12- Amaliy mashgulot
Rotastion (diskli) va rotorli mashinalar
Ishning maqsadi:
Oziq-ovqat sanoatida suyuqliklarni ajratish uchun ishlatiladigan rotorli mashinalarning asosiy vakili markazdan qochma mashinalar bo`lib, ularga sentrifugalar va separatorlar kiradi. Separatorlar va sentrifugalar ishchi organi rotor hisoblanadi, ularda markazdan qochma kuch yordamida mahsulot ajratilib olinadi. Sentrifugalar va separatorlar ishchi kameralarida mahsulot xossalari o`zgaradi, shuning uchun ular jihozlar klassiga kiradi. Bu kameralar yuqori aylanish chastotasi bilan aylanma harakat qiladi.
Rotorli mashinalarni ham jihozlarga, ham mashinalarga bo`lish mumkin. Shu mashinalarga shakardan qiyomni ajratib olish osma sentrifugasi kiradi (1-rasm ).
1-rasm. Shakardan qiyomni ajratish osma sentrifugasi.
Bu sentrofugada texnologik jarayon to`liq avtomatlashtirilgan, ular davriy ishlaydi. Texnologik jarayonni oxirida cho’kindi sentrifugadan chiqariladi. Sentrifugalar nafaqat shakar ishlab chiqarish korxonalarida, balki kraxmal-qiyom ishlab chiqarish sanoatida ham kraxmalni shirali suvdan ajratib uchun ishlatiladi. Rotor aylanma harakatida hosil bo`lgan markazdan qochma maydonning kuchlanganligi quyidagi formula orqali aniqlanadi:
, (1)
bu yerda - rotorning burchak tezligi, m/s ; r– tsentrifuga rotorining radiusi, m; g – erkin tushish tezlanishi, m/s2.
Fr < 3500 bo`lganda tsentrifugalar normal; Fr > 3500 bo`lsa o`ta tez aylanuvchi tsentrifugalar deb aytiladi.
Normal aylanuvchi tsetrifugalarning rotorlari nisbatan katta o`lchamlarga ega bo`lib va ko`proq fil’trlash uchun ishlatiladi. O`ta tez aylanuvchi sentrifugalarning rotorlari yaxlit yasalgan va nisbatan uncha katta diametrga ega bo`lmaydi. Cho`kindi ko`pincha qo`l yordamida tushiriladi. Cho`ktirish setrifugalari ishining samaradorligi parametr bilan hisoblanadi. parametrni, cho`ktirish va fil’trlash sentrifugalarni asosiy ajratish qobiliyatining tavsifi deb hisoblangan, unumdorlik indeksiga aytilladi.
Sentrifuga va separatorlar konstruktsiyasini tanlashda boshlang’ich tavsifi deb ularning vazifasi va talab etilgan unumdorlik hisoblanadi. Markazdan qochma mashinalarning unumdorligi quyidagi formula orqali aniqlanadi:
Q=c , kg/s (2)
bu yerda: C– mahsulotning ajralish tavsifi, - sentrifuga unumdorligining indeksi.
ni aniqlash uchun sentrifugani ajratish omilini (faktor) bilish kerak.
Tindirish sentrifuganing silindrsimon rotori uchun unumdorlik indeksi quyidagi formula orqali aniqlanadi: (2-rasm)
, (3)
bu yerda: L – rotorning uzunligi, m; g – erkin tushish tezlanishi, m/s2; - burchak tezligi, rad/s; r – rotorning radiusi, m.
Aylanish o`qidan r masofada joylashgan dF yuzaning elementini sentrifuga rotorining silindrsimon bo`lmagan ishchi yuzasidan ajratamiz (3-rasm). Berilgan yuza silindrsimon bo`lmagani uchun, markazdan qochma kuchlar maydonining kuch chiziqlari quyidagicha yo`nalgan,bo`lib ajratish yuzaga nisbatan olingan normallarni yo`nalishlariga mos tushmaydi.
Shuning uchun ta`sir etuvchi kuchlarni va sentrifuganing ajratish omilini vektor kattalik deb hisoblash kerak.
2-rasm. Quvurli sentrifuga rotori sxemasi.
3- rasm. Rotor yuzasining sxemasi.
Yuzaning ajratilgan elementi uchun unumdorlik indeksi:
,
bu yerda dF – yuzaning yo`naltirilgan elementi.
Rotrning butun ishchi yuzasi uchun unumdorlik indeksi quyidagicha topiladi:
.
Ostrogradskiy – Gauss teoremasiga asosan yopiq yuzadan o`tgan vektor oqimi vektor divergentsiyasidan hosil bo`lgan hajmiy integralga teng bo`ladi:
,
bu yerda dV – elementar hajm.
