Кимйа сянайесинин просес вя апаратлары – 1 Фяннин мягсяди, вязифяляри. Техноложи просеслярин тяснифаты

4. Майелярин нягл олунмасы.Nasosların nцvlYri, iş prinsipi

Сянайенин бцтцн сащялярдя майелярин нягл олунмасы зяруряти вардыр. Майелярин нягл олунмасы цчцн тязйигляр фяргинин йарадылмасы ваъиб мясялядир. Тязйигляр фярги чох мцхтялиф йолларла йарадыла биляр. Бунлара щидростатик басгыны вя чох эениш тятбиг олунан щидравлик машынлар васитясиля йарадылан тязйиг басгысыны мисал эюстярмяк олар. Щидравлик машынлар адятян насослар адландырылыр. Бу машынлар механики енержини майе ахынын кинетик енержисиня чевирян гурьулардыр.

Насослар мцхтялиф хцсусиййятляря эюря тясниф олунурлар. Эениш йайылмыш насос нювляриня мяркяздянгачма насосларыны, поршенли насослары, шырнаглы, винтли насосларı вя с. мисал эюстярмяк олар. Насослар ясасян эюрцндцйц кими ишчи орqанын гурулушуна эюря тясниф олунур.
Гейд етмяк лазымдыр ки, насослар механики вя гейри механики олмагла ики бюйцк група бюлцнцрляр. Бундан башга онлар мящсулдарлыьына вя мцнтязям верим хцсусиййятиня, тяртибатына, ишчи органларынын характери вя йердяйишмя сцрятиня эюря дя тясниф едилирляр. Ашаьыдакы ъядвял 4.1-дя насосларын цмуми тяснифаты верилмишдр.
Ъядвял 4.1.

Насосларын тяснифаты

Нювц Мцхтялифлийи Фяргли хцсусиййяти Механики Щяъмли:

поршенли

Ротасион:

лювщяли

Дишли чархлы, винтли

Шланглы

Кцрякли

Мяркяздянгачма

Пропеллерли

(охлу)

Бурульанлы

Щярякят едян ишчи

орган - поршен вя йа плунжер

Ишчи орган – лювщяляр

чыхынтысы олан ротор

Ишчи орган – винтляр.

Ишчи орган – йердяйишмя едян

сыхыъылар (шланглар)

Ишчи чархы фырланаркян майенин периферийайа атылмасыны тямин едир

Фырланан вал цзяриндя олан кцрякляр майенин ох истигамятиндя йердяйишмясини тямин едирляр

Майенин периферийайа чохдяфяли атылмасыГейри механикиГазлифт

Шырнаглы

Монтежу(monju)Сыхлыьы майенин сыхлыьындан аз олан газ-майе гарышыьынын йарадылмасы

Бюйцк кинетик енержийя малик олан майе чырнаьы

Тязйиг алтында щярякятсиз газ

Nасос iştirak edYn гурьуnун тясвирi
Шяк. 4.1. Насос гурьусу.
Щ_sor – сорма щцндцрлцйц

Щ_a – атгы щцндцрлцйц

1 – сярф тутуму; 4 – насос

2 – якс клапан; 5 – атгы хятти

3 – бору кямяри; 6 – гябуледиъи

Насос гурьусу ишляйяряк сорма хяттиндя вакуум, атгы хяттиндя ися изафи тязйиг йарадыр. Бу ики тязйигин фяргинин йарадылмасы механики енержини тязйигляр фяргиня чевирян насос васитясиля щяйата кечирилир. Насосун конструксийасы еля гурулмушдур ки, о эиришдя сейряклик йаратмагла йанашы атгы хяттиндя изафи тязйиг йарадыр. Насосларын ясас ишчи елементляри бир-бириндян фярглянирляр. Ян эениш йайылмыш насос нювляриндян бири мяркяздянгачма насосудур. Мяркяздянгачма насосунун ясас щиссяляри эювдя, ишчи чарх вя валдан ибарят олур.

Ишчи чарх щяр 2 тяряфдян дискляр арасында йерляшдирилмиш мцяййян яйрилийя малик кцряклярдян ибарятдир.

