1-mavzu: Filtrlar hisoblash
Reja:
1.Umumiy tushunchalar
2
Filtrlash turlari
3.Filtrlash jarayonini intensivlash
4 Filtrlarni hisoblash
Umumiy tushunchalar Turli jimsli sistemalarni govak filtr to’siqlar
yordamida fazalarga ajratish jarayoniga filtrlash deyiladi. Filtr to’siqlar
aralashmaning qattiq (dispers) fazasini ushlab qoladi, suyuq (dispersion) fazasini
o’tkazib yuborish qobiliyatiga ega. Filtr to’siqlar yoki bundan buyon filtrlar
sifatida
govakli
materiallar
qo’llaniladi
(masalan, to’r pardalar, karton, gazlamalar,
sochiluvchan materiallar, shag’al, kum, govak
polimer materiallar, keramika, metallokeramika
va boshqalar).
Filtrlash
jarayoni
bosimlar
farqi
yoki
markazdan qochma kuchlar maydoni ta’sirida
amalga oshiriladi.
Filtrlash intensivligi suspenziya sifati, ya’ni
dispers
faza
cho’kmasi
qarshiligining
miqdoriga, karton, shilimshiq va kolloid
moddalar bor-yo’qligiga bog’likdir.
Turli jimsli sistemalarni ajratish paytida filtr konstruktsiyasi yoki filtrlovchi
sentrifuga, filtr to’siq va filtrlash rejimlarini tanlash zarurati tug’iladi.
Kimyo, oziq - ovqat va boshqa sanoatlarda cho’kma hosil qilish yo’li bilan
filtrlash keng tarqalgan.
Masalan, shakarpazlikda filtrlash qiyomlarni tozalash, cho’kmani saturatsion
sharbatdan ajratish uchun qo’llaniladi. Pivo pishirishda esa, ushbu jarayon
suslodan
qattiq fazaga
ajratish va tayyor mahsulotni tindirish uchun ishlatiladi.
Undan tashqari, vinopazlik, liker — aroq va sharbatlar ishlab chiqarish
sanoatlarida filtrlash jarayonidan keng miqyosda foydalaniladi.
Kimyo, non pishirish, tegirmon va spirt sanoatlarida gazlarni tozalash uchun
filtrlash jarayoni ishlatiladi.
Filtrlash jarayonida siqiluvchi va siqilmaydigan cho’kmalar hosil bo’ladi.
Siqiluvchi cho’kma zarrachalari bosim ortishi bilan qatlam deformatsiyaga
uchraydi va uning o’lchami kamayadi. Siqilmaydigan cho’kmada bosim ko’payishi
bilan qatlam shakli va o’lchami uzgarmaydi.
Amalda filtrlashdan keyin quyidagi qo’shimcha jarayonlar qo’llaniladi:
a) cho’kmani yuvish; b) cho’kmani havo yoki inert gazlar oqimi bilan tozalash; v)
cho’kmani quritish; Filtrlash jarayonining unumdorligi va olingan filtratning
tozaligi filtr to’siqlar xususiyatlariga bog’liq. Filtr to’siqlar g’ovak, teshiklari katta
va
gidravlik qarshiligi kichik bo’lishi kerak. Filtr to’siqlar tuzilishiga qarab
egiluvchan va egilmas bo’ladi.
Filtr to’siqlar tepa va ostki qismidagi bosimlarning farqi filtrlash
jarayonining harakatlantiruvchi kuchi deb hisoblanadi.
Harakatlantiruvchi kuchlar turiga qarab filtrlash jarayoni ikki guruhga
bo’linadi: a) bosimlar farqi ta’sirida ajratish (filtrlash); b) markazdan qochma kuch
ta’sirida ajratish (tsentrifugalash).
Filtrlash turlari
Turli jimsli sistemalarni ajratish paytida filtr to’siq turi va suspenziya
xossalariga qarab, filtr to’siq yuzasida cho’kma hosil qilish, filtr kovaklarini
to’ldirish va ham birinchi, ham ikkinchi hodisalar birgalikda kelgan (oraliq)
holatlarda filtrlash jarayoni sodir bo’lishi mumkin.
Filtr to’siq yuzasida cho’kma hosil qilib filtrlash jarayoni qattiq jism
zarrachalarining diametri
d
3
kovak diametri
d
dan katta bo’lganda ro’y beradi.
