Bug‘latish yuzasi tukli qora mato bo‘lgan quyosh suv chuchitgichining issiqlik hisobi

Har qanday quyosh issiqlik energetik qurilmasining ish samaradorligini oshirishda unda sodir bo‘ladigan issiqlik almashinish jarayonlarini har tomonlama o‘rganib issiqlik balans tenglamalarini tuzish muhim ahamiyatga ega. Shu nuqtayi nazardan mualliflar tomonidan yaratilgan va tajribada sinovdan o‘tkazilgan [1, 2] bug‘latish yuzasi tukli qora mato bo‘lgan quyosh suv chuchitgichi qurilmasida kechadigan bug‘lanish va kondensatsiya, issiqlik va massa almashinishi jarayonlari nazariy va amaliy jihatdan o‘rganish uning optimal variantini loyihalashda asos bo‘ladi. Bu qurilmaning prinsipial sxemasi va uning sirtiga tushadigan quyosh energiyasining taqsimlanishi 1-rasmda ko‘rsatilgan. 1-rasm. Bug‘latish yuzasi tukli qora mato bo‘lgan quyosh suv chuchitgichi “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №3/2025 126 Машинасозлик ва энергетика Rasmda ko‘rsatilgandek, bu quyosh suv chuchitgichi issiq quti tipidagi qurilma bo‘lib uning tuzilishi va ishlash prinsipi quyidagicha: qurilmaning “issiq quti” deyiladigan asosiy qismi (1) deraza romlari tayyorlashda ishlatiladigan ichi bo‘sh plastik materialdan tayyorlanadi, asosi qora alikafondan tayyorlanadi, paddon (2) issiq quti ichida joylashtiriladi, paddonga sho‘r suvni birdaniga pastga oqib tushmasligi uchun maxsus to‘siqlar (balandligi 0.5-1.0 sm) (3) briktiriladi, uning ustiga esa sho‘r suvni shimuvchi ho‘llaniladigan maxsus qora tukli material (4) joylashtiriladi. Paddon osti 2-2,5 sm qalinlikdagi penomaterial (5) bilan qoplanadi, u o‘ziga xos teploizolyator hisoblanadi. Issiq qutining ustiga nur o‘tkazish koeffitsiyenti 80-85 % bo‘lgan deraza oynasi (6) o‘rnatiladi, deraza oynasini o‘rnatishda “issiq quti”da germetiklikni ta’minlash maqsadida maxsus rezina (7) va germetik materiallardan foydalaniladi. Shishaning pastida uning ichki yuzasida hosil bo‘ladigan kondensatning oqib chiqishi uchun maxsus moslama (juva) (8) o‘rnatiladi. 9-qurilmani sho‘r suv bilan ta’minlovchi maxsus idish, 10- jo‘mrak, 11- ortiqcha sho‘r suv chiqadigan quvurlar, 13-chuchuk suv yig‘iladigan idish, qurilmaning paddoni tepasida sho‘r suvni pilikli materialning eni bo‘yicha teng taqsimlashni ta’minlovchi diametri 0.5-0.7 sm gacha bo‘lgan bir nechta teshiklarga ega bo‘lgan ingichka quvur (12) o‘rnatiladi (teshikchalarning diametri 1.5-2.0 mm gacha bo‘ladi). Qurulmaning ishlash tartibi quyidagicha: qurilma har bir hududning geografik kengligiga ko‘ra gorizontga nisbatan 25-300 burchak ostida janubga qaratib o‘rnatiladi. Ertalab quyosh chiqishidan oldin sho‘r suv solingan idishdan vintel ochilib tukli qora material to‘la ho‘llanguncha sho‘r suv beriladi. Tukli qora material sifatida baxmal tipidagi qora paxta matolardan yoki sintetik tolali matolardan foydalanish mumkin. Quyosh chiqqach uning nurlari shaffof shisha yuza orqali o‘tib ho‘llanadigan tukli qora material yuzasiga tushadi va issiqlikka aylanadi, ana shu issiqlik ta’sirida sho‘r suv tarkibidan distillyat suv bug‘lanib chiqadi. Qurilmaning ichida hosil bo‘lgan bug‘ havo aralashmasi haroratlar farqi bo‘lganligi sababli konvektiv harakat qilib shisha qoplamaning tashqi sirtidagi