Suyuqlik muvozanatdagi harakati, ularning asosiy qonuniyatlari

11-MARUZA
MAVZU: SUYUQLIKLARNI ARALASHTIRISH.
REJA:
1. Suyuqlik muxitlarida aralashtarish usullari.
2. Parakli aralashtirish usuli.
3. Properlerli aralashtirish usuli.
4. Trubinali aralashtirish usuli.
5. Qisilgan havo yordamida aralashtirish usuli.
6. Aralashtirgichlarda energiya sarfi.

Sanoatda shunday jarayonlar bo’ladi-ki bu jarayon-larda bir jinsli gomogen sistemalardan foydalanish zaruriyati tugiladi.ana shunday xollarda aralash-tirish qo’llaniladi. Aralashtirish jarayonida katnashaetgan faza turiga qarab 2 guruhga -suyuqlik muxitlarida aralashtirish hamda qattiq va pastasimon moddalarni aralashtirishga bo’linadi.Qattiq va pastasimon moddalarni aralashtirish mexanik jarayon xisoblanadi,biz uni keyingi Ma`ro’zalarda ko’rib chiqamiz. Suyuqlik muxitlarida aralashtirish qattiq jism+suyuqlik, suyuqlik+suyuqlik va gaz+suyuqlik gomogen sistemalarini olish uchun issiqlik va modda almashinuv jarayonlarini tezlatish uchun hamda kimyoviy jarayonlarni amalga oshirish uchun qo’llaniladi.

Suyuqlik muxitlarida aralashtirish asosan 2 xil yo’l bilan olib boriladi.
1. Mexanik usulda aralashtirish;
2.Qisilgan havo yordamida aralashtirish (pnevmatik usul)
Kimyoviy ishlab chiqarishlarida ishlatilaetgan aralashtirgichlar asosan uch gruppaga bo’linadi:
1. Parrakli;
2. Properlerli;
3. Turbinali.
Parrakli aralashtirgichlar oddiy konstruktsiyaga ega bo’lib, minutiga 400 marta aylanadi. Odatda ular 20-80 marta minutiga aylanish qiladi.Bir parrakli aralashtirgichlar qovushqoqligi 0,1 N s/m² gacha bo’lgan suyuqliklarni aralashtirish uchun qo’llaniladi. Qovushqoqligi katta bo’lgan suyuqliklarni aralashtirish uchun ko’p parrakli aralashtirgichlar ishlatiladi.
Parrakli aralashtirgichlarning diametri qurilma diametrining 0,66 - 0,9 qismini tashqil qiladi. Cho’kma ajiratuvchi sistemalarni ajiratish uchun yakorli aralashtirgichlar ishlatiladi.
Propellerli aralashtirgichlarning asosiy ish organi propeller (yoki vint ) dir.
Ochq gorizontal, vertikal yoki qiya o’rnatilgan bo’lishi mumkin.Vintlar ikki yoki uch kanotli bo’ladi. Kanotlar suyuqlikda xuddi vint kabi harakat qiladi. Propellerni urab olgan suyuqlik esa xuddi gayka kabi aralashtirgichning ochki yo’nalishida harakat qiladi.Propellerli aralashtirgichlar muxitlarni yaxshi aralashtirganda katta tezlikda aylanadi. Propellerning diametri qurilma diametrining 0,25 -0,3 qismini tashqil qiladi. Aylanishlar soni esa minutiga 15 - 1000 gacha bo’ladi.



Propellerli aralashtirgichlarni harakatchan va qovushqoqligi biroz katta bo’lgan (6 N s/m2 gacha) suyuqliklarni aralashtirish uchun maqsadga muvofikdir. Parrakli aralashtirgichlarga karaganda propellerli
aralashtirgichlarning samaradorligi ancha yuqori ,birok ularning ishlashi uchun ko’prok energiya sariflanadi.
Turbinali aralashtirgichlarning asosiy ish organi turbina `gildiragi bo’lib, u vertikal ochqka joylashtirilgan bo’ladi.`Gildirak minutiga 200 - 2000 tagacha aylanadi.
Turbina `gildiragining ishlash usuli markazdan qochma kuchlarning tasiriga asoslangan.Suyuqlik aralashtirgichning markaziy teshiklaridan
kirib, u erda markazdan qochma kuchlar tasirida tezlanish olgan xolda `gildirakdan radial yo’nalishda chiqib ketadi.
`Gildirakda suyuqlik vertikal yo’nalishdan gorizantal yo’nalishga utib, undan katta tezlik bilan chiqadi. (29 - rasm)
29-rasm,Trubinali aralashtirgich.
a-ochiq toch`gri kurakchali,b- ochiq kiya kurakchali, v-yopiq trubinali,1-trubina, 2-yo’naltirgich
Bu aralashtirgichlarning samaradorligi juda yuqori .Turbinali aralashtirgichlarning diametri qurilma diametrining 0,17 - 0,33 qismini tashqil qiladi. Turbinali aralashtirgichlar kovishokligi kam va katta bo’lgan (1 - 700 N s/m² ) gacha suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatiladi.
