Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги ислом каримов номидаги тошкент давлат техника университети «электроника ва автоматика» факультети

Назарий қисим


1.1. Технологик жараёнлар классификацияси

Жараён ва қурилмалар фанининг ривожланиши технологик жараёнларнинг илмий асосланган классификацияси ва тушунчалар системасини яратиш имконини берди.

Шунинг учун саноат жараёни, технология ва технологик қурилма, машина каби асосий тушунчаларни кўриб чиқамиз.
Саноат жараёни - маълум натижага эришиш учун амалга ошириладиган кетма-кет ҳаракатларнинг мажмуаси ва йиғиндиси.
Технология – бу хом-ашёдан аввалдан белгиланган хоссаларга эга маҳсулот олиш мақсадида ўтказиладиган бир қатор усуллардир. Технологиянинг фан сифатидаги мақсади энг самарадор ва тежамкор технологик жараёнларни аниқлаш ва амалиётда қўллаш учун физик, кимёвий, механик ва бошқа қонуниятларини ўрганишдир.
Технологик қурилма - технологик жараёнларни ўтказиш учун мўлжалланган қурилма, ускуна ёки мослама ёки жиҳоз.
Машина – энергия ёки материални ўзгартириш учун механик ҳаракат қиладиган ускуна ёки мослама.
Кимё ва бошқа технологияларни кўп қиррали, турли асосий жараёнларнинг ўтиш қонуниятларига қараб асосан 6 гуруҳга ажратса бўлади: 1) гидромеханик жараёнлар; 2) иссиқлик алмашиниш жараёнлар; 3) масса алмашиниш жараёнлар; 4) механик жараёнлар; 5) кимёвий ва биокимёвий жараёнлар; 6) совитиш жараёнлар.
Гидромеханик жараёнлар – бу шундай жараёнларки, уларнинг тезлиги механика ва гидродинамика қонунлари билан белгиланади.
Уларга труба ва қурилмаларда газ ва суюқликларни узатиш, суюқликларни аралаштириш, эмульсия ва суспензияларни чўктириш, фильтрлаш, центрифугалаш каби усулларида ажратиш, тескари осмос ва ультра-фильтрлаш, донадор, сочилувчан материалларни мавҳум қайнаши каби жараёнлар киради.
Хар бир саноатда қайси жараён бўлишидан қатъий назар, унинг тезлигини оширишга ҳаракат қилинади, чунки жараён тезлигини кўпайиши қурилманинг иш унумдорлигини ўсишига олиб келади. Гидромеханик, иссиқлик ва масса алмашиш, ҳамда кимёвий жараёнларнинг кинетик қонуниятлари қуйидаги умумий қонун кўринишида ифодаланиши мумкин: жараённинг тезлиги ҳаракатлантирувчи кучга тўри ва қаршиликка тескари пропорционал.
Агар, қаршиликка тескари катталикни тезлик коэффициенти деб белгиласак, гидромеханик жараёнлар учун кинетик тенглама ушбу кўринишга эга бўлади:

бу ерда V - оқиб ўтадиган суюқлик миқдори; F - кўндаланг кесим юзаси;  - вақт; К₁ - жараённинг тезлик коэффициенти; Р - ҳаракатга келтирувчи куч (босимлар фарқи); R₁ - гидравлик қаршилик.
Иссиқлик алмашиниш жараёнлари - бу шундай жараёнларки, уларда, температураси юқори жисм (ёки муҳит) дан температураси паст жисмга (ёки муҳитга) иссиқлик ўтади. Уларга иситиш, пастеризация, стерилизация, совитиш, буғлатиш, конденсациялаш ва бошқалар киради. Иссиқлик алмашиниш жараёнларининг тезлиги иссиқлик ўтказиш қонунлари билан аниқланади ва қуйидаги кинетик тенглама орқали ифодаланади:

бу ерда Q - ўтказилган иссиқлик миқдори; F – иссиқлик алмашиниш юзаси; К₂ - иссиқлик ўтказиш коэффициенти; R₂ - термик қаршилик; t - ўртача температуралар фарқи.
Масса алмашиниш ёки диффузион жараёнлар - бу шундай жараёнларки, бунда концентрацияси юқори фазадан концентрацияси паст фазага турли агрегат ҳолатларда масса ўтади.
Бу жараёнларга абсорбция ва десорбция, ҳайдаш ва ректификация, адсорбция, экстракциялаш, эриш, кристалланиш, намлаш, қуритиш, ион алмашиниш ва бошқалар киради.
Масса алмашиниш жараёнларнинг тезлиги масса ўтказиш қонунлари билан аниқланади ва қуйидаги кинетик тенглама орқали топилади:

бу ерда М – ўтказилган масса миқдори; C - жараённи ҳаракатга келтирувчи куч, ўртача концентрациялар фарқи; К₃ - масса ўтказиш коэффициенти; R₃ – диффузион қаршилик.
Механик жараёнлар – бу шундай жараёнларки, уларда жисмларнинг фақат механик ўзаро таъсирида ўтади. Уларга қаттиқ, сочилувчан материалларни майдалаш, классификациялаш (синфлаш), пресслаш, грануллаш ва бошқалар киради.
Кимёвий ва биокимёвий жараёнлар - бу шундай жараёнларки, уларда моддаларнинг кимёвий таркиби ва хоссалари ўзгариши билан характерланади. Ушбу жараёнларнинг тезлиги кимёвий кинетика қонунлари билан аниқланади ва қуйидаги тенглама ёрдамида ифодаланади:

бу ерда М - кимёвий жараён пайтида ўтган масса миқдори; V - реактор (қурилма) ҳажми; К₄ - кимёвий жараён тезлиги коэффициенти; f(c) – жараённи ҳаракатга келтирувчи куч бўлиб, реакцияда иштирок этувчи моддалар концентрацияларининг функциясидир.
Шундай қилиб, юқорида кўриб чиқилган ҳамма кинетик тенгламалар қуйидаги умумий кўринишга келтирилиши мумкин:
I = lx
бу ерда I – жараённи ўтиш тезлиги; х – жараённи ҳаракатга келтирувчи куч, турли катталиклар фарқи (босим, температура, концентрация); l - ўтказувчанлик коэффициенти, бирор жараён учун скаляр катталик бўлиб, қаршиликка тескари катталик.
Турли жараёнларнинг тезлик коэффициентлари асосан материал оқимларининг ҳаракат тезлигига боғлиқ. Шунинг учун, ҳамма кинетик қонуниятлар материал оқимларининг ҳаракат қонунларига асосланади.
Кинетик тенгламалар таҳлили жараённи интенсивлашнинг умумий принципларини аниқлаш имконини беради. Жараён тезлигини ошириш учун ҳаракатга келтирувчи кучни ошириш ва қаршиликни камайтириш керак.
Исталган жараён таҳлил қилинганда «ҳаракатга келтирувчи куч» асосий омилдир.
Жараёнларнинг кинетик қонуниятларини билиш ва тўри аниқлаш турли хилдаги қурилмаларнинг асосий ўлчамларини топишда асос бўлади.