2. Gidrаvlikа аsоslаri. Suyuqliklаrning аsоsiy fizik xоssаlаri

Og’irlik kuchi ta’sirida chang cho’ktirish

Og’irlik kuchi ta’sirida chang tozalash uchun chang cho’ktirish kameralari va inertsion chang ushlagichlardan foydalaniladi.
CHo’ktirish qurilmalarida chang tarkibidan 50÷100 mkm o’lchamli qattiq zarrachalar og’irlik kuchi ta’sirida cho’ktiriladi. Ushbu qurilmalarning o’lchamlari katta bo’lib‚ ularda havoning tozalanish darajasi 40÷50% dan ortmaydi. Zarrachalarni kamerada yaxshi cho’kishi uchun chang oqimi tezligi 3 m/sek dan oshmasligi lozim. CHang cho’ktirish kameralarining mavjud konstruktiv sxemalari 19.1- rasmda tasvirlangan.
Eng oddiy tuzilishga ega chang cho’ktirish qurilmasi 19.1-rasmning a-sxemasida tasvirlangan. Qurilma katta hajmdagi bo’shliqqa ega bo’lib, uning tubiga bir necha qator chang yig’uvchi bunkerlar o’rnatilgan. Qurilmadagi chang oqimi sekin harakatlanadi.
Natijada uning tarkibidagi qattiq jism zarrachalari og’irlik kuchi ta’sirida bunkerlardan biriga, fraktsiyalarga ajralgan holda, tushadi. Dastlabki bunkerlarga eng katta o’lchamli zarrachalar yig’iladi va aksincha, o’lchami eng kichik bo’lgan zarrachalar oxirgi sektsiyada cho’kadi.Mazkur tipdagi chang cho’ktirish qurilmalarining o’lchamlari katta bo’lganligi uchun ko’p joyni egallaydi.

- rasm. CHang cho’ktirish kameralari: a- gorizontal kamera; b- ko’p tokchali kamera; v- vertikal to’siqli kamera; g- pardali kamera.
-rasmning b-sxemasida tasvirlangan ko’p tokchali chang cho’ktirish kamerasining bo’shlig’i kichik qiyalik burchagi ostida o’rnatilgan gorizontal metall listlar yordamida bir necha sektsiyalarga ajratilgan. Rostlovchi moslama yordamida qurilmaga berilayotgan chang oqimi kamera kanali orqali gorizontal tokchalar oralig’i (tirqish kengligi 100÷400 mm) bo’ylab taqsimlanadi. Tokchalarning asosiy vazifasi chang zarralarining cho’kish yo’lini qisqartirish va cho’ktirish yuzasini ko’paytirishdan iboratdir. Gaz oqimini tokchalar orasidagi tirqishlardan o’tishi paytida uning tarkibidagi zarrachalar metall yuzalarga cho’kib qoladi. Gaz oqimining kameradagi tezligi cho’ktirish jarayoni vaqti bilan chegaralanadi.
CHangdan tozalangan havo oqimi kameraning chiqarish kanali orqali aspiratsiya qurilmalariga qo’shimcha tozalanish uchun yo’naltiriladi. Tokchalarga cho’kkan chang zarrachalari (d100 mkm) davriy ravishda suv bilan yuvib tashlanadi yoki boshqa biron-bir usulda, masalan, tokchalarni silkitish yo’li bilan yig’ib olinadi.
Mazkur tipdagi chang cho’ktirish qurilmalari navbatma-navbat ishlovchi ikki bo’limga ajratilishi mumkin. Bunday holatda kameraning birinchi bo’limi ishlaydi, ikkinchi bo’limi esa changdan tozalanadi. SHu tariqa qurilmaning uzluksiz ish rejimi ta’minlanadi.
Vertikal to’siqlar yordamida bir necha qismga ajratilgan chang cho’ktirish kameralarida (19.1-rasm, v-sxema) ajratish jarayonini amalga oshirish uchun gravitatsiya kuchidan tashqari inertsiya kuchidan ham foydalaniladi. Tasvirdan ko’rinib turibdiki, qurilma bo’ylab harakatlanayotgan gaz bir necha marotaba o’z yo’nalishini o’zgartiradi. Harakat yo’nalishi (tezligi) birdan o’zgaradigan joylarda (to’siqlar atrofida) inertsiya kuchining kamayishi sababli zarrachalar asosiy gaz oqimidan ajralib quyiga, bunkerga cho’kadi. Og’irlik va inertsiya kuchlarining qo’shma ta’siri natijasida qurilmaning f.i.k. ortadi, uning o’lchamlari esa ancha kichiklashadi.
-rasmning v-sxemasida tasvirlangan chang cho’ktirish kamerasining separatsiya bo’shlig’ida erkin osilib turuvchi parda (zanjirli yoki simli) o’rnatilgan bo’ladi. Gaz oqimini bunday turdagi pardalarga urilishi natijasida filtrlanish jarayoni yuz berib, chang ajraladi. Pardalar qurilmada yuzaga kelishi mumkin bo’lgan turbulent oqimlarni ham parchalaydi. Agar pardalar davriy ravishda ho’llanib yoki moylanib turilsa, jarayon samaradorligi yanada oshadi, chunki chang xo’l va moyli yuzalarga tez yopishadi.