A vektorning divergentsiyasi quyidagicha aniqlanadi:
bu yerda: Ar, A , Az – r, , z yo`nalishlarga olingan A vektorining proektsiyalari.
Sentrifuga ajratish omili vektorini radial yo`nalishga ega bo`lganini uchun , hamda z o`qiga perpendikulyar bo`lgan cho`ktirish yuzasi bilan cheklangan tekisliklardan o`tgan vektor oqimi nolga teng bo`lganini e`tiborga olib quyidagini hosil qilamiz:
unda
.
deb olsak, quyidagini hosil qilamiz:
,
bu yerda V – bitta yoki ikkita kesuvchi tekislik va rotor ishchi yuzasi bilan cheklangan hajm.
Hosil bo`lgan formulani quyidagi qoida bo`yicha ifodalash mumkin: o’z o`qiga normal bitta tekislik bilan cheklangan sentrifuga rotorining har qanday ishchi yuzasi uchun unumdorlik indeksi shu yuza va (2 ) ga ko`paytirilgan tekislik bilan cheklangan hajmga teng bo`ladi.
Uzunligi L ga, radiusi r ga teng bo`lgan tsilindrsimon rotor uchun silindrning hajmi ga teng bo`ladi. Shu hajmni ga ko`paytirsak unumdorlik indeksi kelib chiqadi.
Sentrifuganing unumdorligi rotorning aylanma tezligi va uzunligini oshishi bilan oshadi. Ammo konstruktiv fikrdan rotorning uzunligi cheklab qo`yilgan. Rotorning aylanma tezligini oshishi uning mustahkamligi bilan cheklangan.
Bu qarama-qarshilik masalani echilishi rotor konstruktsiyasida konussimon likobchalar yig’masini joylashtirish ixtirosi bilan mumkin bo`ldi. Ajraladigan suyuqlik oqimi yig’mani tashkil etuvchi konussimon likobchalar bo`ylab rotorning qirrasidan o`q tomon harakatlanadi (4-rasm ).
Likobchalar orasidagi masofa juda ham kichkina (0.5 mm) bo`lgani uchun yig’ma o`zining tarkibida likobchalarning katta soniga ega.
Birta likobchaning ichki yuzasi bilan hosil bo`lgan cho`ktirish ishchi yuzasi uchun unumdorlik indeksi likobcha bilan cheklangan va ga ko`paytirilgan kesilgan konusning hajmiga teng bo`ladi.
4-rasm. Konussimon likobchaning sxemasi.
5-rasm . Spiralli sentrifuga rotori.
Bu konusning hajmi likobchalarning Rmin ichki va tashqi Rmax radiuslarda, N balandligida, aylanish o`qiga nisbatan konussimon yuzaning tashkil etuvchisi qiyalik burchagi da quyidagicha aniqlanadi:
, m3
6-rasm . Parrakli sentrifuga rotori.
1-qobiq, 2-qopqoq, 3-tezlanish kosasi, 4-, 5-shpil’kalar, 6-parraklar.
Rotorda likobchalar yig’masi borligi n soniga teng bo`lsa, bu rotorning unumdorlik indeksi quyidagi formuladan aniqlanadi:
(4)
Konussimon likobchalardan tashqari spiralsimon kirgizmalar ishlatiladi (5-rasm ).
Spiralsimon yuza quyidagi tenglama bilan ta`riflanadi.
bo`lganida ,
bu yerda L– spiral qadami.
Spiralning K o`rami bilan cheklangan hajmi quyidagicha aniqlanadi:
.
Unda n o`ramlar borligida spiralsimon tsentrifuganing unumdorlik indeksi quyidagicha aniqlanadi:
yoki
(5)
Oziq-ovqat sanoatida rotori suzuvchi parraklardan iborat bo`lgan parrakli sentrifugalar ishlatiladi. Bu parraklarning shaklli markazdan qochirma inertsiya kuchlarining tashkil etuvchilari ta`sirida mahsulotni rotorni qirrasiga doimiy harakatlanishini ta`minlaydi, shu bilan birga bu harakat suzuvchi parraklar yuzasidan o`tgan mahsulotni fil’trlash jarayoni bilan bir vaqtning o`zida sodir bo`ladi (Rasm 6).
tenglama bilan ta`riflangan parrakni ko`rib chiqamiz. Parrak bilan cheklangan hajm quyidagicha topiladi:
.
Bu hajmning kesimi 7- rasmda shtrixlangan.
Parrakli sentrifuga unumdorligining indeksi quyidagi formula orqali aniqlanadi:
,
bu yerda z – parraklar soni.
Sentrifuga va separatorlar konstruktsiyalarini yasaganda ularning unumdorlik indeksini eng katta qiymatiga intilish zarur. Markazdan qochirma ajratish mashinalarining konstruktsiyalari ajratish mahsulotini rotordan chiqarish usuliga ham bog’liq.
|