Шяк. 4.2. Ишчи чарх.

Мяркяздянгачма насослары майенин дахил олдуьу нюгтядян периферийайа гядяр онун щярякятини тямин едир. Бу заман кцряклярин сон нюгтясиня чатан майе юз сцрятини щярякятин истигамятиндя артырмыш олур вя йекундя цмуми кинетик енержиси артыр. Артан кинетик енержи атгы хяттиня дахил олдугда изафи тязйигин артмасына эятириб чыхарыр. Мяркяздянгачма насосларынын дюврляр сайы иля йаратдыьы

сярфи (эцъ) ф.и.я арасында мцяййян асылылыг мювъуддур. Бу асылылыглар щяр бир тип насос цчцн хцсуси каталогларда верилир. Насосун щяр щансы бир шябякядя ишлямясини мцяййян етмяк цчцн щямин насосларын характеристикасы иля шябякянин характеристикасы арасында олан ялагянин мцяййян етмяк вя ишчи нюгтяни гурмаг лазымдыр.

Инди ися майенин мяркяздянгачма масасынын ишчи чархынын каналлары дахилиндя щярякятиня бахаг.

Шяк. 4.3. Мяркяздянгачма насосунун ишчи чархынын каналларында майенин щярякяти.

Фырланan ишчи чархда мяркяздянгачма гцввясинин эюрдцйц иш щесабына майейя ялавя енержи A верилир, бу щалда енержи балансы тянлийи ашаьыдакы шякli алыр.

(4.1)

Мяркяздянгачма гцввяси иля 1 кг майе верилян енержи

(4.2)

бурада - чархын буъаг сцряти

р₁ вя р₂ – фырланма радиусларыдыр.

Нязяря алсаг ки, вя , онда

(4.3)

Бурада У₁ вя У₂ уйьун диаметрлярдя щиссяъийин даиряви фырланма сцрятидир. W₁ вя W₂ ися щиссяъийин кцрякляр цзря щярякятинин нисби сцрятидир (4.3) – ц (4.1)-дя нязяря алсаг,

(4.4) аларыг.
Бурадаn да (4.5).

З₁ = З₂ шяртинdя Бернулли – тянлийиня ясасян вя

Онда гязяри басгы (4.5)-дян нязяря алсаг

(4.6)
(4.7)

4.1. Насосун вя шябякянин характеристикасы.

Ишчи нюгтя
Насосун диференсиал басгысы олараг Щ = Щ_ч – Щ_э кямиййяти баша дцшцлцр. Бурада Щ_ч вя Щ_э насосун билаваситя чыхышындакы вя эиришиндяки там щидродинамик басгылардыр.

Мяркяздянгачма насосуну ишляк чархынын фырланма тезлийи (н, дювр/сан), верими (В, м³/сан) вя диференсиал басгысы (Щ) гаршылыглы ялагядардыр. Бу асылылыьа насосун характеристикасы (Щ – В) дейилир (шяк. 4.3). Фырланма тезлийи азалдыгъа насосун верими (мящсулдарлыьы) вя басьысы да ашаьыдакы асылылыьа уйьун олараг азалыр:

(4.8.)

вя

(4.9.)
Насосун йарадаъаьы басгы онун ишлядийи бору кямяри шябякясинин характеристикасындан асылыдыр. Бу басгы Бернулли тянлийинин ялавя щядди кими мцяййян едилир:

Щ₁ + Щ = Щ₂ + Δ щ_1-2, (4.10.)

Бурада

(4.11.)
Щяр конкрет бору кямяри шябякяси цчцн (4.3) тянлийи иля тапылан Щ-ын гиймяти бору кямяриндяки майенин сярфиндян (В, м³/сан) асылыдыр. Она эюря (Щ – В)_ш асылылыьы шябякянин характеристикасы адландырылыр (шяк. 4.3).
Насосун сярф етдийи эцъ Н (В_т):

(4.12.)

