CC BY
1é
ш
UIF = 8.1 | SJIF = 7.899
www.in-academy.uz
ARTICLE
INCREASING THE EFFICIENCY OF TUBE HEAT EXCHANGER DEVICES D.I. Ganijonov
[email protected] Gulistan State University, Assistant M.B.Khamdamov [email protected] Gulistan State University, Assistant https://doi.org/10.5281/zenodo.11220471
ABSTRACT
The article presents the results of an experiment to increase the efficiency of heat transfer in a heat exchanger of the "pipe-in-pipe" category. It was found that when installing the rod into the inner tube of the device, the temperature of the heated flow increases by another 90C.
Received: 12th May 2024 Accepted: 19th May 2024 Online: 20th May 2024 KEYWORDS
Flow, temperature,
stability, hydrodynamic regime, average
temperature.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ
УСТРОЙСТВ Д.И. Ганиджонов
[email protected] Гулистанский государственный университет, ассистент
М.Б.Хамдамов [email protected] Гулистанский государственный университет, ассистент https://doi.org/10.5281/zenodo.11220471
ARTICLE INFO
ABSTRACT
В статье представлены результаты эксперимента по повышению эффективности теплообмена в теплообменнике категории «труба в трубе». Было установлено, что при установке стержен во внутреннюю трубу устройства температура нагреваемого потока увеличивается еще на 90й
Received: 12th May 2024 Accepted: 19th May 2024 Online: 20th May 2024 KEYWORDS
Расход, температура, устойчивость, гидродинамический режим, средняя
температура.
На предприятиях пищевой промышленности процессы теплообмена являются одним из основных технологических процессов, в которых широко используются различные теплообменные устройства. По статистике, на долю теплообменников приходится 25-30 процентов технологических устройств, используемых в пищевой промышленности. По этой причине эффективность осуществляемых общих технологических процессов во многих случаях будет обусловлена работой теплообменных устройств. [1].
Innovative Academy Research Support Center UIF = 8.1 | SJIF = 7.899 www.in-academy.uz
Только при наличии какой-либо разницы между температурами окружающей среды происходит передача тепла из высокотемпературной среды в низкотемпературную среду. В этом случае разница температур будет изменяться вдоль поверхности теплообмена, то есть они не будут иметь одинакового значения. По этой причине при расчете процессов теплообмена используется представление о том, что средняя разница температур ДЪр является величиной. Разница в средних температурах окружающей среды называется движущей силой процессов теплообмена. [2].
Изменения температуры жидкостей на поверхности теплообмена будут неразрывно связаны с объемным расходом и скоростью потока, а также с зависимостью от взаимной ориентации сред. [3].
В производстве пищевых продуктов большинство процессов связано с нагревом, и для их осуществления используется различное теплообменное оборудование. Чтобы увеличить мощность производства, теплообменное оборудование должно работать эффективно, быть простым и не влиять на качество продукта. Кроме того, должен быть меньший расход металла на подготовку теплового оборудования. Для решения таких вопросов необходимо ускорить процессы теплообмена. [4].
Ускорение тепловых процессов приводит к увеличению производительности оборудования, уменьшению его габаритов, уменьшению количества производственных помещений. Это, в свою очередь, снижает затраты, идущие на эксплуатацию и ремонт теплового оборудования, увеличивает количество продукции на одного работника и т.д. При ускорении тепловых процессов время, необходимое для нагрева материала, уменьшается, но это не должно приводить к снижению качества продукта [5].
Турбулизаторы широко используются в резиновых устройствах для обеспечения турбулентного движения потока и повышения эффективности теплообмена. Эти турбулизаторы, установленные на трубах, обеспечивают хаотичное движение потока и повышают эффективность нагрева сырья в устройстве. Однако в "ребристой" части турбулизаторов накопление мусора, образующегося в результате сжигания органического вещества, со временем снижает проницаемость трубы и вызывает увеличение гидравлического сопротивления. В то же время масса накипей с низкой теплопроводностью приводит к снижению стабильности процесса теплообмена в устройстве. [6].
Исходя из приведенных выше данных, была проведена экспериментальная работа на двухтрубном теплообменном устройстве "пастеризатор" с целью изучения в ходе экспериментальных испытаний возможности повышения температуры сырья, выходящего из теплообменника «труба в трубе», с использованием стержней вместо турбулизаторов. Принципиальная схема устройства представлена на рисунке 1.
é
Ws,
12
7
7
;z
8
7
;z
10
1 - патрубок для подачи сырья; 2 - центробежный насос; 3 - кран для регулировки расхода сырья; 4 - термометр для измерения начальной температуры сырья; 5 - гайка для установки турбулизатора; 6 - наружная труба теплообменника; 7 - внутренняя труба теплообменника; 8 - стержень (турбулизатор); 9 - термометр для измерения конечной температуры исходного сырья; 10 - емкость для исходного сырья;; 11 -газовая горелка; 12- паровой котел; 13 - манометр для измерения давления паров; 14 и 15 - термометры для измерения температуры пара.