harorat, qurilmaning ichki hajmidagi haroratga nisbatan kichik bo‘lganligi sababli, bug‘-havo aralashmasi tarkibidagi suv bug‘lari shishaning ichki yuzasida kondensatsiyalanadi. Hosil bo‘lgan kondensat shishaning qiya yuzasi orqali pastga qarab plyonka shaklida oqib tushadi va distillyat yig‘uvchi jo‘va orqali 13-idishda to‘planadi, to‘plangan distillyat tarkibida hech qanday mineral aralashmalar bo‘lmaydi, unga ma’lum miqdorda sho‘r suv aralashtirib bemalol iste’mol qilish mumkin. Qurilmada kechqurun ham sho‘r suv va qurilmada jamg‘arilgan issiqlik hisobidan bug‘lanish jarayonlari davom etadi. Shu tartibda qurilma uzluksiz ishlaydi. 1-rasmda ko‘rsatilgandek, chuchitgichning shaffof sirtiga tushuvchi yig‘indi quyosh radiatsiyasi )ning taqsimlanishi quyidagicha: shaffof yuzadan qaytgan nuriy energiya, shaffof yuzadan o‘tib qurilmaga kirgan radiatsiya, suv chuchitgichining namlanib turadigan qora materialga yutiladigan quyosh radiatsiyasi, qurilma ichidagi harorat bilan tashqi muhit orasidagi harorat farqi bo‘lganligi sababli tashqi muhitga yo‘qotiladigan issiqlik namlangan mato sirtidan suvning bug‘lanishi uchun sarflangan issiqlik, hisobga olinishi ancha murakkab bo‘lgan (quyosh nurining kun davomida tushish burchagining o‘zgarishi, qurilma yon devorlarining konstruktiv tuzilishi va o‘lchamlariga bog‘liq holda soyalanishining o‘zgarib turishiga va h.k.) issiqlik yo‘qotilishlari ni quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin: (1) bu formulada va qurilmaga tushuvchi to‘g‘ri va differensial (tarqoq) quyosh radiatsiyasi, . har bir kun uchun quyidagi tartibda aniqlash mumkin. (2) “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №3/2025 127 Машиностроение и энергетика (2) formulada ning qiymati quyosh nurlarining tushish burchagi, sirtni olamning qaysi tomoniga qaratilganligi va joyning geografi kengligiga bog‘liq bo‘lib I.K. Razimovning formulalaridan aniqlanadi [3]. sirt gorizontga nisbatan burchak ostida joylashgan va janubga qaratilgan hol uchun, chunki quyosh suv chuchitgichi hamma vaqt burchak ostida janubga qaratib o‘rnatiladi. bu formulada, joyning geografik kengligi; soat burchagi; quyoshning og‘ish burchagi ( ning qiymati yil davomida dan gacha o‘zgarib turadi). Qurilmaning shaffof yuzasidan o‘tib ichkariga kiruvchi quyosh energiyasi quyidagi formuladan aniqlanadi [4]. (4) bu formulada quyosh radiatsiyasining shaffof sirtdan o‘tishi koeffitsiyenti. qurilma ramkasining soya hosil qilishidan nur o‘tishining kamayishini, shaffof yuzadagi changning qarshiligini va shishaning nur o‘tkazish koeffitsiyentini ifodalovchi kattaliklar, quyidagi tadqiqotlar natijasida ning qiymati shaffof yuzaning gorizontga nisbatan qanday burchakka o‘rnatilganligiga bog‘liq ekanligini va u burchak ostida joylashtirilgan issiq yashik tipidagi qurilmalar uchun, shisha qalinligi 3mm bo‘lgan hol uchun 0,83-0,85 ga teng ekanligi aniqlangan [5]. Qurilmaning tubidan atrof-muhitga yo‘qotiladigan issiqlik oqimini quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin: (5) bu formulada qurilma ichki yuzasidan tashqi muhitga issiqlik uzatish koeffitsiyenti va qurilmaning bug‘latish yuzasi va tashqi havo harorati. (6) bu formulada va qurilma tubidagi