«Кимёвий инжиниринг жараён ва курилмалари» фанидан ян саволлари

«Кимёвий инжиниринг жараён ва курилмалари»
фанидан ЯН саволлари
24-Вариант

1. 
   Macca алмашиниш жараёнлари.
   
2. 
   Суюкликларни хайдаш.
   
3. 
   "Труба ичида труба" типидаги иситкичнипг иссиклик утказиш коэффициентини аниклаш.
   
4. 
   Саноатда энг кўп қўлланиладиган насадка турини айтинг ва уни чизиб беринг.
   

Тузди Бахронов Х.Ш.
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
Бир ёки бир неча компонентларнинг бир фазадан иккинчи фазага ўтиши масса алмашиниш жараёни деб аталади (масалан, газдан суюқликка, суюқликдан газга, қаттиқ жисмдан суюқлик ёки газга ва хакозо). Одатда, компонентларнинг бир фазадан иккинчисига ўтиши молекуляр ёки турбулент диффузия оркали содир бўлади. Шунинг учун, бу жараёнлар диффузион жараёнлар деб хам аталади. Масса алмашиниш жараёнида иштирок этадиган фазалар фаол компонент ва инерт, яъни ташувчи моддалардан ташкил топган бўлади. Фаол компонент бир фазадан бошқасига ўтувчи модда, фаза таркибидаги қолган модалар эса инерт бўлиб масса алмашиниш жараёнида қатнашмайди ва фақат ташувчи вазифасини бажаради. Бир фазадан иккинчи фазага ўтувчи модда тарқалувчи компонент деб хам аталади. Масса алмашиниш жараёнининг ҳаракатлантирувчи кучи фазалардаги тарқалган модданинг концентрациялари фарқи ҳисобланади. Кимёвий технологияларда абсорбция, ҳайдаш, ректификация, экстракция, адсорбция, қуритиш, кристаллаш каби масса алмашиниш жараёнлари қўлланилади. Мазкур мавзуда юқорида қайд этилган масса алмашиниш жараёнлари тўғрисида қисқача тўхталамиз. Кейинги мавзуларда уларни чуқурроқ ўрганамиз. Абсорбция-газ аралашмаси таркибидаги бир ёки бир нечта модданинг суюқ фазага селектив равишда ютилиш жараёнидир. Яъни, бу жараёнда модда газ фазадан суюқ фазага ўтади. Моддани ўзига ютувчи суюқ фаза абсорбент деб номланади. Абсорбция 2 хил бўлади: физик абсорбция-бу газнинг суюқликка оддий ютилиши бўлиб, унда кимёвий ўзгариш юз бермайди; хемосорбциядагазнинг суюқликда ютилиши даврида кимёвий бирикма ҳосил бўлади. Абсорбцияга тескари жараён, яъни ютилган компонентларни суюқликдан ажратиб олиш десорбция деб аталади.
Суюкликларни ҳайдаш ва ректификация-суюқ ва буғ фазалар ўртасида компонентлар ўзаро модда алмашиниш йўли билан суюқ аралашмаларни компонентларга ажратиш жараёнидир. Ушбу жараён иссиқлик таъсирида олиб борилиб, компонентларнинг қайнаш температураси ҳар хил бўлишига асосланади. Бу жараён 2 хил бўлади: оддий хайдаш (дистилляция) ва мураккаб ҳайдаш (ректификация). Шуни алоҳида таъкидлаш керакли, оддий ҳайдашда фаол компонент суюқ фазадан буғ фазага бир марта ўтади, ректификацияда модда суюқ фазадан буққa ва буғдан суюқ фазага бир неча марта ўтади. Иккала жараёнда ҳам буғ кўринишида ажратиб олинган енгил қайновчи модда суюлтирилади ва истеъмолчига узатилади. Экстракция-эритма ёки қаттиқ жисм таркибидаги бир ёки бир нечта моддани бирор эритувчи ёрдамида ажратиб олиш жараёнидир. Кимё технологиясида «суюқлик-суюқлик» системасида амалга ошириладиган экстракция жараёни нисбатан кўп