1-рис. Принципиальная схема экспериментальной теплообменной установки «труба в трубе».
Экспериментальная установка полностью изготовлена из нержавеющей стали, внутренний диаметр паровых труб йен = 12 мм, диаметр наружной трубы двухтрубного теплообменника Б = 50 мм, внутренний диаметр трубы й = 20 мм, длина Ь = 1000 мм, и работает в следующей последовательности. 12 в паровой котел заливается необходимое количество (10 литров) воды, подается газ из 11 горелок и вода нагревается. Давление измеряется с помощью 13 манометров, температура - с помощью 14 и 15 темометров. Когда температура повышается до 120°С, запускаются 2 насоса, обеспечивающих подачу сырё по 1 трубе. Расход сырья во внутренней трубе устройства регулируется через 3 отвода с целью создания различных гидродинамических режимов. При этом температура на входе в устройство измеряется с помощью 4 термометров, а температура на выходе измеряется с помощью 9 термометров. Сырье, прошедшее термическую обработку, собирается в 10 емкостей.
Результаты, полученные в процессе нагрева воды горячим водяным паром в экспериментальном теплообменнике "труба в трубе", показаны на рисунке 2.
Innovative Academy Research Support Center UIF = 8.1 | SJIF = 7.899 www.in-academy.uz
Оддий кувур Стержен урнатилган кувур
Рис-2. Изменение температуры потока, выходящего из двухтрубного теплообменника.
Из диаграммы на рисунке 2 видно, что вода с начальной температурой tl=200С, движущаяся по внутренней трубе двухтрубного теплообменника, повышает свою температуру по сравнению с трубой до t2=420С при обычном движении. Ускорение потока движущейся воды за счет установки стержня на внутренней стороне трубы полностью перекрывает поверхность нагрева за счет задней части трубы, закрепленной болтами по периметру, а температура потока на выходе из устройства с начальной температурой и=200Сповышается до t2=510С. Это позволяет в полной мере использовать тепло водяного пара, который имеет температуру t=120 0С, перемещаясь по внешней трубе теплообменника, и обеспечивает повышение температуры на 9^ в отличие от обычного метода.
В ходе экспериментов также было изучено влияние потребления тока нагрева (О, л/мин) в простой трубе (без установленного стержен) и в трубе с установленным стержен на температуру на выходе из трубы. Результаты эксперимента приведены на рисунках 3 и 4.
Innovative Academy Research Support Center UIF = 8.1 | SJIF = 7.899 www.in-academy.uz
45
40
О о
a 35
ЕГ
се л
с 30
<u H
25
20
345 Расход, G л/мин
3-рис. Зависимость изменения температуры в обычной трубе от расхода.
0
1
2
6
7
8
Данные диаграммы на рисунке 3 показывают, что массовый расход теплоносителя во внутренней трубе составляет G = 1 л/мин. когда температура составляла 42 0С, потребление тока составляло G = 7 л/мин. При увеличении температуры до 210С было обнаружено, что ее температура падает.
25
012345678
Расход, О л/мин
4-рис. Зависимость изменения температуры в трубе, на которой установлен стержен, от расхода.
Из данных, представленных на рисунке 4, видно, что потребление тока в нагретой трубе увеличилось с 200С до 510С при G = 1 л/мин. Однако с увеличением потребления было обнаружено, что температура нагревательного тока на выходе из трубы падает до 280С.
é
Ws,
References:
1. А.М. Хурмаматов, О.Ю. Исмаилов, Р.А Юсупов. Гидродинамика процесса нагревания углеводородного сырья. LAP LAMBERT Academic Publishing, - 2023. - 104 с.
2. Д.И. Ганижонов, А.А. Нурмухамедов "Повышение энергоэффективности теплообменных устройств" RESEARCH AND EDUCATION ISSN: 2181-3191. http://sjifactor.com/passport.php?id=22258
3. Саттаров, К. К., Тухтамишева, Г. К., & Нуриддинов, Б. Р. (2021). Совершенствование технологии получения муки из зерна пшеницы. Образование и право, (7), 236-241.
4. Nasreddinov, D. (2024). MODULLI TEXNOLOGIYALAR MUSTAQIL FAOLIYAT ASOSIDA TALABALARDA BILIM, КО 'NIKMALARNI SHAKLLANTIRISH. TA'LIM VA RIVOJLANISH TAHLILI ONLAYN ILMIY JURNALI, 4(4), 14-17.
5. Khamdamov, M. B., Tukhtamishova, G. Q., & Ganijonov, D. I. (2023). Influence of the degree of grain damage by the bug turtle on its bakery properties.