konstruktiv elementlarning (paddon, teploizolyator, karkaslar) qalinligi va issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyentlari. qurilma tubidan tashqi havoga issiqlik berish koeffitsiyenti taxminan 2-3 ga teng . Qurilmaning namlanib turiladigan tukli materiali va suvga yutiladigan quyosh energiyasini quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin: (7) namlanib turiladigan tukli materialning nur yutish koeffitsiyenti. bu qurilmada parnik tipidagi va qiya pog‘onali quyosh suv chuchitgichlariga nisbatan 20-25% katta bo‘lib, taxminan 0,95 0,98 ga teng bo‘ladi. Qurilmada sho‘r suvning bug‘lanishi uchun sarflanadigan energiya olinayotgan distillyat miqdoriga bog‘liq holda quyidagi formula yordamida aniqlanadi: (8) bu formulada quyosh suv chuchitgichidan olinayotgan distillyat miqdori, suvning solishtirma bug‘lanish issiqligi (r=2260kj/kg). Bug‘latish yuzasi tukli qora mato bo‘lgan quyosh suv chuchitgichida suvning bug‘lanish jarayoni boshqa turdagi quyosh suv chuchitgichlariga nisbatan jadal bo‘ladi, chunki materialning tuklari ham kapilyar naychalar singari suvning ko‘tarilishiga va bug‘lanish yuzasining oshishiga xizmat qiladi, shuning uchun, tajribalar natijalari bu qurilmalarning ish unumdorligi 6 6,5 l/ sutka ekanligini ko‘rsatdi [2]. Qurilmaning yon devorlaridan nurlanish va konveksiya tufayli yo‘qoladigan issiqlikni quyidagi formula yordamida aniqlash mumkin. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №3/2025 128 Машинасозлик ва энергетика (9) bu formulada keltirilgan stefan-boltsman doimiysi, qurilma tashqi sirtidagi va havoning absolyut harorati, tashqi sirtdan atrof-muhitda konvektiv issiqlik berish koeffisityenti bo‘lib, taxminan 2-3 ga teng, qurilma karkasining qanday materialdan tayyorlanganligiga va rangiga ko‘ra 1-2 oralig‘ida bo‘ladi [3]. Ushbu quyosh suv chuchitgichida bir qism qoldiq energiya harorati oshganligi sababli tukli materialga shimilib turgan suvga jamlanib turadi, bu energiya ham quyosh botgach, asosan, suvning bug‘lanishiga sarflanadi. Yuqorida bayon qilingan mulohazalar va formulalardan foydalanib bug‘latish yuzasi ho‘llanadigan tukli qora mato bo‘lgan quyosh suv chuchitgichiga tushadigan quyosh energiyasi taxminan taqsimlanishi 1-jadvalda ko‘rsatilgan. 1-jadval Suv chuchitgichiga tushadigan quyosh energiyasining taqsimlanishi Quyosh energiyasining taqsimlanishi Tushayotgan quyosh energiyasi nisbati % Bug‘lanish jarayoniga (foydali issiqlik) 60-65 Shaffof yuzadan qaytgan va o‘ta olmagan energiya 14-16 Qurulma tubi va yon devorlaridan yo‘qotiladigan energiya 7-8 Ichki konveksiyada 6-7 Hisobga olish qiyin bo‘lgan yo‘qotishlar 10-12 Ushbu jadvaldan ko‘rinadiki, 35-40% energiya turli issiqlik yo‘qotishlariga ketadi. Mualliflar qurilmada foydalaniladigan foydali issiqlikni yanada ko‘paytirish maqsadida shaffof yuzada qo‘llaniladigan oddiy deraza oynalariga nisbatan nur o‘tkazish koeffitsiyenti va issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti katta bo‘lgan organik materiallarni, shuningdek, qurilma korpusi orqali tashqi muhitga issiqlik yo‘qotishlarning kamayishiga imkon beruvchi konstruktiv materiallardan foydalanish sohasida amaliy va nazariy tadqiqotlarni davom ettirmoqdalar