Кимевий технологиянинг жараёнлари ва қурилмалари фанидан ўқув қўлланма

 
2.10. Мавҳум қайнаш қатламининг гидродинамикаси 
Ҳозирги вақтда кимё саноатини барча технологик жараёнларида мавҳум 
қайнаш усули кенг қўлланилмокда. Иссиқлик алмашиниш, қуритиш, 

---

51 
абсорбциялаш каби жараёнларда мавҳум қайнаш усулининг ишлатилиши катта 
натижалар бермоқда. Мавҳум қайнаш жараёнида фазалар ўртасидаги контакт 
юза катта бўлиши туфайли жараён бир неча марта тезлашади, натижада 
қурилманинг унумдорлиги ошади. Донасимон заррачалар қатламини ҳосил 
қилиш учун ихтиёрий шаклдаги вертикал идишга донасимон қаттиқ материал 
солинади. 
Мавҳум қайнаш қатламининг гидравлик қаршилиги нисбатан катта эмас.
Қатламнинг ўзгармас ҳолатдан мавҳум қайнаш ҳолатига ўтишга тўғри 
келадиган газ ёки суюқликнинг тезлиги мавҳум қайнашнинг бошланиш тезлиги
ёки биринчи критик тезлик деб юритилади. Қаттиқ материал доначаларининг 
газ оқими билан чиқиб кетиш ҳолатига тўғри келадиган тезлик чиқиб кетиш 
тезлиги ёки иккинчи критик тезлик деб аталади. (6-расм).
6- расм. Мавҳум қайнаш қатламинииг ҳолатлари: 
а) қўзғалмас қатлам (фильтрлаш режими);
б) бир жинсли мавҳум қайнаш қатлами;
в) турли жинсли мавҳум қайнаш қатлами;
г) қаттиқ доначаларнинг оқим билан чиқиб кетиши. 
Шундай қилиб, мавҳум қайнаш ҳолати биринчи ва иккинчи тезликлар
ўртасида юз беради. 
Мавҳум қайнаш 2 хил (бир жинсли ва турли) кўринишда юз беради. Бир 
жинсли мавҳум қайнашда 1 чи ва 2 чи критик тезликлар ўртасида қаттиқ 
материал заррачалари бутун қатлам баландлиги бўйича 1 хил тарқалган бўлади.

---

52 
Амалий жиҳатдан бундай мавҳум қайнаш жараёни томчили суюқлик ( масалан, 
сув) ёрдамида амалга оширилиши мумкин. 
Турли жинсли мавҳум қайнаш асосан қаттиқ модда заррачалари газ оқими 
ёрдамида мавҳум қайнаш ҳолатига келтирилганда юз беради. Турли жинсли 
қатламнинг ҳосил бўлиш даражаси заррачаларнинг юзаси ва шаклига, 
заррачаларнинг диаметрига, оқимнинг тезлигига, газ тарқатувчи тўрнинг 
хилига боғлиқ. 
Саноатда кўпинча қаттиқ модда - газ системасидаги мавҳум қайнаш 
қатлами жараёнлари кўпроқ ишлатилади. Бундай системалар кўпинча турли
жинсли бўлади. 
Айрим шароитларда газ кўпикларига эга бўлган мавҳум қайнаш қатлами 
ҳосил бўлади. Нам қаттиқ материаллар ёки жуда кичик ўлчамли материаллар 
мавҳум қайнаш ҳолатига келтирилганда канал ҳосил қилувчи қатлам пайдо 
бўлади. Бунда газ каналлар орқали ўтиб кетади, қаттиқ материалларнинг
асосий массаси ўзгармай колаверади. 
В 
С 
Е 
А
D lg W
0
W`
0
W``
0
7- расм. Донадор металлар гидравлик қарши металлнинг тезлик билан ўзаро 
боғлиқлиги. 
Конуссимон ва конусли-цилиндрсимон қурилмаларда канал ҳосил
қилувчи қатлам фонтанли қатламга айланади.
Қаттиқ материалларнинг мавҳум қайнаш ҳолатига келтиришда оғирлик 
кучидан ташқари магнит ва марказдан қочма кучлар майдонидан ҳам 
фойдаланса бўлади.