Qisilgan havo yordamida aralashtirish. Epishkokligi uncha yuqori bo’lmagan suyuqliklarni aralashtirish uchun ayrim xollarda pnevmatik usul ishlatiladi. Bunday aralashtirish sekin boradi; energiya sarfi ancha yuqori bo’ladi. Havo yordami bilan aralashtirishda bazi bir keraksiz bo’lgan jarayonlar: oksidlanish yoki mahsulotlarning bu`glanishi yo’z yueishi mumkin. Odatda, pevmatik usul qo’llanilganda teshikchalari bo’lgan tarkatuvchi quvurlar orqali qisilgan havo yuboriladi.
Sochiluvchi moddalarni qisilgan havo yordamida aralashtirish uchun (masalan pivo ishlab chiqarishda) erlift usulidan foydalanadi. Havo kompressor yordamida markaziy quvurga beriladi. Markaziy quvurda havo, suyuqlik va donalarning aralashmasi hosil bo’ladi. Markaziy quvurdagi aralashmaning solishtirma og’irligi qurilmaning bo’qa qismida joylashgan aralashma zichlmgidan kam bo’ladi. Zich-liklar o’rtasidagi farq natijasida butun massaning tsirkulyatsion harakati paydo bo’ladi. Har qanday aralashtirish jarayoni ikki xil kattalik (energiya sarfi va aralashtirish samaradorligi) bilan harakterlanadi.Har xil jarayonlarda aralashtirish samaradorligi turlicha belgilanadi. Masalan, agar qattiq moddaning suyuqlikdagi suspenziyasi tekshirilaetgan bo’lsa, aralashtirish samaradorligi qattiq modda zarrachalarining suyuulikda bir xil tarqalish vaqti bilavn belgilanadi. Agar aralashtirish issiqlik almashinishni tezlatish uchun ishlatilsa, u xolda jarayon samaradorligi muxitdagi issiqlik berish koefitsentlarining qanchaga ko’payishi bilan belgilanadi.
Aralashtiruvchi qurilmaga sarf bo’ladigan quvvat quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:
(106)
bu erda (107)
D - qurilma diametri; Rn - ichki qurilmalar borligini xisobga oluvchi koeffitsent; s- suyuqlik yoki aralashmaning zichligi;R<sub>ik</sub>-aralashtiruvchi qurilma diametri; N - quvvat mezoni. Quvvat mezoni N grafiklar yordamida aralashtir-gichlarning geometrik o’lchamlariga va harorat rejimiga qarab aniqlanadi. Suyuqlik muxitlarida aralashtirish jarayoni juda ko’p faktorlarga bo`gliq bo’lgan uchun, shu kungacha aralashtirish samaradorligini aniqlashga yordam beradigan ma’lumotlar istarli darajada emas.
1.Sochiluvchan donador va pastasimon materialarni aralashtirish jarayonining vazifalari va sinflanishi
2.Aralashtirish moslamalarining tuzilishi va ishlash printsipi.
3.Aralashtirish jarayonining ahamiyati
Ko’pchilik mahsulotlarning sifati oralik jarayonlarning qanday tashqil qilinganligiga bo`gliq bo’ladi. Maxsulot ishlab chiqarishda dastlabki bir necha kompanentlarni aralashtirish bir jinsli massa olishning va sifatli mahsulot ishlab chiqarishning zaruriy shartlaridan biridir. Bir kompanentni ikkinchi bir kompanent ichida tekis qilib taqsimlab berish yoki turli komponentlardan bir jinsli gomogen aralashma hosil qilish aralashtirish jarayonining asosiy vazifasi xisoblanadi. Aralashtirish jarayonida bir jisli gomagen sistema hosil qilish uchun material donachalari bir biriga nisbatan nafaqat gorizantal tekislik bo’ylab, balki vertikal balandlik bo’ylab intesiv siljishi zarur. Aralashtirish jarayoni aralashayotgan muxitning mexanik xu-susiyatlariga, muxitning qovushqoqligiga bo`gliq bo’ladi.