Bu usul suspenziya tarkibidagi qattiq faza kontsentratsiyasi 1 % (mass) dan
ortiq bo’lganda qo’llaniladi, chunki bunda filtr to’siq kovagiga kirish joyida
gumbazchalar hosil bo’lishi uchun qulay sharoitlar yaratiladi. Gumbazchalar hosil
bo’lishi, cho’kish tezligi va suspenziya kontsentratsiyasining ortishiga imkoniyat
tug’diradi.
Kovaklarni to’ldirish usulida filtrlash (rasm) filtr to’siq kovaklariga qattiq
zarrachalar kirib to’ldirganda ro’y beradi. shuni alohida ta’kidlash kerakki, filtrlash
jarayonining boshlang’ich davridayoq, qattiq zarrachalar to’siq kovaklarini
to’ldirib boshlaydi. Bu hodisa, albatta filtr kurilmalar ish unumdorligini
pasaytiradi. Jarayonni kerakli darajada ushlab turish uchun filtr to’siqni birinchi
holatini tiklash, ya’ni filtrlashga yaroqli qilish kerak. Buning uchun to’siqlar
suyuqlik oqimi bilan yuviladi yoki to’siq metalldan yasalgan bo’lsa, qizdirib
quydiriladi.
1 cho’kma hosil qilib filtrlash;
2 - tusiq kovaklarini to’ldirib filtrlash.
Oraliq filtrlash usuli bir vaqtning o’zida ham filtr to’siq yuzasida cho’kma hosil
qilish, ham kovaklarni to’ldirib, filtrlash usullari ro’y berganda amalga oshadi.
Ushbu usulda kichik kontsentratsiyali suspenziyalarni filtrlash jarayoni
tezligini oshirish uchun qo’shimcha moddalar ishtirokida olib boriladi.
Jarayondan avval filtr to’siq yuzasi qo’shimcha modda bilan qoplanadi.
Ko’shimcha moddalardan qilingan qoplama to’siq kovaklarini to’lib
qolishdan saqlaydi. Qo’shimcha moddalar sifatida o’ta mayin ko’mir, perlit, asbest,
kizelgur, fibroflo, askanit va boshqa materiallar qo’llanilishi mumkin.
Xulosa qilib aytganda, filtrlash jarayoni intensivligi va filtr kurilmaning ish
unumdorligi filtrlash tezligiga bog’liqtdir.
Filtr to’siqning pastki va tepa qismlaridagi bosimlar farqiga yoki markazdan
qochma kuchga filtrlash jarayonini harakatga keltiruvchi kuchi deb aytiladi.
Bosimlar farqini turli usullar: filtr to’siqning tepa bo’shlig’ida ortiqcha
bosim barpo etish yoki pastki qismini vakuum trubaga ulash yo’li bilan hosil qilish
mumkin. Bunday holatlarda filtrlash o’zgarmas bosimlar farqida boradi va jarayon
tezligi bosimlar farqiga to’g’ri va cho’kma qatlami qarshiligiga teskari
proportsionaldir.
Filtrlash jarayoni esa kuyidagi kinetik tenglama bilan ifodalanadi:
(1)
bu yerda
V -
filtrat hajmi, m
3
;
G’ -
filtrlash yuzasi, m
2
;
t
- filtrlash vaqgi, s;
A
r
-
bosimlar farqi, N/m
2
;
t
s
- dinamik qovushoqlik, Pa s
;
R
v
—
chukma va filtr to’siqlar qarshiligi, m.
1 m
3
filtrat olinganda
xch
(m
3
) mikdorda cho’kma hosil bo’ladi deb qabul qilamiz.
Unda,
(2)
bu yerda
h
4
-
chukma qatlami balandligi, m.
Bu formuladan:
(3)
CHo’kma qatlamining qarshiligi uning balandligiga proportsional deb faraz
qilamiz.
(4)
bu yerda
r
0
—
cho’kmaning solishtirma qarshiligi, m
2
.
Agar (3.42) ni (3.40) ga qo’ysak, ushbu ko’rinishga ega bo’lamiz:
(
)
(5)
(3.43) tenglik filtrlash jarayonining asosiy tenglamasi deb ataladi.
Filtr to’siq qarshiligi hisobga olinmasa, kuyidagi tenglama holatiga kelamiz
(6)
bu yerda
w -
filtrlash tezligi.Filtrlash jarayonining boshlang’ich fursati uchun, ya’ni
Do'stlaringiz bilan baham: |