Kimyoviy injenering jarayoni va qurilmalari

Nazariy qism

1. 
   
   BOSIM HAQIDAGI ASOSIY MA’LUMOTLAR
   

Bosim texnologik jarayonlarning asosiy param etrlaridan biridir. Ishlab chiqarish jarayonlarining to’g’ri olib borilishi, ko’pincha bosim kattaligiga bog’liq bo’ladi.

Tekis sirtga normal ta’sir ko’rsatuvchi tekis taqsimlangan kuch bosim deb ataladi:

bu yerda: S — tekislik yuzi; F — shu tekislik yuziga tik ta’sir qiladigan bosim kuchi.

Bosim xalqaro birliklar tizimida paskal (Pa) bilan oichanadi. 1 Pa qiymati jihatidan kuchga perpendikular bo’lgan 1 m² yuzaga tekis taqsimlangan 1 N kuch hosil qilgan bosimga teng (N /m²). Karrali kPa va MPa birliklar keng qoilaniladi, kgk/sm², bar, kgk/m² (mm suv ust.), mm sim. ust. kabi birliklardan ham foydalanish mumkin. 1-jadvalda ko’p uchraydigan bosim birliklarining nisbati keltirilgan.
1-jadval

O’lchashda mutlaq, ortiqcha, atmosfera va vakuum bosimlar mavjud. R_mut — mutlaq bosim — modda holatining (suyuqlik, gaz, bug’) parametri bo’lib, R_atm — atmosfera va R_ort — ortiqcha bosimlar yig’indisidan iborat:

R_mut = R_atm + R_ort (1)
Ortiqcha bosim mutlaq va atmosfera bosimlari oralaridagi farqdan iborat:
R_ort =R_mut - R_atm (2)
Atmosfera bosimi — yer atmosferasidagi havo ustunining bosimi; uning qiymati barometrlar bilan oichanadi, shuning uchun bu bosim ko’pincha barometrik bosim deb ataladi. Agar mutlaq bosim atmosfera bosimidan kichik bo’lsa, vakuum (siyraklanish) sodir bo’ladi.
R_v = R_atm - R_mut (3)
Bosim — biror jismning boshqa jism sirtiga tik yoʻnalishda taʼsir qiladigan kuchlar intensivligini ifodalovchi fizik kattalik. Pa(paskal) yoki N/sm² da oʻlchanadi. Jism sirtiga tik taʼsir qiladigan kuchlar bosim kuchlari deb ataladi bino poydevorining zaminga taʼsiri, suyuklikning idish devoriga taʼsiri va h.k.). Kuchlar sirt boʻylab tekis taqsimlangan boʻlsa, u holda bosim P=F/S bunda F — jism sirtiga taʼsir qiladigan kuch, S — jism yuzasi. Bosimning bir necha turi mavjud. Gidromexanik bosim— suyuklikning biror nuqtasidagi bosim. U gidrostatik (tinch holatdagi suyuklikka oid) va gidrodinamik (harakatdagi suyuqlikka oid) xillarga boʻlinadi. Gidromexanik bosimning atmosfera bosimidan ortishi ortiqcha bosim, atmosfera bosimidan kichik bosim vakuummetrik bosim deb ataladi. Dinamik B,— harakatdagi suyuqlik zarrasining hajm birligidagi kinetik energiyasini ifodalovchi tushuncha. Bundan tashqari, havo bosimi, bugʻ bosimi, parsial bosim (gazga oid), yonilgʻi ichki yonuv dvigateli silindrida yonganda hosil boʻladigan gaz bosimi va boshqa xil bosimlar boʻladi. Biror idish, qozon hamda boshqalar ichidagi va atrofdagi muhit bosimlari birgalikda mutlaq bosim deyiladi. Bunday bosim ata bilan ifodalanadi. Fan va texnikada juda kichik (qarang Vakuum texnikasi) va juda yuqori bosimlar bilan ish koʻriladi. Kichik bosimlar asosan tor bilan (qarang Vakuum), atmosfera bosimidan yuqori bosimlar atmosfera (atm), millimetr simob ustuni (mm sim. ust.) yoki millimetr suv ustuni (mm suv ust.) bilan oʻlchanadi. Meteorologiyada bosim birligi bar yoki mm sim. ust. bilan ifodalanadi. MKS tizimida (qarang Birliklar tizimi) bosim birligi sifatida N/m² (kvadrat metrga nyuton), SGS tizimida — dina/sm² (kvadrat santimetrga dina), MKGSS tizimida — kgk/m² (kvadrat metrga kilogramm kuch) qabul qilingan. Bosim barometr, datchik va manometr bilan oʻlchanadi.
Katta qiymatlardagi bosimni ifodalash uchun SI sistemasiga tegishli boʻlmagan Bar birligi ham keng ishlatiladi. 1 bar = 105 Pa = 1.02 kgk/sm²=10200 mm H₂O ust.
Texnikada eng keng tarqalgan bosim oʻlchov birligi bu meʼyoriy atmosfera bosimi xisoblanadi. U erkin tushish tezligi 9,806 m/s va simob zichligi 13.595 boʻlganda, balandligi 760 mm boʻlgan simob ustunini muvozanatlagan xavo bosimi, yaʼni meʼyoriy atmosfera bosimi orqali ifodalanadi. Bunday simob ustuni xar bir kvadrat santimetrga oʻz ogʻirligiga teng boʻlgan bosim bilan taʼsir koʻrsatadi. 1Ratm = 760 mm Hg ust. = 1,033 kgk/sm2 = 101325 Pa = 1.01 bar. Agar bosimni toʻgʻridan toʻgʻri milimetr simob ustuni tarzida ifodalasak, 1 mm Hg ust = 133,3 Pa = 13.59 mm H₂O ust. Bosim simob ustuni balandligi birligida ifodalansa, Atmosfera bosimini simob ustuni yordamida oʻlchashni kashf etgan olim Evangelista Torrichelli sharafiga birligini Torr deb yuritiladi.
Bosim - bu tabiat va inson hayotida alohida o’rin tutadigan jismoniy miqdor hisoblanadi. Bu aqlli ko’z ko’ra oladigan hodisa nafaqat atrof-muhitga ta’sir qiladi, balki juda yaxshi, barcha his qiladi.
Ishlab chiqarish jarayonida sathni roslash va reglament keltirilgan optimal qiymatda ushlab turish muhim ahamiyat kasb etadi. Sath asosan aralashtirgichlarda, pechlarda, rezervuarlar kabi boshqarish obyektlarida ko’proq rostlash talab qilinadi. Sathni rostlash uchun eng avvalo sathni o’lchovchi datchiklar bilan tanishishimiz kerak bo’ladi. Sath o’lchash datchiklarini bir necha turlari mavjud bo’lib, shulardan gidrostatik sath o’lchovchini ko’rib chiqamiz. Gidrostatik sath o’lchovchining ishlash printsipi sath o’zgarganda hosil bo’ladigan gidrostatik bosim yoki bosimlar farqini o’lchashga asoslangan qurilma. Sathni o’lchash va uni uzoq masofaga pnevmatik uzatib berish uchun membranali differentsial manometr qo’llaniladi.
O’lchanayotgan ob’ektda sath o’zgarsa, gidrostatik bosim o’zgaradi va quyidagi tenglama orqali aniqlanadi va shunday bosim bilan menbrananing yuzasiga ta’sir ko’rsatadi. Bu ta’sir natijasida kuch hosil bo’ladi va quyidagicha belgilaniladi.
Xuddi shunday menbrananig ikkinchi tomonidan reglamentda ko’rsatilgan sothdagi gidrostatik bosim va uning ta’sir etuvchi kuchi qo’yiladi.
Bu erda h₀ reglamentda keltirilgan sathning qiymati. Bu ikkita kuch membranada taqqoslanadi va farq asosida ishlaydi.
Aralashtirish jarayoni ishlab chiqarishda reaktsiya ketadigan holatlarda asosan ko’p ishlatiladi. Bunda ikki va undan ortiq kirish maxsulotlarni bitta apparatda aralashtirib ularni ma’lum balandlikda ushlab turish, ishlab chiqaradigan maxsulotning sifati va soni oshadi. Sathni ushlab turish har jihatdan umumiy sistemani turg’unligiga ta’sir etadi. Sath masalan rezervuarlarda sathni ma’lum qiymatdan oshmasligi va ma’lum qimatdan pasaymasligi kerak. Bunining uchun signalizasiya va blakirovka qiymatlari beriladi. Agar sistemada sath oshib ketsa unga keladigan manba klapni yopiladi, aks holda ochilish ro’y beradi.

2.