8 0,7

0,6

0,5

0А

Y

у^У о - С = 10% V - С = 20% Д - С = 30% □ . с = 40%

Г

10

15

20

q,кВт/м2

Рисунок 1. Зависимость скорости циркуляции раствора хлопкового масла от тепловой нагрузки

(с необогреваемым опускным участком)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

W2, м/с

1,5 1,4 1,3 1,2 1,1

1,0

0,9 0,8

0,7 0,6

И iOf^

rlffh А

У

о - С = 10% V - С = 20% Д - С = 30% □ - с = 40%

20

25

30

35 40 45 д,кВт/м2

Рисунок 2. Зависимость скорости циркуляции раствора хлопкового масла от тепловой нагрузки

(с обогреваемым опускным участком)

циркуляции от физических свойств растворов (кинематической вязкости, плотности, поверхностного натяжения и др.).

Как видно из рис. 1-2 скорости циркуляции растворов хлопкового масла при прочих равных условиях меньше скорости циркуляции воды. Это отличие тем значительнее, чем выше концентрация раствора. Это свидетельствует о зависимости скорости

Список литературы:

1. Банных О.П. Основные конструкции и тепловой расчет теплообменников. Учебное пособие. СПб НИУ ИТМО, 2012- 42 с.

2. Бабаяров Равшан Атабекович, Усманов Камил Исраилович, Жаббаров Алишер Алтибаевич Исследование скорости естественной циркуляции раствора хлопкового масла в вертикальном выпарном аппарате // Universum: технические науки. 2020. №3-2 (72). URL: https://cyberleninka.ru/artide/n/issledovanie-skorasü-estestvennoy-tsirkulyatsii-rastvora-hlopkovogo-masla-v-vertikalnom-vyparnom-apparate.

3. Коган А.М. Разработка выпарного аппарата интенсивного действия с естественной циркуляцией для выпаривания солесодержащих растворов. Дисс. на соис. ученой степени канд. техн наук., Иваново, 1992. -248 с.

4. Процессы и аппараты химической технологии. Общий курс. В двух книгах. Книга 1. /Под ред. В.Г. Айнштейна; Учебник-8-е изд. стер. -Спб.: Издательство «Лань», 2019-916 с.

5. Таубман Е.И. Выпаривание. -М.: Химия, 1982. - 327 с.