Siklonlarning moddiy balansi
17600 kg\soat miqdordagi chanli gaz aralashmasida chang zarrachalarining boshlang’ich konsentratsiyasi yb=0.7% tozalangan gaz aralashmasidagi chang zarrachalarining oxirgi konsentratsiyasi yo=0.05% dispers faza sistemasining zichligi rc= 1250 kg/m3, dispers muhitning zichligi rm=1.15 kg/m3, dispers muhitning qovushqoqligi µ = 2.01·10-6 N·c/m3.Siklonda chukayotgan chang zarrachalarining eng kichik deametri d = 30·10-6m.
Siklonni hisoblash uchun jarayonning moddiy balans tenglamasi asosida tozalangan gaz va chang zarrachalarining miqdorini aniqlaymiz:
𝐺 = 𝐺
100 − 𝑦 𝑏
100 − 0.7
= 17600
= 17485.54 𝑘𝑔/𝑠
0 𝑐 100 − 𝑦𝑜
100 − 0.05
Gaz aralashmasidan ajratilgan chang zarrachalarining miqdori:
𝐺𝑡 = 𝐺𝑐 − 𝐺0 = 17600 − 17485.54 = 114.46 𝑘𝑔/𝑠
𝐶𝑐 = 𝐺0 + 𝐺𝑡 = 17485.54 + 114.46 = 17600 𝑘𝑔/𝑠
Sistemaning zichligi:
Siklonga kirayotgan changli gaz aralashmasining zichligi:
𝜌𝑡 = 𝑦𝑏
100
100 − 𝑦𝑏
= 0.7
100
100 − 0.7 = 1.15
𝜌𝑐 +
𝜌𝑚
1250 +
1.15
Tozalangan gazning zichligi:
100
100
𝜌𝑛 =
𝑦𝑜 + 100
100 − 𝑦𝑜
𝜌𝑚
= 0.05
100 +
100 − 0.05 = 1.15
1.15
Sistemaning hajmi:
Kirayotgan changli gaz aralashmasining hajmi:
𝑉𝑐
= 𝐶 𝑐
𝜌 𝑘
= 17600 = 16525 𝑚 3
1.065
Tozalangan gaz aralashmasining hajmi:
𝑉𝑚
= 𝐺 0
𝜌 𝑚
= 17485.54 = 15204.81 𝑚 3
1.15
Ajratilgan changli gaz zarrachalarining hajmi:
𝑉𝑟
= 𝐺𝑡
𝜌𝑐
= 114.46 = 0.091𝑚3 1250
Qurilmaning unumdorligi:
𝑉𝑐1
= 𝐺 𝑐
𝜌 𝑚 ∙ 𝑟
17600
=
1.15 ∙ 3600
= 4.25 𝑚3
Konstruktiv hisob.
Markaziy chiqish trubasining radiusini aniqlaymiz:
𝑟1
= √ 𝑉𝑐1
𝜋 ∙ 𝜔𝑡
= √ 4.25
3.14 ∙ 4
= 0.58 𝑚
Bu yerda 𝜔𝑡 − trubadagi gaz oqimining tezligi ∙ 𝜔𝑡 = 2 ÷ 5 bo’lgani uchun
𝜔 𝑡 = 4 𝑚/𝑠 deb qabul qilamiz.
Gaz aralashmasi kiradiganshtuserning o’cham kattaliklarini aniqlaymiz. Bu holda uning balandligini eniga bo’lgan nisbatini 2 ga teng deb olib,
shtuserdagi gaz oqimining tezligini 𝜔
Shtuser kengligi:
𝑠ℎ𝑡
= 45 𝑚 deb olamiz.
𝑠
𝑏 = √ 𝑉𝑐1
2 ∙ 𝜔𝑠ℎ𝑡
Shtuserning balandligi: ℎ = 0.7 𝑚
= √ 4.25
2 ∙ 45
= 0.21 𝑚
Silindrsimon konusning radiusini quyidagi tenglama orqali hisoblaymiz:
𝑟 2 = 𝑟 1 + 𝛿 1 + ∆𝑟
Bu yerda 𝛿 1 − markaziy chiqish trubasining qalinligi. Uning qiymatini 𝛿 1 = 0.05𝑚 deb olamiz.
