|
1-maruza mavzu. Kirish respublika xaiq xo'jaligida kimyo sanoatining ahamiyati reja
|
| bet | 40/53 | | Sana | 14.05.2024 | | Hajmi | 0,51 Mb. | | #232891 |
Bog'liq Korxona jihozlariCho‘ktirish jarayonlari
Tindirish. Tindirish jarayonida changli gazlar yoki suspenziyalar tarkibidagi qattiq modda zarrachalari og‘irlik kuchi ta’sirida ishchi qurilma tubiga cho‘kadi. Emulsiyalar og‘irlik kuchi va tashqi omillar (vaqt, harorat va b.) ta’sirida qatlamlarga ajraladi.
Tindirish jarayonining harakatlantiruvchi kuchi (og‘irlik kuchi) kichik bo‘lganligi sababli uning tezligi ham kichik bo‘ladi. Shu sababli, tindirish birlamchi ajratish usuli sifatida qo‘llaniladi. Tindirish usuli mavjud gidrodinamik ajratish usullariga nisbatan eng sodda va arzondir. Shu bilan birga, tindirish eng uzoq vaqt davom etadigan jarayon hamdir. Jarayon samaradorligi qattiq zarrachalar o‘lchamlaridan (kattaligidan) bog‘liq bo‘ladi.
Cho‘ktirish tezligi va vaqti tindirish jarayonini tavsiflovchi asosiy kattaliklar bo‘lib hisoblanadi.
Cho‘ktirish tezligini ifodalovchi tenglamani keltirib chiqarish uchun shar shaklidagi zarrachaning suyuqlik muhitida erkin cho‘kishini ko‘rib chiqamiz.
Cho‘kayotgan zarrachaga og‘irlik kuchi G, ko‘tarish (Arximed) kuchi A va muhitning qarshilik kuchi R ta’sir etadi (1-rasm). Ushbu kuchlar kattaligi quyidagicha ifodalanadi:
- og‘irlik kuchi
G=( d3/6) ρg ; (1-7)
- Arximed kuchi
A= d3/6) ρmg, (1-8)
bu yerda d- zarrachaning diametri, m, g - erkin tushish tezlanishi; ρ va ρm- zarracha va muhitning zichliklari, kg/m³.
Muhitning qarshiligi R zarrachaning harakat yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘lib, uning tarkibi ishqalanish va inertsiya kuchlaridan tashkil topgan bo‘ladi.
1-rasm. Erkin cho‘kayotgan zarrachaga ta’sir etuvchi kuchlar sxemasi.
Jarayonni harakatlantiruvchi omil sifatida og‘irlik va Arximed kuchlari o‘rtasidagi farq (G-A) qabul qilinadi:
(G-A) = ( d3/6) ρg - d3/6) ρmg = ( d3/6) g (ρ - ρm). (1-9)
Cho‘ktirish jarayoni odatda juda sekin, laminar rejimda amalga oshiriladi. Cho‘kayotgan zarrachani o‘lchami va harakatlanish tezligi kichik bo‘lganda (laminar rejim) yoki muhitni qovushqoqligi yuqori bo‘lganda zarracha yuzasi suyuqlikning chegara qatlami bilan qoplangan bo‘ladi. Bunday holatda oqim zarrachani silliq aylanib o‘tadi, uning energiyasi asosan ishqalanish kuchlari qarshiligini yengish uchun sarflanadi.
Laminar oqimda ishqalanish kuchlari inersiya kuchlariga nisbatan katta qiymatga ega bo‘ladi. Shuning uchun, Stoks qonuniga ko‘ra, shar shaklidagi zarrachaning cho‘kishiga muhitni ko‘rsatadigan qarshilik kuchi quyidagicha ifodalanadi:
R = 3 , (1-10)
bu yerda - muhitning dinamik qovushqoqligi, (Ns)/m²; - zarrachaning erkin cho‘kish tezligi, m/s.
Zarracha dastlab tezroq cho‘kadi. So‘ngra, biroz vaqt o‘tgach, muhitning qarshilik kuchi jarayonni harakatlantiruvchi kuchiga teng bo‘lganda (R=G-A)
( d3/6) g (ρ - ρm) = 3 (1-11)
Zarracha o‘zgarmas tezlik bilan cho‘ka boshlaydi. Bu o‘zgarmas tezlik cho‘kish tezligi deyiladi. Uning qiymati (1-11) tenglama asosida quyidagicha ifodalanadi:
= d2g(ρ - ρm) 18 . (1-12)
Ushbu (11-12) tenglama Stoks tenglamasi deyiladi va undan Re<2 bo‘lgan hollarda zarrachaning cho‘kish tezligini aniqlash uchun foydalaniladi.
Oqimning turbulentligi ortishi bilan (2Turbulent rejimda (Re<500) inersiya kuchlari ishqalanish kuchlaridan katta bo‘ladi. Ushbu holatda, Nyuton qonuniga binoan, muhitning qarshilik kuchi
R= pm 2/2, (1-13)
bu yerda - qarshilik koeffitsienti; F- zarrachani harakat yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan tekislikka tushirilgan proyeksiyasi, shar shaklidagi zarracha uchun F =πd²/4.
Qarshilik koeffitsienti qiymati Re-kriteriysining son qiymatiga ko‘ra quyidagicha aniqlanadi:
- laminar rejimi uchun, Re≤2 bo‘lganda, ξ=24/Re;
- oraliq rejim uchun, 20,6;
- to‘liq turbulent (avtomodel) rejim uchun, 5005 chegaralarda, ξ =0,44.
