Massa almashinish qurilmalarining asosiy o‘lchamlari xisobi

1.3. AMALIY MASHGʻULOT


MASSA ALMASHINISH QURILMALARINING ASOSIY O‘LCHAMLARI XISOBI


Pog‘onalar sonini aniqlashning analitik usuli. n - pog‘onali, qarama-qarshi yo‘nalishli, kolonnali qurilmada massa almashinish jarayonini ko‘rib chi³amiz (5.11-rasm).
Kolonna tarelkasiga u_n-1 konsentrasiyali G gaz faza va x_n+1 konsentrasiyali L suyu³ faza uzatilmo³da. Massa almashinish natijasida gaz fazaning konsentrasiyasi u_n mi³dorgacha pasaysa, suyu³ fazaniki x_n mi³dorgacha k´payadi. Tarelkadan chi³ib ketayotgan gaz u_n va undan o³ib tushayotgan suyu³lik x_n tarkiblarining muvozanat µolati konsentrasiyalari muvozanat chizi²ida V nu³ta bilan ifodalanadi (5.11-rasm).
Nazariy po²onada gaz fazasi konsentrasiyasining ´zgarishiga A₁V vertikal chizi³ t´²ri keladi. Suyu³ fazada konsentrasiyaning x_n dan x_n+1 gacha ´zgarishi VA ₂ gorizontal chizi³ bilan ifodalanadi.

Shunday ³ilib, A₁VA₂ “po²ona” nazariy tarelkada ikkala fazalar konsentrasiyalarining ´zgarishini tasvirlaydi. Kolonnali ³urilmalarda nazariy tarelkalar sonini ani³lash uchun boshlan²ich va oxirgi konsentrasiyalar oraligida ketma-ket shunday “po²onalar” ³uriladi.

¥a³i³iy tarelkalar sonini topish uchun ³urilmaning f.i.k. dan foydalaniladi. Ushbu koeffisiyent µa³i³iy tarelkadagi massa almashinish jarayonining real kinetikasini µisobga oladi va tarelkalar tuzilishiga ³arab =0,5...0,8 oralikda b´ladi.

F.i.k. µisobga olingan µollarda, tarelkalarning µa³i³iy soni ushbu nisbatdan topiladi:
(5.66)

bu yerda _n - tarelkalarning µa³i³iy soni;  - f.i.k.

Tarelkalar f.i.k. uning tuzilishiga, gaz va suyu³liklarning fizik – kimyoviy xossalariga, µamda o³imlar gidrodinamikasiga bo²li³dir.

Shuni nazarda tutish kerakki, nazariy tarelkalar soni yordamida ³urilma balandligini ani³lash taµminiy usul b´lib µisoblanadi. Bundan, fa³at massa ´tkazish koeffisiyenti yoki f.i.k. ning ishonchli ³iymatlari b´lmagan µolatlarda foydalanish mumkin.
K´pincha, massa almashinish jarayonlarida muvozanat µolatiga erishib b´lmaydi. Shuning uchun, µa³i³iy t´³nashish po²onalarini ani³lash bu jarayonlarda asosiy masaladir.
Po²onaning samaradorligi fazaning po²onadagi konsentrasiyalar ´zgarishini shu fazaning po²onaga kirishdagi µarakatga keltiruvchi kuchi nisbati bilan belgilanadi.
n - po²ona tarelkasidagi konsentrasiyaning ´zgarishi u_n-1–u_n far³ bilan (5.11v-rasm, A₁V kesma), suyu³likni ideal aralashtirish paytidagi µarakatga keltiruvchi kuch esa, u_n-1–u_nr (5.11v-rasm, A₁S kesma) far³ bilan ifodalanadi.
Unda, po²onalarning samaradorligi yoki f.i.k. ³uyidagicha µisoblanadi:


(5.67)

£urilma balandligi esa ushbu nisbatdan topiladi:

(5.68)


y>y_p b´lganda, n – tarelka uchun µarakatga keltiruvchi kuch ³uyidagicha ani³lanadi:


(5.69)

¤tkazish birligining soni esa,

(5.70)
bundan


(5.71)
5.11-rasmdan k´rinib turibdiki, = AC/BC yoki VS = AS . Agar, ma’lum b´lsa, VS kesma b´yicha V, V₁, V₂ nu³talar ´rnini topish mumkin. V, V₁, V₂,... nu³talarni birlashtirib, µar bir tarelkadan chi³ishdagi fazaning konsentrasiyasini ifodalovchi jarayonning kinetik chizi²ini olamiz.
Massa ´tkazish koeffisiyenti _u va _x larni µisobga olgan µolda ani³lanadi:

Shunday ³ilib, K_u va ³iymatlarni, µamda SV kesmani µisoblab, kinetik chizi³ ´rnini topish mumkin.
Po²onalar samadorligi va ´tkazish birligining soni orasida esa ³uyidagi bo²li³lik bor:


(5.72)
bundan
(5.73)