CC BY
14TEXNIKA FANLARI / TECHNICAL SCIENCE
УДК 662.997 Узоков F.H., Давлонов Х.А., Рахматов О.И., Хатамов И.А.
ПИРОЛИЗ ИСИТИШ ЦУРИЛМАЛИ ЦУЁШ ИССЩХОНАЛАРИДА ИССЩЛИК
ЭНЕРГИЯСИ УТИЛИЗАТОРИ - СУВЛИ АККУМУЛЯТОРНИНГ ОПТИМАЛ
УЛЧАМЛАРИНИ ^ИСОБЛАШ
Узаков F.H. - т.ф.д., профессор; Давлонов Х.А. - т.ф.ф.д. (PhD); Рахматов О.И. - мустакил тадкикотчи; Хатамов И.А.-мустакил изланувчи (КарМИИ).
В статье приведены результаты расчетов утилизации тепла конденсатора пиролизной установки и водяного теплового аккумулятора в зависимости от расхода воды. Решены задачи оптимизации геометрических размеров цилиндрического водяного аккумулятора тепловой энергии.
Ключевые слова: пиролизная установка, аккумулятор тепловой энергии, утилизатор тепла, расход воды, тепловой баланс, конденсатор, температурный режим.
The article presents the results of calculations of a water heat accumulator depending on water flow. Modes of the task of optimizing the geometric dimensions of a cylindrical water battery of thermal energy.
Key words: pyrolysis installation, thermal energy accumulator, heat recovery unit, water consumption, heat balance, condenser, temperature conditions.
Мамлакатимизда мева-сабзавот махсулотлари етиштириш ва экспорт килиш хажмларини купайтириш, ер ва сув ресурсларидан фойдаланиш самарадорлигини ошириш, кишлок хужалигига инновацион технологияларни жорий этиш, хусусан, энергиянинг мукобил манбалари, энергия самарадор ва энергия тежамкор технологиялардан фойдаланган холда замонавий иссикхона комплексларини яратиш буйича кенг камровли чора-тадбирлар амалга оширилмокда [1].
Куёш иссикхоналарининг энергия самарадорлигини ошириш, энергия самарадор куёш иссикхоналарини лойихалашда куёш коллекторлари ва иссиклик аккумуляторларидан комплекс фойдаланиш буйича соха олимлари томонидан самарали тадкикот ишлари олиб борилган [2,3,4,5,6].
Олиб борилган тадкикотлар асосида иссикхоналарнинг энергия баланси ва иситиш тизимида энергия ресурслари сарфи тахлил килинган хамда кайта тикланадиган энергия манбаларидан, хусусан куёш ва биомасса энергиясидан биргаликда фойдаланиш оркали иссикхонанинг пиролиз курилмали ва иссиклик утилизаторли иситиш тизими ишлаб чикилган ва тизимнинг энергетик самарадорлиги асосланган [7,8,9].
Иссикхонада пиролиз курилмасининг конденсатор кисмидан утилизация килинадиган иссик сувни аккумуляция килиш ва иссиклигидан иссикхонанинг ички харорат режимини таъминлашда кулланилиши энергия самарадорликни оширишга хизмат килади.
Иссиклик утилизатори, яъни сувли аккумуляторни конструкциялаш ва оптимал улчамларини танлаш мухим ахамиятга эга. Пиролиз курилмасининг конденсатор кисмидан олинадиган иссиклик куйидагича топилади [10]:
Qyrn = &вкСрв(tgl — tв2>), Вт (1)
бунда Свк - сув сарфи, кг/с; Срв-сувнинг солиштирма иссиклик сигими, ^^ t^, 1в2 -
утилизаторга кириш ва чикишдаги сувнинг харорати, 0С. Утилизатор - аккумуляторнинг иссиклик схемаси 1-расмда келтирилган.
1ы <.\ ->
Ськ .