учрайди. Адсорбция-газ, буғ ёки суюқ аралашмалардан бир ёки бир неча компонентларни қаттиқ ғовак жисмга ютилиш жараёнидир. Жуда катта фаол юзага эга бўлган ютувчи қаттиқ жисмлар адсорбентлар деб аталади. Ушбу жараён саноатнинг турли соҳаларида ишлатилади ва газ, буғ ёки суюқ аралашмалардан компонентларни ажратиб олиш учун ишлатилади. Адсорбция жараёнида суюқ ёки газ фазадаги компонент қаттиқ жисмга ўтади. Қуритиш-қаттиқ материаллар таркибидаги намни буғ шаклида чиқариб юбориш жараёнидир. Ушбу жараёнда фаол компонент-одатда сув буғ фазага ўтади. Кристалланиш-суюқ эритмалар таркибидаги қаттиқ фазани кристалл шаклида ажратиб олиш жараёнидир. Ушбу жараёнда модданинг суюқ фазадан қаттиқ фазага ўтиши руй беради. Иссиқлик ўтказишга ўхшаб масса ўтказиш ҳам мураккаб жараён бўлиб, модданинг (массанинг) дастлаб бир фаза ичида силжишини, унинг фазалар орасидаги сиртдан ўтишини ва кейин унинг иккинчи фаза чегарасида узатилишини ўз ичига олади. Модданинг бир фазадан иккинчисига, уларни ажратиб турган сирт орқали ўтиш жараёни масса ўтказиш деб номланади. Модданинг бир фаза ичидан фазаларни ажратувчи сиртга ёки бунинг тескариси, ажратиб турувчи сиртдан фазага ўтиши эса масса бериш жараёни дейилади.
2222222222222222222222222222222222222222222222222222222
Икки ва ундан ортиқ учувчан компонентлардан таркиб топган бир жинсли суюқлик аралашмаларини ажратиш учун қўлланиладиган усуллардан энг кенг тарқалганлари ҳайдаш ва ректификациядир. Суюқлик аралашмаларини бир маротаба қисман буғлатиш йўли билан ажратиш жараёни оддий ҳайдаш деб номланади. Оддий ҳайдаш жараёнини эритма компонентлари учувчанлиги орасидаги фарқ катта бўлган ҳоллардагина қўллаш мақсадга мувофиқ, ва юқори самара беради. Оддий ҳайдаш қуйидаги усулларда амалга оширилади: фракцияли ҳайдаш; дефлегмация билан ҳайдаш; сув буғи билан ҳайдаш; молекуляр ҳайдаш. Фракцияли ҳайдаш. Ҳар хил таркибли маҳсулот олишга мўлжалланган эритмаларни ажратиб олиш усули фракцияли ҳайдаш деб номланади. Бу усулда ҳайдаш кубидаги эритма аста секин буғлатилиб, енгил учувчан моддани буғ ҳолда чиқариб олиш йўли билан олиб бориладиган ажратиш жараёни амалга оширилади. Жараён давомида ҳосил бўладиган буғ конденсаторга узатилади ва у ерда конденсацияланиб, дистиллят ҳолатида йиғиш идишига юборилади. Жараён тугагандан сўнг, кубдаги модда куб қолдиққа чиқариб ташланади. Куб тўйинган сув буғи ёки тутун газлари билан қиздирилади. Эритмани ҳайдаш жараёнида куб қолдиғида енгил учувчан компонент миқдори ва дистиллят таркибидаги миқдори максимал қийматдан минималгача камаяди. Шунинг учун, ҳар хил таркибли дистиллят фракциялари турли идишларга ажратиб олинади. Оддий ҳайдаш даврида ҳосил бўлаётган буғ кубдан чиқариб олинади ва ҳар бир онда кубда қолган эритма билан мувозанатда бўлади. Бу усулда хайдаш атмосфера ёки вакуум остида олиб борилади. Вакуум остида ҳайдаш усули иссиқликка чидамсиз эритмаларни ажратиш имкониятини яратади, чунки бу усулда қайнаш температураси пасаяди. Шунинг учун ҳам бу усулда ҳайдаш даврида паст температурали сув буғларидан фойдаланилади.

