7-лаборатория иши

Laboratoriya ishi №7

FILTRLASh DOIMIYLIGINI ANIQLASh


Ishning nazariy asoslari

Suspenziya va changli gazlarni filtr tо´siqlar orqali Оо´tkazib tozalash jarayoni filtrlash deyiladi.

Filtr tо´siklar qattiq zarrachalarni ushlab qolib suyuqlik yoki gazni о´tkazib yuborish qobiliyatiga ega.
Filtr tо´siqlar yoki filtr sifatida mayda teshikli turlar, turli gazlamalar, sochiluvchan materiallar, keramik buyumlar va boshqalar ishlatiladi. Filtr sifatida paxta, yung va sintetik gazlamalardan tayyorlangan materiallar ham ishatiladi.
Suspenziya va chang gazlarni mayda qattiq zarrachalardan tozalash jarayoni filtr qurilmalarida olib boriladi. Filtr qurilmalarining asosiy qismlari quyidagilardan iborat (7.1 – rasm).


Filtr tо´siqlari qurilmaning hajmini ikki bо´lakka ajratib turadi (A va B). Yuqoridagi A hajm filtrlash lozim bо´lgan suyuqlik bilan tо´ldiriladi, quyidagi B esa, hajm tozalangan suyuqlik, ya’ni filtrdan iborat bо´ladi.
Filtrlash jarayonida gidrodinamikaning aralashgan ikki sharti bajariladi, ya’ni avval filtr tо´qimalarida qattiq zarrachalarni chо´kma hosil bо´lishida gidrodinamikaning tashqi vazifasi, suyuqlikning hosil bо´lgan chо´kma holidagi qattiq zarrachalarning qatlami, hamda chо´kma orasidagi kapillyarlaridan va filtr tо´qimalaridan о´tishida gidrodinamikaning ichki vazifasi namoyon bо´ladi. Suspenziya A bо´lakdagi hajmdan B hajmga о´tishida, ya’ni filtratning hosil bо´lishida, tozalanayotgan suyuqlik bir qator gidravlik qarshiliklarga duch keladi, ya’ni dispers fazaning suyuqlik harakatiga asosiy tо´skinlik qiluvchi hosil bо´lgan chо´kmaning, hamda filtr tо´siqlarining qarshiliklarini yengib о´tadi.
Filtrlash jarayonining harakatlantiruvchi kuchi A va B bо´laklarni hajmlardagi bosimlarning farqi R teng bо´ladi ya’ni
(7.1)

bu yerda R₁-A bо´lak hajmdagi suyuqlik ustidagi absolyut bosim, N/m²; R₂ - B bо´lak hajmdagi yig´ilgan filtratdagi absolyut bosim, N/m².

Filtrlash jarayonida vaqtinng о´tishi bilan filtr tо´kimalari ning yuza qismida chо´kma hosil bо´lib, chо´kma qatlamining balandligi oshib boradi.
¥osil bо´lgan chо´kma balandligi о´zgarmas kо´ndalang kesim filtr Qurilmasi, ya’ni filtr tо´qimasidagi chо´kmaning hajmini belgilaydi. Chо´kmaning ortib borishi natijasida suspenziya asosan chо´kma qatlamidan о´tib, filtr tо´qimalar esa, filtr vazifasini bajarmay qо´yadi. Bu vaqtda filtrlash jarayonida asosiy gidravlik qarshilik chо´kmaning qarshiligi bilan belgilanadi.
Filtr R>R₄ bо´lganda normal ishlaydi. Qatlamning ortib borishida chо´kmaning gidravlik qarshiligi R₄ kо´payib, vaqt о´tishi davomida A va V bо´lak hajmlari orasidagi bosimlar farqi R chо´kma hajmining gidravlik qarshiligiga R teng bо´lib qoladi.


(7.2)

Bu vaqtda filtrlash protsessi tо´xtatilib, filtr tо´qimalari yuzasidagi chо´kma tozalab olinadi. Filtr tuqima kapillyarlaridagi

qolgan chо´kimalar tozalab olish uchun suv bilan yuviladi yoki havo bilan puflanadi va filtr qurilmasida qaytadan ishlatiladi.
Shunday qilib filtrlash jarayonining asosiy xarakteristikasi quyidagilardan iborat:

1. 
   Jarayonning harakatlantiruvchi kuchi
   

2. Suspenziyaning filtrlash tezligi

, (7.3)

bu yerda V - olingan filtratning hajmiy miqdori, m³

-jarayonning davomiyligi, s S - filtr tо´qimalarining kо´ndalang kesimi, m²
3. Jarayonning gidravlik qarshiligi R₄. Filtrlash tezligi jarayonning xarakatlantiruvchi kuchiga R₄ tо´g´ri va gidravlik qarshiligiga R₄ teskari proporsionaldir.