Бурада В – щяъми верим, м³/сан; Щ – насосун диференсиал басгысы, вурулан майе сцтунун hьndьrlьyь метрляр иля; ρ – майенин сыхлыьы, кг/м³; э = 9,81 м/сан²; η – насосун ф.и.я.-дыр. (П.с. артырмаьа ещтийаъ вармы?)

Шяк. 4.4. Ишчи нюгтя.

1 – насосун характеристикасы,

2 – шябякянин характеристикасы,

А – ишчи нюгтя.
Ишчи нюгтянин гурулмасы иля насосун бу шябякя иля ишляйя билмяси мцяййян едилир.

Сянайедя тятбиг олунан диэяр насос нювц ися поршенли насосдур. Бу насослар йцксяк тязйиг йаратмаг цчцн тятбиг олунурлар. Лакин бу тип насосларын мящсулдарлыьы чох да йцксяк олмур. Бундан башга сянайедя хцсуси коструксийайа малик олан винтли, шырнаглы вя с. насослар тятбиг олунур.

Ики тясирли бир силиндирли поршенли насосун мящсулдарлыьы
(4.13)
Бурада 0,8 – 0,9 – верим ямсалы; Ф – поршенин ишляк сащяси, м²; ф – штокун ен кясик сащяси, м²; С – поршенин эедиши; м; н – тезликдир (бир сянийядя ики эедишин сайыдыр).
.
Винтли насослар вал цзяриндя отурдурулмуш гаршы-гаршыйа щярякят едян винтляр системиндян ибарятдир
Шяк. 4.5 Поршенли насос.

1. 
   Эювдя
   
2. 
   Клапанлар
   
3. 
   Поршен
   
4. 
   Шцрэц голу (Шток)
   

Шяк. 4.6 Винтли насос

1 – Ы вал

2 – ЫЫ вал

3 – винт

Бу тип насослардан башга сянайедя шырнаглы насослардан да истифадя олунур.

Шяк. 4.7. Шырнаглы насос.

1 – Сярф тутуму

2 – Эювдя

3 – Сопло

Шырнаглы насосларын иш принсипи бюйцк сцрятля соплодан кечян шырнаьын йаратдыьы сейряклик щесабына майенин сорулараг нягл олунмасына ясасланыr.

Boru vY kanallarda tYzyiq itkisi. Yerli mьqavimYtlYr.

Сцртцнмядян йаранан басгы иткиси ашаьыдакы дцстурла тапылыр;

Йерли мцгавимятлярин йаратдыьы басгы иткиси ися

кими щесабланыр. Беляликля, cYm şYklindY basqı itkisi :

(3.20)

бурада - йерли мцгавимят ямсалы

– борунун узунлуьу; д – диаметри; - сцртцнмя ямсалыдыр.

- Ре критерийасы вя нисби кяля-кютцрлцкдян асылыдыр.

Δ - мцтляг кяля кютцрлцкдьr.

Δ, тязя полад борулар цчцн -0,15, ишлянмиш борулар цчцн – 0,25, чугун борулар цчцн – 1,0 олур. Ре < 2300 ися сцртцнмя ямсалы кяля-кютцрлцкдян асылы олмайараг;

(Даиряви кясикляр цчцн А=64)

Щамар борулар цчцн Ре =2300-100000

Кяля кютцр борулар цчцн Ре > 2300 олдугда графикляр тяклиф едилир вя йа

(3.21)

kimi mьYyyYn olunur.

Йерли мцгавимят ямсаллары aşağıdakı кими мцяййян олунур : тутумда олан майе сявиййясиндян ашаьыда йерляшян чыхышда – 1,0 – борудан сярбяст ахын – 0, тутумдан боруйа 0,5 – 1,0, дирсякдя (90⁰) – 1,1, ики боьазда (180⁰) – 2,5, цч боьазда – 1,5 – 3,0, сийиртмядя ( - ачыг) – 3, там ачыг – 0,2, ( - баьлы) – 6 – а бярабяр )

5. Газларын нягл едилмяси. Газларын сыхылмасы prosesi.

Kompressorların iş prinsipi vY nцvlYri.

Газларын бору кямяри иля нягл олунмасы тязйигляр фярги щесабына щяйата кечирилир. Газларын сыхылмасы цчцн тятбиг олунан машынлар компрессорлар адланыр.

