2. Gidrаvlikа аsоslаri. Suyuqliklаrning аsоsiy fizik xоssаlаri

Modda va energiyaning o’tkazish qonunlari
Oziq-ovqat mahsulotlari ishlab chiqarish jarayonlari ko’p hollarda gaz, bug’ va suyuqlik fazalarida, moddiy oqimlarni harakatlanishi yoki o’zaro aralashuvi natijasida amalga oshiriladi. Bu paytda modda va energiya o’tkazish jarayonlarining tezligi ko’p jihatdan ular amalga oshiriladigan texnologik qurilmalardagi gidrodinamik sharoitlarga bog’liq bo’ladi. Gidrodinamik sharoitlarni oldindan bilish asosida qurilmada optimal ish rejimini tashkil etish va uni boshqarish mumkin.
Texnologik jarayon tezligini ortishi qurilmaning ish unumdorligini ko’paytiradi. Jarayon tezligi haqidagi fan jarayon parametrlarining (kontsentratsiya, harorat va x.) vaqt bo’yicha o’zgarish qonuniyatlarini o’rganadi. Jarayonlar kinetikasini o’rganish asosida quyidagi qonuniyatni shakllantirish mumkin: «jarayonning kechish tezligi uni harakatlantiruvchi kuchga to’g’ri va qarshilikka teskari mutanosiblikda bo’ladi» yoki bu qonuniyatni boshqacha shakldagi talqini: jarayonning kechish tezligi uning potentsialini kinetik koeffitsientiga ko’paytmasiga teng. Ushbu ta’rifning matematik ko’rinishi quyidagicha yozilishi mumkin.
j = k x, (2-22)
bu yerda j- jarayon tezligi; k- kinetik koeffitsient (o’tkazish koeffitsienti), jarayonga ko’rsatiladigan qarshilikka teskari bo’lgan kattalik; x- harakatlantiruvchi kuch, ya’ni jarayon potentsiali.
Masalan, gidromexanik jarayonlar turkumiga kiruvchi filtrlash jarayonining kinetik tenglamasi quyidagi ko’rinishga ega:
, (2-23)
bu yerda V- filtrat miqdori; F- filtrlovchi yuza maydoni; - vaqt; R_f- filtrlovchi material qarshiligi; - bosimlar farqi (jarayonni harakatlantiruvchi kuch); K₁=1/R_f- filtrlovchi materialning o’tkazuvchanligi.
Termodinamika qonunlariga asosan issiqlik almashinish jarayonlari quyidagi kinetik tenglama bilan ifodalanadi
t = K₂ t , (2-24)
bu yerda Q- uzatilgan issiqlik miqdori; F- issiqlik uzatish yuzasi; R₂- termik qarshilik; K₂=1/R₂ - issiqlik uzatish koeffitsienti; t- jarayonda qatnashuvchi muhitlarning haroratlari o’rtasidagi farq (jarayonni harakatlantiruvchi kuch).
Modda almashinish (diffuziya) jarayonlarini ifodalash uchun quyidagi kinetik tenglama tavsiya etilgan
, (2-25)
bu yerda M- o’tkazilgan modda miqdori; F- fazalarning kontakt yuzasi; R₃- modda almashinishga bo’lgan qarshilik; K₃=1/R₃- modda o’tkazish koeffitsienti; S- moddaning fazalardagi kontsentratsiyalari o’rtasidagi farq (jarayonni harakatlantiruvchi kuch).
Yuqorida misol tariqasida keltirilgan jarayonlarning harakatlantiruvchi kuchi va kinetik koeffitsienti qiymatlari moddiy oqimlarning harakat rejimlaridan bog’liq bo’ladi.
SHunday qilib, yuqorida ko’rib chiqilgan jarayonlarni o’rganish paytida bir turdagi differentsial tenglamalardan foydalaniladi.
Nazariy uslubda olingan differentsial tenglamalar o’xshashlik nazariyasi printsiplari asosida qayta ishlanib, kriterial tenglamalar shakliga aylantiriladi. So’ngra, tajriba natijalari bo’yicha, hisoblashlar uchun qulay shakldagi tenglamalar holatiga keltiriladi. Jarayonning kriterial tenglamalari bo’yicha aniqlangan tezlik koeffitsienti kelgusida uni amalga oshiruvchi qurilmani hisoblash uchun ishlatiladi.