Turbulent rejimda cho‘kayotgan zarrachaning muvozanat holati zarrachani harakatlantiruvchi kuchlar va muhitning qarshilik kuchlari tengligi bilan ifodalanadi:
(πd³/6)g(ρ - ρm) = ξFρmω²/2, (1-14)
Ushbu tenglamadan sharsimon zarrachaning cho‘kish tezligi
ω = [4gd(ρ - ρm)/(3ξρm)]1/2. (1-15)
Sharsimon shaklga ega bo‘lmagan zarrachalar uchun qarshilik koeffitsiyenti ξ- qiymati Re - kriteriysi va shakl koeffitsiyentidan k1, bog‘liq bo‘ladi. Shakl koeffitsienti ma’lum hajmdagi fsh shar yuzasini xuddi shu hajmdagi qattiq jism zarrachasi yuzasiga f- bo‘lgan nisbati bilan ifodalanadi:
k1=fsh/f<1
Sharsimon bo‘lmagan zarrachalarning cho‘kish tezligi
ω` = k₁ω, (1-16)
bu yerda k₁ -shakl koeffitsiyenti, uning qiymati: sharsimon zarracha uchun k₁=1.0; dumaloq zarracha uchun k₁=0.77, uchburchak shakldagi zarrachalar uchun k₁=0.66; uzunchoq zarrachalar uchun k₁=0.58 va plastinkasimon zarrachalar uchun esa k₁=0.43. Tabiiy sharoitlarda cho‘ktirish jarayoni muayyan hajmlarda va bir-biri bilan o‘zaro ishqalanuvchi zarrachalar konsentratsiyasi yuqori bo‘lgan sharoitlarda, ya’ni siqilgan holatda, amalga oshadi. Zarrachalarni ushbu holatdagi cho‘kish tezligi erkin cho‘kish tezligidan kichik bo‘ladi. Zarrachalarni bir-biriga ishqalanishi va to‘qnashuvini hisobga olib, siqilgan holatdagi cho‘kish tezligi
ω" = 0.5ω'
deb qabul qilinadi. Bu paytda noto‘g‘ri shaklga ega bo‘lgan zarrachalarning ekvivalent diametri
de = (6Vz/ )1/2
hisoblanib, cho‘kish tezligiga tegishli tuzatishlar kiritiladi.
Barcha rejimlar uchun, siqilgan holatdagi zarrachaning cho‘kish tezligini aniqlash uchun quyidagi universal ifodadan foydalanish tavsiya etilgan.
Re= (1-17)
bu yerda Ar d3 pg(ρ - ρm)/ - Arximed kriteriyasi;
Vo-V)/Vsp-suyuqlikni suspenziyadagi hajmiy ulushi; Vo- suspenziyadagi suyuqlik hajmi, m³; V- qattiq jism zarralarining suspenziyadagi hajmi, m3; Vs suspenziya hajmi, m³; Re= ω" ρmde/μm - Reynolds mezoni.
Ushbu tenglama bo‘yicha dastlab Ar va - ning qiymatlari aniqlanadi, so‘ngra tenglamaning o‘ng tomoni bo‘yicha Re mezonining son qiymati hisoblanadi. Shundan so‘ng Re mezoni ifodasidan cho‘kish tezligi aniqlanadi:
ω"=Re m/(ρmd) (1-18)
Cho‘kish jarayonini jadallashtirish uchun aralashmani qizdirish yoki unga koagulyantlar qo‘shish mumkin. Haroratning ko‘tarilishi muhit qovushqoqligini kamaytiradi. Koagulyantlar (bentonit, pektin moddalari, poliakrilamid, karboksimetilsellyuloza va b.) ta’sirida mayda zarrachalar o‘zaro birlashib, katta gruppalar (konglomeratlar) hosil qiladi va buning natijasida cho‘kish tezligi ortadi. Cho‘ktirish qurilmalari egallaydigan maydonlarni qisqartirish maqsadida ko‘p yarusli qurilmalardan foydalaniladi (2-rasm).
2-rasm. Ko‘p yarusli cho‘ktirish qurilmasi yaruslari soni: 1-korpus; 2- qiya to‘siq; 3- bunker.
Emulsiyalarni uzluksiz ravishda ajratish uchun qo‘llaniladigan tindirgichning prinsipial sxemasi 3-rasmda tasvirlangan. Qurilma perforatsiyalangan to‘siqli 2 gorizontal rezervuar 1 shaklida bajarilgan. To‘siqning asosiy vazifasi qurilmaga berilayotgan emulsiya oqimi ta’sirida idishdagi suyuqlik aralashmasining to‘lqinlanishini oldini olishdan iboratdir.
Fazalarning o‘zaro aralashuvini oldini olish va ajratish jarayonini bir maromda olib borilishini ta’minlash maqsadida qurilmadagi oqim rejimi laminar bo‘lishi kerak. Qatlamlarga ajralayotgan suyuqliklar tindirgich panjarasining qarama-qarshi tomonidan chiqariladi. Og‘ir fraksiya chiqariladigan quyi quvurda havoning to‘planishini oldini olish maqsadida u teskari sifon shaklida ishlanadi va atmosfera havosi bilan tutashtiriladi.
3-rasm. Emulsiya ajratuvchi qurilma sxemasi: 1- korpus; 2-perforatsiyalangan to‘siq.
|
| |