Дефлегмация билан хайдаш. Бу усул эритмаларни ажратиш даражасини ошириш учун қўлланилади. Унда, қурилма кубида ҳосил бўлган буғлар дефлегматорга узатилади ва у ерда қисман конденсацияланади. Қисман конденсатцияланиш даврида қийин учувчан компонент миқдори кўп бўлган флегма ҳосил бўлади ва қайтадан кубга туширилади. Флегма кубга тушиш вақтида кўтарилаётган буғлар билан ўзаро таъсирлашади. Енгил учувчан компонент миқдори юқори бўлган буғлар конденсаторга йўналтирилади. Конденсацияланиш натижасида ҳосил бўлган дистиллят йиғгичга тушади. Куб қолдиғининг концентрацияси ўрнатилган қийматга етгандан сўнг, кубдан чиқариб юборилади. Сув буғи билан ҳайдаш. Эритмаларнинг қайнаш температурасини пасайтириш учун жараённи вакуум остида ташкил этиш усули олдиндан маълум эди. Лекин, эритмаларни сув буғ билан ҳайдаш усули сувда эримайдиган эритмалар учун жуда қўл келади. Шунинг учун, эритма компонентлари сувда эримаса, унда, ҳайдаш кубига қўшимча компонент сифатида сув буғи юборилади. Бунда эритманинг қайнаш температураси пасаяди. Молекуляр ҳайдаш. Бу усул юқори температурада қайнайдиган ва иссиқликка чидамсиз эритмаларни ажратиш учун қўлланилади. Ушбу жараён ўта паст вакуумда олиб борилади. Молекуляр ҳайдаш эритмани ташқи юзасидан буғлатиш орқали амалга оширилади. Жараён бир-бирига яқин ўрнатилган буғлатиш ва конденсациялаш зоналарида рўй беради.

3333333333333333333333333333333333333333333333333
Issiqlik energiyasi to'g'ridan-to'g'ri (aloqada bo'lganda) yoki biron bir materialdan (tanadan yoki vositadan) bo'linish orqali issiq energiyani issiq tanadan issiqroq energiyaga o'tkazishning fizik jarayoni. Bir tizimning fizik jismlari har xil haroratda bo'lganda, termodinamik muvozanat boshlanishidan oldin issiqlik energiyasining uzatilishi yoki boshqa jismdan issiqlik uzatilishi sodir bo'ladi. Spontan issiqlik uzatish har doim issiq jismdan kamroq issiqroq jismga o'tadi, bu ikkinchi termodinamikaning qonuni natijasidir.
Hammasi bo'lib uchta oddiy (elementar) issiqlik uzatish mexanizmi mavjud:

Issiqlik o'tkazuvchanligi

Konvektsiya
Termal nurlanish
Bundan tashqari, elementar turlarning kombinatsiyasi bo'lgan turli xil murakkab issiqlik uzatish turlari mavjud. Ularning asosiylari:

issiqlik uzatish (suyuqlik yoki gaz oqimi va qattiq yuzasi o'rtasida konvektiv issiqlik o'tkazuvchanligi);

issiqlik uzatish (ularni ajratib turgan devor orqali issiq muhitdan [suyuq, gaz yoki qattiq] dan sovuqqa o'tkazish);
konvektiv nurli issiqlik uzatish (radiatsiya va konvektsiya orqali qo'shma issiqlik uzatish);
termomagnit konvektsiya.
Ichki issiqlik manbalari - issiqlik energiyasini tashqi tomondan etkazib bermasdan yoki uzatmasdan moddiy jismlar ichidagi issiqlik energiyasini ishlab chiqarish (kamroq assimilyatsiya qilish) jarayonini tavsiflovchi issiqlik uzatish nazariyasining kontseptsiyasi. Ichki issiqlik manbalariga quyidagilar kiradi:

elektr tokining ishlashi paytida issiqlik chiqishi;

yadro reaktsiyalari paytida issiqlik;
kimyoviy reaktsiyalar paytida issiqlik chiqishi.
Issiqlik uzatish koeffitsienti
Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti 1 K 2 sovutish suvi orasidagi harorat farqi bilan 1 m2 issiqlik almashinuvi yuzasi orqali iliqdan kamroq isinadigan sovutish suviga birlik vaqtiga qancha issiqlik uzatilishini ko'rsatadi, odatda Vt / (m2 · K) bilan ifodalanadi, oqim darajasi bir soat. Qurilishda issiqlik qarshiligining teskari koeffitsienti tarqaldi.
Issiqlik energiyasining asosiy tenglamasi: issiq tanadan kam isitiladiganga issiqlik miqdori issiqlik almashinuvi yuzasiga, o'rtacha harorat boshiga va vaqtga mutanosibdir:

{\ displaystyle {\ mathsf {Q '= K \ cdot F \ cdot \ Delta t_ {cp} \ cdot \ tau}}} {\ displaystyle {\ mathsf {Q' = K \ cdot F \ cdot \ Delta t_ {cp } \ cdot \ tau}}}

Qayerda

K - issiqlik uzatish yuzasi bo'ylab issiqlik uzatish koeffitsienti

F - issiqlik uzatish yuzasi
Δtsr - o'rtacha harorat boshi (issiqlik tashuvchilar orasidagi o'rtacha harorat farqi)
τ – vaqt
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444
Rashig halqalari - bu assimilyatsiya va rektifikatsiya jarayonlarida kimyo sanoatida ishlatiladigan nozullar turi. Nemis kimyogari Fritts Raschig tomonidan taklif qilingan
Ta'rif
Rashig uzuklari balandligi diametriga teng bo'lgan ingichka devorli silindrlardir. Metall, keramika yoki plastmassadan tayyorlangan. Uzuklarning o'lchamlari 15-150 mm oralig'ida. Qurilmadagi katta diametrli (50 × 50 mm dan ortiq) halqalar bir-biridan muntazam ravishda siljiydi (muntazam ko'krak, stacking yuklash), bu ko'krakning gidravlik qarshiligini pasaytirish va gaz sarfini ko'paytirish imkonini beradi, agar purkagichlarning dizaynini qiyinlashtirsa. Kichikroq halqalar ommaviy ravishda yig'ilgan.

Raschigning turli halqalari Pall uzuklaridir.

Rashig uzuklari zamonaviy sanoatda keng qo'llaniladigan keramik nozullardir. Nozzlar quyidagicha ishlaydi: assimilyatsiya, ular absorberga joylashtirilganida, uning yuzasida paydo bo'ladi. Samarali assimilyatsiya qilish uchun keramik nozullar bir qator aniq talablarga javob berishi kerak: ular yuqori aniqlikdagi sirtga ega bo'lishi kerak, shuningdek, sezilarli bo'sh hajmga ega bo'lishi kerak, shuningdek qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalarga minimal bosim hosil qilish, gaz oqimiga ahamiyatsiz qarshilik ko'rsatish, suyuqlikni sirt ustida samarali ravishda tarqatish va ushbu vositalarga mukammal korroziyaga chidamlilikni ta'minlash uchun past o'ziga xos tortishish kuchiga ega bo'lishi kerak. ular joylashgan joyda (ko'pincha biz kislotali va gidroksidi muhit haqida gapiramiz). Rashig uzuklari (keramik nozullar) massa uzatish, issiqlik uzatish, shuningdek zamonaviy yuqori samarali distillash va ajratish sanoat uskunalari (kimyoviy va neftni qayta ishlash sanoati) uchun mo'ljallangan.