6. Ганижонов, Д. И., Каюмов, А. А., Нишанова, С. Х., Нигмаджанов, С. К., & Нурмухамедов, Х. С. (2021). Сушка местных сортов зерна в струйно-псевдоожиженном слое. In Инновационные технологии пищевых производств (pp. 52-53).
7. Xazratqulov, J. Z., & Raxmatov, F. E. (2023). ORGANIZATION OF THE PRODUCTION OF SOFT FEED FOR FISH FARMS GROWN IN LOCAL CONDITIONS. Евразийский журнал академических исследований, 3(12), 126-129.
8. Иссаков, Ш. А. У., Хазраткулов, Д. З. У., Рахматов, Ф. Э. У., & Киличов, А. А. У. (2024). ХРАНЕНИЕ ЗЕРНА, МУКИ, КРУП И КОМБИКОРМОВ РЕЖИМЫ И МЕТОДЫ. Universum: технические науки, 2(1 (118)), 49-51.
9. Barakaev, N. R., & Kuzibekov, S. К. (2022). INVESTIGATION OF FLOW HYDRODYNAMICS IN THE PROCESS OF ASPIRATION CLEANING OF SOYBEAN SEEDS (GRAIN) ON A COMPUTER MODEL. Harvard Educational and Scientific Review, 2(2).
10. Yusupov, T. N., Solijonov, G. K., Uzaydullaev, A. O., Kuzibekov, S. K., & Jankorazov, A. M. (2023). METHODS OF STUDYING MEASUREMENTS AND ERRORS OF INTERNATIONAL STANDARD REQUIREMENTS. Евразийский журнал академических исследований, 3(6 Part 2), 49-55.
Innovative Academy Research Support Center UIF = 8.1 | SJIF = 7.899 www.in-academy.uz
11. Barakaev, N. R., Kurbanov, J. M., Uzaydullaev, A. O., & Gafforov, A. X. (2021, September). Qualitative purification of pomegranate juice using electro flotation. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 848, No. 1, p. 012024). IOP Publishing.
12. Nurmuxamedov, A., & Jankorazov, A. (2023). ANALYSIS OF THE METHODS OF IMPROVING THE FRYING PROCESS IN THE PRODUCTION OF VEGETABLE OILS. Science and innovation, 2(A1), 266-271.
13. Nurmukhamedov, A. A., Jankorazov, A. M., Khazratkulov, J. Z., & Tashmuratov, A. N. (2023). Methods of improving the frying process in the production of vegetable oils.
14. Nurmuxamedov, A., & Jankorazov, A. (2023). METHODS OF IMPROVING THE FRYING PROCESS IN THE PRODUCTION OF SOY OIL. Евразийский журнал академических исследований, 3(4 Part 4), 41-48.
15. Xamdamov, M., Jankorazov, A., Xazratqulov, J., & Xidirova, S. (2023). STRUCTURE OF PROTEINS AND APPLICATION IN THE FIELD OF BIOTECHNOLOGY. Евразийский журнал академических исследований, 3(4 Part 4), 212-220.
16. Jankorazov, A., Xolmamatova, D., & Murodboyeva, M. (2023). ENZYMES AND THEIR INDUSTRIAL APPLICATION METHODS. International Bulletin of Engineering and Technology, 3(3), 102-107.
17. Solijonov, G. K., Uzaydullaev, A. O., Kuzibekov, S. K., & Jankorazov, A. M. (2023). SANPIN RULES AND METHODS OF FOOD WASTE ANALYSIS. Евразийский журнал академических исследований, 3(11), 52-56.
18. Khazratkulov, J. Z., & Tashmuratov, A. N. (2023). STUDYING METHODS OF IMPROVING THE PROCESS OF APPLE JUICE PRODUCTION. International Bulletin of Engineering and Technology, 3(4), 38-42.
19. Jankorazov, A., & Nurmukhamedov, A. (2024). IMPROVERS OF QUALITY INDICATORS IN BREAD PRODUCTION. Евразийский журнал академических исследований, 4(5), 174-177.
20. Yusupov, T. N., Solijonov, G. K., Uzaydullaev, A. O., Kuzibekov, S. K., & Jankorazov, A. M. (2023). METHODS OF STUDYING MEASUREMENTS AND ERRORS OF INTERNATIONAL STANDARD REQUIREMENTS. Евразийский журнал академических исследований, 3(6 Part 2), 49-55.
21. Хамдамов, М. Б. (2022). ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ ХЛОПКОВЫХ СОАПСТОКОВ. RESEARCH AND EDUCATION, 1(2), 385-388.
22. Uzaydullaev, A. (2023). EXPERIMENTAL DETERMINATION OF THE DIELECTRIC PROPERTIES OF FRUITS (USING ULTRA-HIGH FREQUENCY (UHF) ELECTROMAGNETIC FIELD (EMM) ENERGY). Science and innovation, 2(A1), 217-221.