Inertsion chang ushlagichlarda (19.2-rasm) havoni tozalanish darajasi chang cho’ktirish kameralariga nisbatan ancha yuqori bo’ladi. Inertsion chang ushlagichlar sxemasi.

Bunday qurilmalarga chang markaziy quvurdan (a-sxema) yoki yon

tomondan (b- va v-sxemalar) berilishi mumkin. Ushbu turdagi
qurilmalarning ishlash printsipi juda oddiy. CHang kirish patrubkasi orqali katta tezlikda (10 m/sek) dastlab qurilma tubiga tomon yo’naltiriladi, so’ngra gaz oqimi birdan yuqoriga burilib, orqaga qaytadi. Oqim yo’nalishining o’zgarishi natijasida gaz tezligi susayadi (1 m/sek), inertsiya kuchlari qiymati ham kamayadi. Bunday holatda chang zarrachalari (30d100 mkm) gaz oqimidan ajralib, qurilmaning tubiga cho’kadi.
Inertsion chang ushlash qurilmalarida havoning tozalanish darajasi 65÷85% bo’ladi.
Changlarni markazdan qochma kuch maydonida tozalash
Chang tarkibidan qattiq zarrachalarni markazdan qochma kuch maydonida ajratib olish uchun tsiklonlardan keng foydalaniladi.
TSiklonlar tsilindrik va konussimon qismlardan iborat bo’lib, kontsentratsiyasi 400 g/m³ gacha bo’lgan changlarni markazdan qochma kuch maydonida ajratish uchun mo’ljallangan. CHang qurilmaga 20÷25 m/sek tezlikda beriladi, so’ngra qurilma tubiga tomon spiralsimon aylanma harakat bilan yo’naladi. Aylanma harakat natijasida hosil bo’luvchi markazdan qochma kuch ta’sirida chang zarrachalari qurilma o’qidan uning devori tomon yo’naladi. CHang zarrachasi jihoz devoriga urilgach, o’z kinetik energiyasini yo’qotadi va devor yuzasi bo’ylab, og’irlik kuchi ta’sirida, pastga surilib tushadi. TSiklonning quyi qismida gaz oqimi inertsiya bo’yicha spiralsimon harakatini davom ettiradi va uni qaytishi natijasida yuqoriga yo’nalgan oqim paydo bo’ladi. SHu sababdan tozalangan gaz oqimi markaziy truba orqali, jihozning yuqori qismidagi patrubkadan chiqib ketadi.
NIIOGAZ tsiklonlarida (19.3-rasm) chang kirituvchi to’rtburchak kesim yuzali patrubka qurilma korpusiga qiya urinma shaklida joylashtirilgan. Ushbu tipdagi tsiklonlarning quyidagi uchta turi keng qo’llaniladi: TSN-24 (qiyalik burchagi 24)‚ TSN-15 (qiyalik burchagi 15) va TSN-11 (qiyalik burchagi11).



