Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

Мавҳум қайнаш қатлами – донадор материал қатлами орқали газ ёки суюқлик ўтаётган пайтда, оқимнинг таъсирида барча заррачалар қатлам доирасида хаотик равишда ҳаракат қилади. Бундай ҳолатни қайнаётган суюқликка ўхшатиш мумкин. Қатламдан ўтаётган оқимнинг тезлигига қараб заррачалар оралиғидаги масофа ва қатламнинг ҳажми ўзгаради. Ушбу ҳолат заррачаларнинг муаллақ (сузиб юрувчи) қатлами деб ҳам юритилади.
Пневмотранспорт режими – донадор материал қатлами заррачаларининг газ ёки суюқликнинг юқорига йўналган ҳаракати билан биргаликда силжиши.
Донадор материаллар қатламининг юқорида баён қилинган учта ҳолати 4.1-расмда келтирилган. Маълум бир шароитларда зич қатлам мавҳум қайнаш қатлами ҳолатига, донадор материалларнинг сузиб юрувчи қатлами эса заррачаларнинг транспорт режимига ўтиши ёки тескари ҳолат ҳам юз бериши мумкин.



4.1-расм. Донадор заррачалар қатлами орқали газ(суюқлик) оқими ўтган пайтда унинг турли ҳолатлари схемаси:
а-зич қатлам; б-мавҳум қайнаш қатлами; в-заррачаларнинг пневмотранспорти.

Нефть ва газни қайта ишлаш корхоналарида донадор материалларнинг қўзғолмас ва ҳаракатчан қатламларидан газларни адсорбцион ажратиш, каталитик крекинг, риформинг ва гидротозалаш жараёнларида, мавҳум қайнаш қатламидан эса каталитик крекинг, кокслаш, гидрокрекинг қурилмаларида кенг фойдаланилади.

4.2. ГАЗ ЁКИ СУЮҚЛИКНИНГ ДОНАДОР МАТЕРИАЛНИНГ

ЗИЧ ҚАТЛАМИ ОРҚАЛИ ҲАРАКАТИ

Бир қатор технологик жараёнларда газ, буғ ёки суюқлик оқими сочилувчан донадор материалларнинг зич қатлами орқали ўтказилади (4.1-расм, а). Ишлатиладиган донадор материаллар хилма-хил бўлиб, уларнинг шакли ва ўлчамлари ҳам ҳар хил бўлади. Агар донадор материалларнинг диаметри бир хил бўлса, бир ўлчамли қатлам ва ҳар хил бўлса кўп ўлчамли қатлам дейилади. Бу жараёнларда суюқлик ва газлар донадор материалларнинг орасидан ва каналлардан ўтади. Донадор материалларнинг қатлами гидравлик қаршилик, солиштирма юза, заррачалар орасидаги бўшлиқ ҳажм, заррачаларнинг ўлчами ва шу каби катталиклар билан белгиланади.

Баландлиги Н₀ ва кўндаланг кесими юзаси Ғ бўлган донадор зич қатламнинг гидравлик қаршилиги ΔР_қ (Н/м²) ни Дарси-Вейсбах тенгламаси ёрдамида аниқлаш мумкин:
, (4.1)

бу ерда -қатламдаги суюқлик оқими ўтадиган каналларнинг узунлиги; – оқимнинг каналлардаги ўртача тезлиги; d_Э – каналларнинг эквивалент диаметри; – қатламнинг қаршилик коэффициенти.

Зич қатлам учун Рейнольдс мезони: , бу ерда W₀ – суюқликнинг мавҳум тезлиги; ρ-муҳитнинг зичлиги; μ-муҳитнинг динамик қовушқоқлиги.
Мавҳум тезлик суюқлик ҳажмий сарфини қатламнинг кўндаланг кесими юзасига бўлган нисбатига тенг: W₀ = .
Қатлам каналларидаги суюқликнинг ҳақиқий тезлиги:
W = , (4.2)
Бу ерда ε₀ – қатламдаги бўш ҳажмнинг улуши.
Донадор материаллар орасида бўш ҳажмнинг қатламнинг ҳажмига нисбати бўш ҳажмнинг улуши (ёки ғоваклилик) дейилади ва ε₀ билан белгиланади:
, (4.3)
бу ерда V – донадор қатлам ҳажми; V₃ – қатламдаги заррачалар эгаллаган ҳажм; V_б – қатламдаги бўш ҳажм.
Заррачаларнинг солиштирма юзаси ( , м²/м³) ва уларнинг оралиғидаги каналларнинг эквивалент диаметри (d_Э, м) қуйидаги тенгламалар ёрдамида аниқланади:
; (4.4)
, (4.5)

бу ерда d – заррачаларнинг диаметри, м.

Каналларнинг узунлиги қатлам баландлиги Н₀ орқали аниқланиши мумкин:
, (4.6)
бу ерда φ - тажриба орқали аниқланадиган коэффициент, φ>1.
d_Э, w, ℓ қийматларини (4.1) тенгламага қўйиб, қуйидаги ифодага эришамиз:
. (4.7)
Ламинар оқим учун қатламнинг қаршилик коэффициенти:
. (4.8)
Бундай ҳолатда:
. (4.9)
(4.9) тенглама ёрдамида суюқлик ёки газнинг ғоваксимон қатлам орқали фильтрлаш пайтида қатламнинг гидравлик қаршилигини аниқлаш мумкин.
Донадор қатламдаги суюқликнинг турбулент оқими учун λ_қ нинг қиймати аниқлаш жуда қийин вазифа ҳисобланади. Шу сабабдан бундай шароитда ΔР_қ нинг қиймати қуйидаги эмпирик тенглама билан топилади:
. (4.10)
Агар қатлам заррачаларининг шакли шарсимон бўлмаса, бундай шароитда (4.7) ва (4.10) тенгламалардан фойдаланишда шаклни белгиловчи катталик ψ – нинг қиймати ҳисобга олиниши керак:
, (4.11)
бу ерда ƒ₃ – текширилаётган заррачанинг ҳақиқий юзаси; ƒ_ш – текширилаётган заррачанинг ҳажмига тенг бўлган шарнинг юзаси. Масалан: шарсимон заррачалар учун φ=1; куб учун φ=0,806; цилиндр учун φ=0,69.