конденсатор
Шь Срн Л/а
тг--—
АЛАЛЛМАг
-Нг-=
1
1-расм. Пиролиз конденсатори иссиклигини утилизация килиш схемаси. Сувли аккумулятор цилиндр (кувур) шаклида булиб, ички диаметри d ва узунлиги 1 га тенг. Иссик сувдан олинган QКт иссиклик аккумулятордаги сувни А£ га киздириш учун сарфланади, яъни
0.ак=тв • Срв(?2 — ^1) (2)
бунда тв - аккумулятордаги сувнинг массаси, кг; ^ ва Ь2 - сувнинг бошлангич ва охирги хароратлари 0С.
Сувли аккумуляторга бериладиган иссиклик кувватининг ) хисобий микдоридан фойдаланиб, иссиклик аккумуляторининг параметрларини аниклаш мумкин.
Маълум вакт ичида сувли аккумулятор оладиган иссиклик куйидагига тенг:
0т = 0Кт • 3600 т, ж, (3)
бунда т - вакт, соат. QT = Qan хисобга олсак, у холда аккумуляторда зарур сув массасини куйидаги формула билан топиш мумкин:
в Срв(^2~^1) ( )
Бизнинг холда кувурсимон сувли аккумуляторнинг талаб этиладиган хажмини хисоблаймиз, яъни
К = ^ ,м3 (5)
Рв
Агар цилиндрсимон (кувур) аккумуляторнинг хджмини хисоблаш формуласини эътиборга олсак, аккумуляторнинг диаметрини куйидагича аниклаш мумкин.
пй2
Яъни, хажми V = . I (6)
(5) ва (6) формулаларни тенглаштирсак:
пй2 тв ——I = — ёки 4 Рв
пё2 • I • рв = 4шв, бундан
а = , м (7)
Юкорида келтириб чикарилган формулалардан фойдаланиб хисоб ишлари бажарилди ва 1-жадвалда келтирилди. Х,исоблаш учун куйидаги иссиклик-техник параметрлар кабул килинди:
АЬ = Ьв1- Ьв2 = 20оС ; Срв = 4,18 • 10
з
в ^ ^ ; ^рв ^^ ^ кгО '
т = 1 сутка = 24 соат, А1 = = 150 . Иссикхоналарга урнатиладиган сувли аккумуляторнинг оптимал геометрик улчамларини аниклаш учун куйидаги оптималлаш масаласини ечишга тугри келади (2-расм).
Цилиндрсимон сувли аккумулятор ташки сиртининг юзи куйидаги ифода оркали аникланади
F = 2пИ1 +2пИ2. (8)
(8) функциянинг экстремумини топиш учун узгарувчи R буйича хосиласини нолга тенглаштириш керак, яъни
^ = 2 п1 + 4пЯ = 0 (9)
% = 2пЯ = 0 (10)
1 - жадвал
Сувли иссиклик аккумуляторни хисоблаш натижалари
Т/р Gвк, кг/сек , Ж т в,;г V, м3
1. 0,05 4180 361152000 5760 5,76
2. 0,10 8360 722304000 11520 11,52
3. 0,15 12540 1083456000 17280 17,28
4. 0,20 16720 1444608000 23040 23,04
5. 0,25 20200 1805760000 28800 28,8
Х,осил килинган (7) формула аккумуляторда сувнинг массаси аник булганда, унинг геометрик улчамларини танлаш имконини беради.
б=2И
" (
Т Т )
£ ->
2 -расм. Цилиндрсимон аккумулятор схемаси.
(10) тенгламадан 2п ф 0 унда = 0. Бу кийматни (9) га куйсак, 2п1 = 0 булади.
Бунда 2п ф 0, демак 1т1п = 0; = 0 ва 1ш£п = 0 кийматларни (8) формулага куйсак,
Ртт = 0 булади.