∆𝑟 − korpus slindr qismining yuzasi bilan markaziy chiqish trubasi orasidagi masofa. Uning qiymatini ∆𝑟 = 0.395 𝑚 debqabul qilamiz.
Bu holda:
𝑟2 = 𝑟1 + 𝛿1 + ∆𝑟 = 0.58 + 0.05 + 0.395 = 1.025 𝑚
Siklondagi gaz oqimining kirish tezligini aniqlaymiz:
Bu yerda 𝑐 = 1.4
𝜔𝑘
= 𝜔𝑠ℎ𝑡
𝑐
45
=
1.4
𝑚
= 32
𝑠
Siklondagi gaz oqimining aylanish radiusini ikki xil usul bilan aniqlanadi. O’rtacha logarifmik radius:
𝑟𝑜′𝑟𝑙
= 𝑟2 − (𝑟1 + 𝛿1)
2.3 ∙ 𝑙𝑔 𝑟2
𝑟1 + 𝛿1
1.025 − (0.58 + 0.05)
= 1.025 = 0.81 𝑚
2.3 ∙ 𝑙𝑔 0.58 + 0.05
O’rta arifmetik:
𝑟 = 𝑟 2 + (𝑟 1 + 𝛿 1) = 1.025 + (0.58 + 0.05) = 0.827 𝑚
𝑜′𝑟 2 2
Siklondagi gaz oqimining aylanma burchak tezligi:
𝜔𝑏
= 𝜔 𝑘
𝑟𝑜′𝑟
32
=
0.827
𝑚
= 38
𝑠
O’tish rejimida chang zarrachalarining siklondagi markazdan qochma kuch tasirida xarakat tezligini hisoblaymiz:
𝜔 =
𝜇 ∙ 𝑔
𝑑 ∙ 𝛾
∙ (𝑏 ∙ 𝐴𝑟 ∙ 𝐹𝑟)0.74 =
= 0.91
2.01 ∙ 9.81 ∙ 10 −6
30 ∙ 10 −6 ∙ 1.06
23.8
13.9
0.74
)
= 0.62 ∙ 1.48
𝐴𝑟 ∙ 𝐹𝑟 =
𝛿 3 ∙ 𝜌 1 ∙ 𝜌 ∙ 𝑔
𝜇2 ∙
𝜔 2 ∙ 𝑟 𝑐
𝑔
Gazning siklonda bo’lish vaqtini topamiz:
𝑄 =
∆𝑟
𝜔
0.395
=
0.91
= 0.43 𝑠
Siklonning ishchi hajmini hisoblaymiz:
𝑉𝑝 = 𝑉𝑐1 ∙ 𝜃 = 5.24 ∙ 0.55 = 2.88 𝑚3
Siklon korpusining silindrik qismining balandligini ushbu formula yordamida hisoblab toppish mumkin:
𝑉 𝑝
𝐻 = 𝑘 ∙ 𝜋 ∙ [𝑟 3 − (𝑟
+ 𝛿
2.88
) 2] = 1.25 ∙ 3.14 ∙ [ 1.0253 − (0.58 + 0.05)2]
2 1 1
= 1.5 𝑚
Bu yerda : 𝑘 − silindrik balandlik qismining zahira koeffisiyenti 𝑘 =
1.25 deb olamiz.
Siklon konus qismining balandligini toppishda ushbu formula qo’llasa bo’ladi:
𝐻𝑘 = (𝑟2 − 𝑟0) ∙ 𝑡𝑔𝛼0 = ( 1.025 − 0.2) ∙ 𝑡𝑔60° = 1.9 𝑚
Bu yerda 𝑟0 − konusning pastki qismidagi chiqadigan moslamaning radiusi. Odatda uning qiymati 𝑟0 = 0.2 𝑚 ga tengdir.
