Urganch davlat universiteti texnika fakulteti

Modda o‘tkazish protsessi

Moddaning bir fazadan ikkinchi fazaga ajratuvchi yuza orqali o‘tish protsessi modda o‘tkazish protsessi deb ataladi. Modda o‘tkazish murakkab protsess bo‘lib, fazalarni ajratuvchi yuzaning ikki tomonida yuz berayotgan modda berish protsesslaridan tashkil topgan bo‘ladi. 22.1-rasmda suyuqlik va gaz (bug‘) yoki ikki suyuqlik o‘rtasidagi modda o‘tkaxzish protsessini tushuntiruvchi sxema ko‘rsatilgan. Fazalar bir-biriga nisbatan ma’lum tezlikda, ya’ni turbulent rejimda harakat qiladi va qo‘zg‘aluvchan ajratuvchi yuzaga ega.

Tarqaluvchi modda (masalan ammiak) gaz fazasidan (F_u) suyuqlik fazasiga (F_x) o‘tadi. Masalan, gaz fazasi sifatida ammiakning havo bilan aralashmasini, suyuq faza sifatida esa suvni olamiz. Gaz fazasida tarqaluvchi modda konsentratsiyasi muvozanat konsentratsiyasidan yuqori. F_u fazaning markazidan ajratuvchi yuzaga va ajratuvchi yuzadan F_x fazaning markaziga ammiak modda berish protsessi orqali o‘tadi. Modda o‘tkazish protsessiga ajratuvchi yuza ham qarshilik ko‘rsatadi.

Modda o‘tkazish protsessi har bir fazadagi turbulent oqimning strukturasiga bog‘liq. Gidrodinamikadan ma’lumki, tur-bulent oqimda qattiq yuza ustida chegara qatlam hosil bo‘ladi. Har bir fazada ikkita zona bor: fazaning yadrosi (yoki fazaning asosiy massasi) va fazaning chegarasidagi yupqa chegara qatlam. Fazaning yadrosida modda asosan

86

turbulent pulsatsiyalar yordamida tarqaladi va tarqaluvchi moddaning konsentratsiyasi (S_ou va S_ox) amaliy jihatdan o‘zgarmas qiymatga ega bo‘ladi. Chegara qatlamda turbulent rejim asta-sekin so‘nib boradi, natijada ajratuvchi yuzaga yaqinlashgan sari konsentratsiya o‘zgarib boradi. Ajratuvchi yuzaning o‘zida moddaning tarqalishi juda sekinlashadi, chunki moddaning o‘tishi faqat molekulyar diffuziyaning tezligiga bog‘liq bo‘lib qoladi. Fazalar o‘rtasidagi ishqalanish va suyuq faza chegarasidagi sirt taranglik kuchlari ta’sirida ajratuvchi yuza yaqinida konsentratsiya keskin, taxminan to‘g‘ri chiziq bo‘yicha o‘zgaradi.

11.1-rasm. Modda o‘tkazish protsessida fazalarda konsentratsiyaning taqsimlanishi.

SHunday qilib, turbulent oqimda fazaning markazidan fazalarni ajratuvchi chegaragacha (yoki teskari yo‘nalishda) moddaning berilishi parallel ravishda molekulyar va turbulent diffuziyalar yordamida amalga oshiriladi, biroq fazaning asosiy massasida moddaning berilish turbulent diffuziya yo‘li bilan boradi. Chegara qatlamda esa moddaning berilishi molekulyar diffuziyaning tezligiga bog‘liq. Demak, moddaning bir fazadan ikkinchi fazaga o‘tish protsessini tezlatish uchun chegara qatlam qalinligini kamaytirish va oqimning turbulentlik darajasini (ma’lum chegaragacha) ko‘paytirish lozim. Oqimning turbulentlik darajasini ko‘paytirish uchun fazaning tezligini oshirish (ma’lum chegaragacha) zarur bo‘lsa, chegara qatlam qalinligini kamaytirish uchun esa tashqi kuchlardan (masalan, texnikaviy usulda aralashtirish, ultratovush, pulsatsiya yoki vibratsiya bilan tebranish, elektromagnit maydon va hokazodan) foydalanish kerak.

87

Bir fazadan ikkinchi fazaga vaqt birligi ichida o‘tgan moddaning massasi M ni aniqlash uchun modda o‘tkazishning asosiy tenglamasidan foydalaniladi:

13. 
     K_y  F ( y  y*)
    

13. 
     K_x  F (x * x)
    

bu erda u, x - berilgan fazadagi muvozanat konsentratsiyalari; u,x-

fazalardagi ish konsentratsiyalar; K_u, K_x – gaz yoki suyuqlik konsentratsiyalari orqali ifodalangan modda o‘tkazish koeffitsientlari; F –fazalarning kontakt yuzasi.

Muvozanat konsentratsiyalarni apparatninng ishlash paytida o‘lchab

bo‘lmaydi, ularning qiymatlari spravochniklardan olinadi.

Bu tenglamalarda protsessning harakatlantiruvchi kuchi sifatida ish va

muvozanat konsentratsiyalar (yoki aksincha) orasidagi farqdan

foydalaniladi. Konsentratsiyalarning bu farqi sistemaning muvozanat holatdan qancha uzoqligini bildiradi.

Fazalar ajratuvchi yuza bo‘ylab harakat qilganda ularning konsentratsiyalari o‘zgaradi, natijada protsessning harakatlantiruvchi kuchi ham o‘zgaradi. SHu sababli modda o‘tkazishning asosiy tenglamasiga o‘rtacha harakatlantiruvchi kuch tushunchasi ( u_o‘ ѐki x_o‘ ) kiritiladi:

13. 
     K_y  F y_{o‘ ,}