2. Gidrаvlikа аsоslаri. Suyuqliklаrning аsоsiy fizik xоssаlаri

7.Аrаlаshtirish jаrаyonining sаmаrаdоrligi vа intеnsivligi.

Tayanch iboralar: Mаydаlаsh, dеfоrmаsiya, bo’lаklаsh, vаlikli mаydаlаgich, kоnusli mаydаlаgich, dеzintеgrаtоr.


Umumiy ma’lumotlar
«Suyuqlik-suyuqlik», «suyuqlik-gaz» va «suyuqlik-qattiq jism» sistemalarida aralashtirish eng muhim gidromexanik jarayonlardan biri bo’lib, asosan quyidagi texnologik maqsadlarda qo’llaniladi:
- suspenziya hosil qilish, ya’ni qattiq jism zarrachalarini suyuqlik muhitida hajman bir tekisda tarqatish;
- emulьsiya hosil qilish, ya’ni suyuqlik zarrachalarini berilgan o’lchamlargacha maydalash va ularni suyuqlik muhiti hajmi bo’ylab bir tekisda taqsimlash;
- barbotaj jarayonlarida gaz pufakchalarini suyuqlik hajmida bir xil taqsimlanishiga erishish yoki suyuqliklarni gaz bilan to’yintirish (aeratsiya);
- suyuqliklarni isitish yoki sovutish jarayonlarini tezlashtirish;
- o’zaro aralashadigan sistemalardagi modda almashinish jarayonlarini (masalan, tuzni suvda eritish) jadallashtirish;
- biotexnologik jarayonlarni amalga oshirish.
Aralashtirish jarayonida tashqi kuch (mexanik aralashtirgichlar, gaz va suyuqlikning ingichka oqimi) ta’sirida muhitga qo’shimcha impulьs beriladi. Natijada, qurilmaning ishchi hajmidagi suyuqlik muhitining makroskopik hajmdagi qatlamlari bir-biriga nisbatan ko’p marotaba siljiydi.
Aralashtirish paytida chegara qatlamining qalinligi kamayadi va o’zaro ta’sir etuvchi fazalarning kontakt yuzasi doimo yangilanib turadi. Bunda muhitning turbulentlik darajasi ortib, fazalar o’rtasidagi issiqlik va modda almashinish sharoitlari yaxshilanadi. SHu sababdan, ishchi muhitlarni aralashtirish paytida ularda kechadigan kimyoviy, issiqlik va modda almashinish jarayonlari tezlashadi.
Aralashtirish jarayoni uning intensivligi (tezligi), quvvat sarfi va samaradorligi bilan tavsiflanadi.
Jarayon intensivligi aralashtirilayotgan suyuqlikning birlik hajmiga υ yoki massasiga (υ) sarflanayotgan energiya miqdori (N/υ yoki N/υ) bilan aniqlanadi.
Qurilmada aralashtirilayotgan suyuqlikning harakat rejimi jarayon intensivligidan bog’liq bo’ladi.
Aralashtirish intensivligining ortishi har doim qo’shimcha energiya sarfi bilan bog’liq bo’ladi. Jarayon intensivligining ortishidan erishiladigan texnologik samaradorlik esa aniq belgilangan chegaralarda cheklangan bo’ladi. SHuning uchun jarayon intensivligi energiya sarfi minimal bo’lgan holatda maksimal texnologik samaradorlikka erishish sharoitlaridan kelib chiqib, aniqlanadi.
Aralashtirish samaradorligi tushunchasi jarayonning sifatli amalga oshirilishini tavsiflovchi texnologik samara deb talqin etiladi. Texnologik maqsadlardan kelib chiqib, aralashtirish samaradorligi turlicha ifodalanishi mumkin. Misol uchun, suspenziya va emulьsiyalar tayyorlash jarayonlarida aralashtirish samaradorligi fazalarning mahsulot hajmi bo’yicha bir xilda taqsimlanishi bilan tavsiflanadi. Issiqlik almashinish jarayonlarini tezlatish paytida esa ushbu kattalik issiqlik berish koeffitsientini qanchaga ortgani bilan ta’riflanadi.
Aralashtirish qurilmasining hajmi bo’yicha fazalarning aralashish darajasi quyidagi tenglama yordamida ifodalanadi
i =1- ( x₁/(100-x_s) + x₂/x_s)/(m + n) , (16-1)
bu yerda x_s=100V_q_q/(V_c_c+V_q_q)- ideal (to’liq) aralashish paytida qattiq zarrachalarning aralashma hajmidagi kontsentratsiyasi; V_q- tarqalayotgan qattiq jism zarrachalarining asosiy mahsulotdagi hajmi; V_s- qurilmadagi asosiy mahsulotning (suyuqlikning) hajmi; _q va _s- qattiq zarrachalar va suyuqlikning zichliklari; x- aralashtirish qurilmasidagi zarrachalar kontsentratsiyasi, o’zgaruvchan qiymat; x₁=x-x_s - aralashtirish qurilmasidagi modda kontsentratsiya-larining musbat farqi; x₂=x-x_s - qurilmadagi modda kontsentratsiya-larining manfiy farqi; m- musbat (x₁0) o’lchov natijalari olingan namunalar soni; n- manfiy o’lchov natijalari (x₂0) olingan namunalar soni.
Aralashish darajasi 0 i 1 chegaralarda o’zgarishi mumkin.
Sanoat korxonalarida suyuqliklar mexanik aralashtirgichlar va turbulizatorlar yordamida, pnevmatik va tsirkulyatsion usullarda aralashtiriladi.