Neft emalı mьYssisYlYrindY kompressorlardan qazların, soyuducu agentlYrin (ammonyak, etilen, propan) sixilması, yьksYk tYzyiq altında sıxılmış havanın alınması ьзьn istifadY olunur.

Сыхылма дяряъяси ашаьыдакы кими мцяййян олунур.

(5.1.)

Бурада П₁ вя П₂ уйьун олараг сыхылмайа гядяр вя сыхылмадан сонракы тязйиглярдир. Йаратдыглары тязйигляря эюря газ нягл едян машынлар ашаьыдакы кими тясниф олунурлар:

Тязйиг, ат машын

0,1 – я гядяр (изафи) вентилйаторлар

0,1 ч 3 (изафи) газ цфцрянляр

3,0 – дян бюйцк (изафи) компрессорлар

0,5 – дян аз (мцтляг) вакуум насослар

Газын сыхылма дяряъясиндян вя сыхылма просеси заманы газын сойудулмасынын тятбиг олунмасындан асылы олараг компрессор машынлары шярти олараг ашаьыдакы nцvlYrY бюлцнцрляр.

а) Вентилйаторлар (сойутмасыз)

б) газ цфцрянляр (сойутмасыз)

ъ) компрессорлар, (сойутма иля)

Iş prinsipinY gцrY kompressorlar vY nasoslar az fYrqlYnir. ЏgYr nasoslar sıxılmamış

mayeni цtьrьrsY, kompressorlarla qazların nYqli zamanı, onların sıxılma dYrYcYsı nYzYrY alınır.

Kонструксийаларына эюря компрессор машынлары поршенли, ротorlu, мяркяздянгачма, охлу, шырнаглы гурулушлу олурлар.
5.1. Газын сыхылмасына сярф олунан енержи

Компрессор машынынын сярф етдийи иши баланс тянлийиня ясасян мцяййян етмяк олар.

Тянлийи ашаьыдакы шякилдя йаза билярик.

+ г = и₂ – и₁ (5.2.)

бурада – компрессорун газ цзяриндя эюрдцйц иш;

г – газа верилян истилик мигдары;

и₁, и₂ – уйьун олараг газын башланьыъ вя сон енталпийаларыдыр.

Демяли, компрессорун газ цзяриндя эюрдцйц иш вя газа вердийи истилик мигдары г газын енталпийасынын артмасына сяфр олунур.

Газын адиабатик сыхылмасы заманы истилийин дахил едилмяси вя чыхарылмасы баш вермир (г = 0).

= и₂ – и₁ (5.3.)

олур.

Газын изотермик сыхылмасы заманы ися газын енталпийасы сабит галыр, даща дорьусу и₂ = и₁ олур. Беляликля,

= - г (5.4.)

олур.

Газын изотермик сыхылмасы заманы адиaбатик сыхылмайа нисбятян енержи сярфи аз олур.

5.2. Компрессорун валына дцшян эцъ

Газын бир пилляли сыхылмасы заманы эцъц ашаьыдакы дцстурларла мцяййян етмяк олар:

а) силиндирляри сойудулан компрессорлар цчцн:

(5.5.)

б) сойудуъусуз компрессорлар цчцн:

(5.6.)

Бурада компрессорун мящсулдарлыьы, кг/сан

В - компрессорун щяъми мящсулдарлыьы, м³/сан иля

- компрессорун изотермик ф.и.я., ≈ 0,75 – 0,85

- компрессорун адиабатик ф.и.я., ≈ 0,85 – 0,95

- компрессорун механики ф.и.я., ≈ 0,85 – 0,90

Газын адиабатик сыхылмасында бирпилляли компрессорун сярф етдийи эцъ Н (Вт):

(5.7.)