TSN-24 rusumli tsiklonlar chang oqimidagi katta o’lchamli zarrachalarni tutadi‚ ularning ish unumdorligi yuqori, gidravlik qarshiligi esa kichik.
TSN-15 rusumli tsiklonlarning gidravlik qarshiligi kichik, havoning yuqori tozalanish darajasini ta’minlaydi.
TSN-11 tsiklonlari eng samarali va universal chang tutqich sifatida tavsiya etilgan.
Chang oqimi tarkibidagi abraziv va yopishuvchan zarrachalar ventilyatorni ishdan chiqarishi mumkinligini e’tiborga olib, aspiratsiya tarmog’iga dastlab tsiklon‚ so’ngra esa ventilyator o’rnatiladi.
Siklonga kirayotgan changli havo tarkibidagi suv bug’lari kondensatsiyaga uchramasligi uchun aralashma harorati havoning shudring (gaz tarkibidagi namlikni kondensatsiyalanish) nuqtasidan 10÷25S yuqori bo’lishi lozim.
NIIOGAZ tsiklonlarining diametri 100÷1000 mm bo’ladi. Mazkur tsiklonlarda havoning tozalanish darajasi chang tarkibidagi qattiq zarrachalar o’lchamidan bog’liq bo’ladi. Misol uchun, 5 mkm o’lchamli zarrachalar tutgan chang muhiti uchun havoning tozalanish darajasi 30÷85%, agar zarrachalar 10 o’lchami mkm bo’lsa 70÷85% va 20 mkm kattalikdagi zarrachalar uchun esa 95÷99% ni tashkil etadi.
Siklonlar vositasida havoning changdan tozalanish darajasi ajratish koeffitsienti K_a qiymati bilan tavsiflanadi
K_a = ²/(Rg), (19-2)
bu yerda - chang oqimining tezligi, m/sek; R- tsiklonning tsilindrik qismi radiusi, m; g=9.81 m/sek².
Ushbu (19-2) tenglikdan ko’rinadiki, havoning changdan tozalanish darajasini oshirish uchun oqim tezlanishini orttirish yoki tsiklon radiusini kichraytirish lozim. Chang tezligi orttirilsa, tsiklonda kuchli turbulent oqim hosil bo’ladi. Bu paytda chang tarkibidagi zarrachalarning cho’kish sharoiti buziladi, tozalanish darajasi pasayadi va qurilmaning gidravlik qarshiligi ortadi. TSiklon radiusini optimal chegaralarda belgilangan o’lchamlardan kichiklashuvi natijasida uning ish unumdorligi kamayadi. SHuning uchun katta hajmdagi gazlarni (~140 m³/soat) tozalash zarururiyati paydo bo’lsa, u holda bitta katta diametrli tsiklon o’rniga bir nechta kichik diametrli tsiklon guruhlari - mulьtitsiklon batareyalari ishlatiladi (19.4-rasm).
Batareyali tsiklon korpusi 1 tsilindr yoki to’g’ri to’rtburchak shaklida bo’lib, uning ichiga 10÷14 dona tsiklon elementlari 3 chambarak (tutqichlar) 4 vositasida joylashtiriladi. Natijada qurilma korpusida bir-biriga nisbatan germetik holatda bo’lgan uchta alohida bo’limlar – chang taqsimlash kamerasi 2, chang yig’ish bunkeri 5 va tozalangan havo kamerasi hosil bo’ladi.
TSiklon elementlari yuqori va quyi chambaraklarga shunday joylashtiriladiki, bunda har bir elementning chang kiradigan tirqishi (patrubkasi) gaz taqsimlash kamerasi bilan, chang tushiruvchi patrubkasi chang yig’uvchi bunker bilan va markaziy chiqarish patrubkasi esa tozalangan havo kamerasi bilan tutashadi.

- rasm. Batareyali tsiklon (a) va uning elementlari: 1- korpus; 2- gaz taqsimlash kamerasi; 3- tsiklon elementining korpusi; 4- chambarak (tutqich); 5- chang yig’ish bunkeri; 6- vintsimon parrak.

Changli havo qurilmaning kirish patrubkasi orqali gaz taqsimlash kamerasiga 2 uzatiladi. Bu yerda changli aralashma tsiklon elementlariga 3 teng taqsimlanadi. Diametri 40÷250 mm bo’lgan har bir element korpusi va tozalangan havo chiqaruvchi trubkasi oralig’idagi halqasimon tirqishga vintsimon parrak 6 o’rnatilgan bo’ladi. Bu parrakning asosiy vazifasi mulьtitsiklonga berilayotgan gaz oqimini uyurmaviy aylanma harakatga keltirishdir. Bunday harakat natijasida markazdan qochma kuch yuzaga keladi va uning ta’sirida ajratish jarayoni amalga oshiriladi. Ajratilgan komponentlar korpusning tegishli chang yig’ish va tozalangan havo kameralariga uzatiladi va qurilmadan chiqarib yuboriladi.
TSiklonlarning tuzilishi sodda, harakatlanuvchi qismlari yo’q, changlarni chang cho’ktirish kameralariga nisbatan yuqori tozalikda ajratadi. SHu bilan bir qatorda, ularning kamchilliklari ham mavjud: tsiklonga berilayotgan gaz sarfini (bosimini) o’zgarishi chang ajratish koeffitsienti qiymatini pasaytiradi; abraziv zarrachalar korpus devorini qirib, uni sezilarli darajada yupqalashtiradi va mahsulot tarkibini metall ionlari bilan boyitadi; o’lchamlari 10 mkm dan kichik bo’lgan zarrachalarni tutib qolish darajasi uncha yuqori emas.