Aralashtirish hisobiga sanoatda issiqlik almashinish, modda almashinish, bioqimyoviy va biotexnologik jarayonlarning intensivligi oshadi. Aralashtirish jarayonining sifati o’zaro aralashuvchi fazalarning aralashtirish darajasi bilan harakterlanadi. Fazalarning aralashtirish darajasi quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:
(13)
bu erda m - va aralashtirgichdagi kontsentratsiyalar farqi musbat bo’lgandagi namunalar soni,
-aralashtirgichdagi kontsentratsiyaning musbat farqi,-
- ideal aralashtirishda aralashmadagi zarrachalar kontsentratsiyasi
n- bo’lgandagi namuna soni. Bu tenglamadagi -quyidagicha aniqlanadi:
(14)
o’z navbatida tenglamadagi quyidagi formula yordamida aniqlanadi
(15)
V_{k -} massa tarkibida tarqalgan qattiq zarrachalar hajmi
-qattiq va asosiy massaning aralashtirgichdagi zichligi
V_c - asosiy massa hajmi
Aralashtirish jarayoni sanoatda aralashtirgichlarda olib boriladi. Bu qurilmalar asosan quyidagi tiplarga bo’linadi:
a) quruq yoki kam namlangan materiallarni aralashtiruvchi
b) plastik materiallarni aralashtiruvchi
v) suyuq massalarni aralashtiruvchi
Aralashtirishning sifati va davomiyligi yuqoridagi xollar uchun aralashtirgich konstruktsiyasiga, zarrachalarni aralashtirish murakkabligiga bo`gliq. Zarrachalarning harakati qanchalik murakkab bo’lsa shunchalik tez va to’la aralashtirilishga erishiladi.
Aralashtirish jarayonida qo’llaniladigan materiallarning turli tumanligi va ularning fizik kiyoviy xususiyatlaridan kelib chiqib xozirgi kunda sanoatda turli konstruktsiyalardagi aralashtirgichlar qo’llanilmokda. Aralashtirish jarayonida qo’llaniladigan qurilmalar quyidagicha sinflanadi:
1.Quruq materiallarni aralashtirish uchun:
-noksimon, rotorli, planetar, yugirish maslamali aralashtirigichlar
ishlatiladi
2.plastik massalarni aralashtirish uchun:
-bir valli, ikki valli aralashtirigichlar ishlatiladi
3.Suyuq massalarni aralashtirish uchun:
- propellerli, parakli, trubinali aralashtirigichlardan foydalaniladi
YUqorida keltirilgan qurilmalardan biz noksimon aralashtirgichning to’zulishini ko’rib chiqamiz. Noksimon aralashtirgich o’zining soddaligi, ixchamligi, aralashtiriluvchi materialni yuklash va tushirilishining osonligi, aralashtirish sifatining yuqoriligi, bo’qarishningsoddaligi va ishonchligi bilan bo’qa turdagi aralashtirgichlarga nisbatan afzal xisoblanadi. Qurilma maxsus ramaga o’rnatilgan yaxlit baraban idishdan iborat bo’lib, bu idish nok shaklini eslatgani uchun bu guruh aralashtirgichlarni texnikada noksimon aralashtirgichlar deb yuritiladi.
Idishning bir tamoni ochiq bo’lib, shu joydan aralashtiriluvchi materiallar yuklatiladi va tushiriladi.Idishga qo’z`galmas shesterna o’rnatilgan bo’lib, u harakatlantiruvchi sistema valiga o’rnatilgan shesternadan berilayotgan aylanma harakatni o’zatish uchun xizmat qiladi. Idishning ichki qismiga lopastlar kavsharlangan bo’lib, idishning aylanishi natijasida aralash-tiriluvchi materiallar yuqoriga ilashib chiqadi va yuqorigi nuqtadan pastga sochilib tushadi. Materialning aralashish jarayoni shu tarzda davom qiladi. Qurilma davriy ishlash printsipiga asoslangan, uning ish tsikli quyidagichadir:
-materialni qurilmaga yuklash
-harakatlantiruvchi mexanizmni ishga tushurish
-aralashtirish
-aralashgan materialni tushirish
-qurilmani keyingi tsiklga tayyorlash
Plastik massalarni aralashtirish maqsadida sanoatda lopastli aralashtirgichlar qo’llaniladi. Lopastli aralashtirgichlar ishchi mexanizmiga qarab ikki valli va bir valli bo’ladi. Qurilma yarim tsilindr shaklidagi idishdan iborat. Idish ramaga o’rnatilgan bo’lib, uning ichiga lopastli val o’rnatilgan. Val harakatni harakatlantirish mexanizmidan oladi. Aralash-tirilishi shart bo’lgan material tushirish kamerasi orqali idishning old qismiga bir machyorda qilib beriladi. Material val lopastlarining aylanishi natijasida idishning butun hajmi bo’ylab aralashadi va idish korpusi bo’ylab harakatlanadi. Aralashtirish jarayonini intensiv olib borish maqsadida suv yoki bu`g beriladi. Aralashtirilgan material idish korpusining oxiridagi tushurish kanali orqali tushiriladi. Qurilma o’zluksiz ishlaydi. Aralashtirish jara-yoniga bu`g berilshi xisobiga butun massa bo’ylab namlikning tekis tarqalishi ko’zatiladi, buning evaziga o’z navbatida massanining qoliplash xususiyati yaxshilanadi, aralashtiruvchi qurilmanining ish unumdorligi oshadi.