(7.4)
yoki
7.5)

bu yerda R₄ – chо´kma qatlamining qarshiligi chо´kmaning hajm miqdori va chо´kmaning hajm jihatdan olingan solishtirma qarshiligi r₀ bilan aniqlanadi;  suspenziyaning qovushoqligi; R_f.t.- filtr tо´qimalarininig qarshiligi. Filtrda hosil bо´lgan chо´kmaning miqdori filtrat hajmi va uinng tarkibidagi qattik moddalarning konsentratsiya miqdori x₀ bilan aniqlanadi. Bu vaqtda chо´kmaning hajmi quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:

(7.6)
bu yerda h₄- chо´kma qatlamining balandligi,m; S - filtr qurilmasinnig kо´ndalang kesimi, m²;
Chо´kma qatlamining qarshiligi quyidagicha aniqlanadi:


(7.7)

(7.7) tenglikdagi R_r ning qiymatini (7.5) tenglamaga qо´yib quyidagi ifodaga erishamiz:

(7.8)

Bu tenglik filtrlash jarayonining asosiy tenglamasi deyiladi.

Chо´kma qatlamining qarshiligiga nisbatan filtr tо´siqlarining qarshiligi juda xam kichkina qiymat bо´lganligi uchun, uni hisobga olmasak, u holda filtrlashning differinsial tenglamasi kuyidagi holda bо´ladi:


(7.9)

yoki
(7.10)

Qimiyo va oziq-ovqat sanoatida filtratsiya jarayoni uch xil rejimda olib boriladi.

1. R=const. Bosimlar farqi о´zgarmas bо´lganda, filtrlash tezligi kamayib boradi. Bu rejimda siqilgan havo yordamida filtr bilan chо´kma ostida doimiy о´zgarmas bosim hosil qilinib turiladi va filtr
ochiq bо´lib, filtrat vakuum yordamida tortib olinadi.
2. W=const filtrlash tezligi о´zgarmas bо´lishi uchun bosimlar farqini oshirish kerak. Bu rejimda ishlaydigan filtrlarga suspenziya porshenli nasoslar yordamida beriladi.
3. Bir vaqtning о´zida bosim va filtrlash tezligi о´zgarib turadi. Bu rejimda ishlaydigan filtrlarga suspenziya vakuum nasos yordaimda beriladi.
Agar (7.10) tenglamani bosimlar farqi о´zgarmas rejimda ishlaydigan R=const filtrlash uchun integrallasak, quyidagi ifodaga erishiladi:


(7.11)


(7.12)
(7.13)

(7.13) tenglama orqali vakt davomida olingan filtratning hajmini, filtr qurilmasining unumdorligini aniqlash mumkin. Xuddi shuningdek, filtrlash vaqtini xar qanday rejim uchun topish mumkin. Bu tenglamadan kо´rinib turibdiki, bosimlar farqi о´zgarmas bо´lganda, filtrlash vaqti qancha kо´p bulsa, shuncha kо´p filtrat olinadi.

(7.13) tenglamadagi bosimlar farqi suspenziyaning qovushoqligi,chо´kmaning solishtirma qarshilig , chо´kma va filtrat hajmla-rining nisbati faqat tajriba orqali aniqlanadi. Shu sababli, bularning о´zaro bog´liqligi filtrlash doimiyligi K orqali ifodalanadi:


(7.14)

Filtrlash doimiyligi bosimlar farqi, chо´kmaning fizik tarkibi va supenziyaning qovushoqligini hisobga oladi.

Xuddi shuningdek filtr tо´siqlarining gidravlik karshiligini, ham filtrlash doimiyligi S bilan belgilash mumkin:
(7.15)
Filtr tо´sik va filtrlash doimiylarining qiymatlarini (7.8) tenglamaga quysak, quyidagi kо´rinishga keladi:
(7.16)

Ushbu ishni о´tkazishdan maqsad, filtrda chо´kmaning hosil bо´lishida filrlash doimiyligini aniqlash. 7.2-rasmda filrlash doimiyligini aniqlash uchun laboratoriya qurilmasi tasvirlangan.

7 .2-rasm. Laboratoriya qurilmasi.
1-voronka; 2-nutch filtrning tag qismi; 3-filtrlash tusig´i; 4-chо´kma; 5-vakuum nasosga ulangan filrat yig´iladigan idish; 6-oraliq idish; 7-vakuumni о´lchovchi simobli manometr; 8-vakuum miqdorini rostlovchi kran; 9-vakuum nasos.

Ishni bajarish tartibi

1. 
   Berilgan konsentratsiya buyicha suspenziya tayyorlanadi.
   
2. 
   Laborant ishtirokida laboratoriya tajriba qurilmasining holati tekshiriladi.
   

3. Filtrlash uchun suspenziya nutch-filtrga quyiladi. Laborant ishtirokida vakuum-nasos ishga tushirilib, yig´gichda vakuum hosil kilinadi. Vakuum-biror qurilmaning atmosfera bosimidan past bosimda ishlashni kо´rsatadi. Vakuumning miqdori U-simon manometr bilan aniqlanadi. Yig´gichdagi tо´la absolyut bosim atmosfera va vakuum bosimlar orasidagi farqqa teng bо´ladi.
4. ¤zgarmas bir xil vaqt birligida filtrlangan filtratning hajmi aniqlanadi.
5. Filtrning yuzasi aniqlanadi.
6. Kuzatish tajriba birliklari jadvaldan yoziladi va hisoblanadi.
7. Tajriba asosida orasidagi boglanish grafigi chiziladi.
8. Filtrlash doimiyligi K hisoblanadi.