Шундай килиб, минимал юзаси нолга тенг булган курилма хдкикатда мавжуд булмайди. Курилаётган масаланинг бундай жавоби масалани нотугри куйилганлигини билдиради. Шунинг учун оптималлаш масаласини цилиндирсимон аккумуляторнинг ички хджми буйича ечишга тугри келади. Цилиндрсимон аккумуляторнинг ички хджми куйидагига тенг:
У = пЯ2I, м3 (11)
(8) ва (11) тенгламаларни каноатлантирадиган шартли экстремумларни топиш учун Лагранж тенгламасини ёзамиз
1 = 2пК1 + 2пИ2 + А(У - пИ21), (12)
Ушбу функциядан R ва I буйича хосила олиб, нолга тенглаштирамиз:
2лЖ = 0
^ = 2л£ +
— = 2л:Д - АпЯ2
м
ЛпИ2
0
(14) дан 2пЯ бундан
Яо
(15) ифодани (14) тенгламага куйсак, у холда
2 А
(13)
(14)
(15)
2п1 +4п--2п1 -
А А
2п1 = ^
0 бундан
ёки
(16)
Олинган (15) ва (16) ифодаларни (11) га куйиб, Лагранж купайтувчисини олиш мумкин
I =-
иопт д
А = 2^ (17)
Х,осил килинган (17) ифода ёрдамида аккумулятор оптимал улчамларининг тенгламаларини оламиз, яъни
Копт =~Щ=3^ , (18)
I-. (19)
\у
(18) ва (19) тенгламалар ёрдамида цилиндрсимон сувли аккумулятор ташки сиртининг минимал юзаси куйидагига тенг булади
(20)
Хулоса. Сувли иссиклик аккумиляторнинг иссиклик-техник хисоби натижалари шуни курсатадики, пиролиз курилмасининг конденсаторидан олинадиган иссик сувнинг сарфи
0.2.0,25 кг/с булганда, иссикхонада аккумуляция килинадиган иссиклик 16,72^20,2 КВт ни ташкил этади ва фойдали майдони 100 м2 булган икки катлам плёнка копламали иссикхонанинг иситиш юкламасини тулик коплаш имконини беради.
Оптималлаштириш масаласини ечиш оркали олинган математик формулалар цилиндрсимон сувли иссиклик аккумуляторнинг оптимал геометрик улчамларини ва конструкциясини танлаш имконини беради. Пиролиз курилмасини цилиндрсимон реакторини оптимал параметрлари иссикхонанинг иситиш тизимини техник-иктисодий курсаткичларини хисоблашда асос булиб хизмат килади.
АДАБИЁТЛАР.
1. Узбекистон Республикаси Президентининг 2018 йил 20 ноябрдаги "Иссикхона комплексларини ривожлантириш учун кушимча шарт-шароитлар яратиш чора-тадбирлари тугрисида"ги П^-4020-сонли карори.
2. Мазаев Л.Р. Метод расчета и проектирования солнечной теплицы для региона Сибири. Автореф.дисс....канд.техн.наук. - Улан-Удэ. 2011. - 21 с.
3. Вардияшвили А.Б., Ким В.Д. Гидравлический и теплотехнический расчет подпочвенной аккумулирующей системы гелиотеплиц. // Гелиотехника. - 1980. - №6. - С.48-58.
4. Вардияшвили А.Б. Теплообмен и гидродинамика в комбинированных солнечных теплицах с субстратом и аккумулированием тепла. - Т.: Фан, 1990.- 196с.
5. Кожухов В.А., Семенов А.Ф. Разработка системы аккумулирования тепловой энергии в теплице с использованием тепловых насосов // Вестник КрасГАУ. 2008. №3. 293-296 с.
6. Судаченко В.Н., Ганюта А.Г. Режимы работы системы подпочвенного аккумулирования тепловой энергии в условиях северо-западной зоны России. // Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ. 1999. Вып. 70. -С. 79-90.
7. Узоков Е.Н., Давлонов Х.А. Гелиоиссикхоналарнинг энергия тежамкор иситиш тизимлари. - Тошкент: Ворис, 2019. - 140 б.
8. Узоков Е.Н., Давланов Х.А., Узокова М.Е. Иссикхонани иситиш учун курилма. Патент №FAP 01438.
9. Давлонов Х.А. Пиролиз курилмалари асосида гелиоиссикхоналарнинг энергиясамарадор иситиш тизимини ишлаб чикиш// техника фанлари буйича фалсафа доктори (PhD) илмий даражасини олиш учун диссертация автореферати, Тошкент, 2019 й.
10. Луканин В.Н. Теплотехника. - М.: Высш.школа, 2003. - 671с.