𝛼0 − konus hosil qiluvchi qism bilan korpus radiusi orasidagi burchak,
𝑡𝑔𝛼0 − burchakgining qiymatini 60° deb olamiz. 𝑡𝑔𝛼0 = 60°. Siklondagi gaz oqimi o’ramlarining aylanishlar sonini hisoblaymiz.
𝑛 = 𝜃 ∙ 𝜔𝑏
2 ∙ 𝜋
0.55 ∙ 38
= = 3.32
2 ∙ 3.14
Hisoblashning to’g’riligini tekshirish. Frud kriteriysi.
𝐹𝑟 =
𝜔 2 ∙ 𝑟𝑜′𝑟
𝑏
=
𝑔
382 ∙ 0.827
9.81
= 27.31
Siklonning unumdorligini balandlik zahirasini hisobga olmagan holda aniqlaymiz:
𝑚
𝑉𝑠𝑒𝑘 = 𝐹𝑜 ∙ 𝜔 = 8.67 ∙ 0.91 = 7.88 𝑠
𝐹𝑜 = 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑜𝘍𝑟 ∙ 𝐻 = 2 ∗ 3.14 ∗ 0.827 ∗ 1.67 = 8.67𝑚2
𝐻0 − harakterlanuvchi oqimning bir aylanishlar sonidagi balandligi:
𝑏 ∙ ℎ 0.31 ∙ 0.7
2
𝐻0 = 𝐶 ∙ 𝑟
= 1.4 ∙ = 0.76
− (𝑟1 + 𝛿1) 1.025 − (0.58 + 0.05)
𝑤𝑓
Siklon diametri:
𝐶 =
𝑤 0
= 1.4
𝐷 = 4.75 ∙ 𝑏 = 4.75 ∙ 0.21 = 0.99 𝑚 ≈ 1𝑚
Xulosa
Kimyoviy injiniring jarayonlari va qurilmalari fanidan nazariy va amaliy xisoblashlarni o‘rgandim. Gazlarni changdan tozalash asosan kimyo va ozik-ovkat va sanoatlarda changdan tozalash yuli bilan siklonlar boshqa keng tarkalgan qurilmalar bilan tanishdim.
Masalan o‘g‘itlar ishlab chiqarishda qo‘llaniladi undan tashkari, ishlab chikarish sanoatlarida granulalash jarayonidan keng mikyosda foydalaniladi.
Jarayonida granulalash niusullari turlari ishlash vakti kamchiligi afzalligi kanday xolarda filtirlarni kullanilishni xakida ma’lumotlarga ega bo‘ldim va o‘rgandim.
Foydalanilgan adabiyotlar 1.Н.Р.Юсупбеков,Ҳ.С.Нурмухаммедов,С.Г.Зокиров,Кимѐвий технология асосий жараѐн ва қурилмалари.–Т.;”Шарқ”,2003.-644б.
Н.Р.Юсупбеков, Ҳ.С.Нурмухаммедов, П.РИсматуллаев, С.Г.Зокиров, У.В.Маннонов. Кимѐ ва озиқ – овқат саноатларининг асосий жараѐн ва қурилмалари хисоблаш ва лойихалаш. – Тошкент, ТошКТИ, 2000. – 231 бет.
Н.Р.Юсупбеков, Ҳ.С.Нурмухаммедов, П.Р Исматуллаев Кимѐ ва озиқ – овқат саноатларининг асосий жараѐн ва қурилмалари фанидан хисоблар ва масалалар.- Тошкент, ТошКТИ,1999.– 351 бет.
Салимов.З. Кимѐвий технологиянинг асосий жараѐнлари ва қурилмалари.:Олий ўқув юрти студентлари учун дарслик.Т.1.- Т.:Ўзбекистон,1994.-366 б.
Салимов.З. Кимѐвий технологиянинг асосий жараѐнлари ва қурилмалари.Т.2.Модда алмашиниш жараѐнлари: Олий ўқув юртлари учун дарслик. – Т.: Ўзбекистон, 1995. – 238 б.
| 