---

53 
Мавҳум 
қайнаш 
жараёнининг 
бошланиши 
билан 
оқимнинг
гидродинамик босим кучлари қатламдаги қаттиқ заррачалар оғирлигини 
мувозанатга солиб туради. Газ оқими тезлигининг ортиши билан заррачалар 
оғирлиги ўзгармайди, заррачаларни мавҳум қайнаш ҳолатида ушлаб туриш 
учун зарур бўлган энергия сарфи ҳам бир хил бўлади. Ўзгармас қатламдан 
мавҳум қайнаш ҳолатига ўтиш учун босим чўқкиси ҳарактерлидир. Заррачалар
ўртасидаги ўзаро тортишиш кучларини енгиш учун қўшимча энергия 
сарфланиши сабабли босим чўқкиси ҳосил бўлади. 
Босим чўқкисининг катталиги заррачалар шакли ва юзасига боғлиқ. Агар 
газ тезлиги аста-секин камайтирилса, эгри чизиқ А нуқтада кесишмай 
пастроқдан ўтиб, чўкма ҳосил қилмайди. Бу ҳодиса гистерезис деб аталади. 
Мавҳум қайнаш ҳосил бўлишинг критик тезлигини топиш учун жуда кўп 
тенгламалар таклиф этилган. Шарсимон бир жинсли заррачалар учун биринчи 
критик тезликни топишда Тодес тенгламасидан фойдаланиш энг қулайдир: 
Ar
Ar
кр
22
,
5
1400
Re


(2.72) 
бу ерда 
(2.73) 
(2.74) 
d 
- 
қаттиқ заррачалар 
диаметри, м;

қз
- қаттиқ заррачалар зичлиги, кг/ м
3
;

- муҳитнинг 
динамик қовушқоқлиги, Па с; р- эркин тушиш тезланиши, м/с
2
, 

м
– муҳитнинг 
зичлиги, кг/м
3
.
Ўзгармас қатлам ва мавҳум қайнаш қатлами баландликлари қуйидаги 
боғланишга эга: 
Н = ( 1- Е )= Н
0
( 1- Е
0
) (2.75) 



d
кр



0
Re
2
3
)
(




g
d
Ar
м
кз





---

54 
бу ерда Н - мавҳум қайнаш қатламининг баландлиги, м; Е - мавҳум қайнаш 
қатламидаги заррачалар орасидаги бўшлиқ; Но - ўзгармас қатлам баландлиги,
м; Е
о
- ўзгармас қатламдаги заррачалар орасидаги бўшлиқ. 
Мавҳум қайнаш жараёни мавҳум қайнаш сони К
w
билан ҳаракатланади: 
К
w
= w
0
/ w`
0
бу ерда w
о
- қурилманинг тўла кесимига нисбатан олинган оқимнинг иш 
тезлиги, м/с; w`
о
- мавҳум қайнаш қатлами ҳосил бўлиш критик тезлиги, м/с. 
Мавҳум қайнаш сони К
w
заррачаларининг қатламдаги аралашиш
интенсивлиги кўрсатади. Мавҳум қайнаш қатламида энг интенсив аралашиш
К
w
= 2 да бўлади. Лекин ҳар бир технологик жараён учун К
w
нинг оптимал 
қиймати тажриба йўли билан аниқланади. 
Заррачаларнинг қатламда ўртача бўлиш вақти: 
(2.76) 
бу ерда G
м
- қатламда бўлган қаттиқ материалнинг массаси, кг; Q
с
- қаттиқ 
материал сарфи кг/с. 
Қаттиқ заррачаларнинг газ ёки суюқлик оқими билан чиқиб кетиш тезлиги 
Тодес тенгламаси орқали топилади: 
Ar
Ar
кр
62
,
0
18
Re


бу ерда 
(2.77) 
Мавҳум қайнаш қатламининг гидравлик қаршилиги қуйидагича аниқланади: 
 
c
м
Q
G

0




d
кр



0
`
Re

---

55 

Р = Н ( 

кз 
- 

м 
) ( 1- 

) (2.78)