Адиабатик сыхылмадан сонра газын температуру ашаьыда верилян дцстурла тапылыр:

(5.8.)
Бурада Э – верилян газ мигдары кг/сан; П_э, Т_э вя ρ_э - уйьун олараг компрессорун эиришиндя газын тязйиги (Па), температуру (К) вя сыхлыьы (кг/м³); П_ч, Т_ч вя ρ_ч - уйьун олараг компрессорун чыхышында газын тязйиги (Па), температуру (К) вя сыхлыьы (кг/м³); к – адиабат эюстяриъиси; ч-,85 – компрессорун ф.и.я. – дыр.

Газын пиллялярарасын сойудулмасы иля чохпилляли сыхылманын тятбиг едилмяси сыхылмада цмуми енержи сярфини азалдыр вя температур режимини йумшалдыр.

Адятян пиллялярин сайыны щяр пиллядя сыхылма дяряъясинин дюрддян чох олмamасы шяртиня эюря сечирляр.

Садя тясирли поршенли компрессорун мящсулдарлыьы ашаьыдакы кими щесаblanır

В = λВ_n = λ FSnZ (5.9.)

Ики тясирли компрессорун мящсулдарлыьы ися

В = λВ_т = λ (2Ф – ф) С н З (5.10.)

дцстуру иля щесабланыр.

Бурада В_n– компрессорун нязяри мящсулдарлыьы;

Ф – поршенин ен кясик сащяси;

ф – стокун ен кясик сащяси;

С – поршенин эедиши;

н – компрессорун валынын дюврляр сайы;

З – паралел ишляйян силиндирлярин сайы:;

- верим ямсалы, о

(5.11.)

дцстуту иля тапылыр.

- 1) кип олмайан йерлярдян газын чыхмасыны вя

2) онун силиндрин эиришиндя гызмасыны нязяря алан ямсалдыр.

- компрессорун щяъми ф.и.я. – дыр.

(5.12.)

Ъ – зярярли фязанын щяъм нисбяти; Ъ ≈ 0,03 – 0,08

н – политроп эюстяриъиси; н ≈ 1,2 – 1,4

Бязи щалларда

ч 0,022 (5.13.)

кими щесабланыр.

5.3. Компрессорун там баsгысы

Компрессорун там басгысы чыхышда вя эиришдя олан щидродинамик басгыларын фярги кими мцяййян олунур. Адятян щяндяси басгы нязяря алынмыр.

(5.14.)

Тязйиг ващидляриндя ися:

(5.15.)

Яэяр эириш атмосферля ялагялидирся, щесаблама ашаьыдакы кими апарылыр:

(5.16.)

Бурада П_а – атмосфер тязйигидир.

5.4. Бярк маддялярин цйцдцлмяси, чешидляря айрылмасы вя нягли

Доьранма вя цйцдцлмя бярк маддялярин механики хырдаланма просесиня аиддир. Хырдаланма нятиъясиндя емал едилян материалын сятщинин сащяси ящямиййятли дяряъядя артыр.

Кичик тикяляря доьранмыш вя йа тоз щалына гядяр цйцдцлмцш материалларын тятбиг олунмасы щялл олманы, йанманы, кимйяви гаршылыглы тясри вя с. просесляри ящямиййятли дяряъядя сцрятляндирир.

Щал щазырда материалларын хырдаланмасы цчцн мцхтялиф типли машынлар тятбиг олунур. Онлар чох бюйцк щяъмли - 2 м³-я гядяр материалы доьрайан машынлардан башлайараг материалы 0,1 мк юлчцйя гядяр хырдалайан коллоид дяйирманлара гядяр олан бир сыраны тяшкил едирляр.

Доьранма вя цйцдцлмя хырдаланма дяряъяси иля характеризя олунур.

(5.17.)

Бурада д_б – материалын башланьыъ юлчцсц;

д_с – материалын хырдаланмадан сонракы сон юлчцсцдцр

Бярк материал тикяляринин вя йа щиссяъиклярин формасы дцзэцн олмадыьы цчцн тяърцбядя онларын юлчцляри яляклярин дешикляринин юлчцсц иля мцяййян олунур. Хырдаланма дяряъяси йанаглы доьрайыъыларда = 3 ч 6, дяйирманларда ися = 100 щядляриндя дяйишир.

Башланьыъда вя сонда даща бюйцк тикялярин юлчцляриня ясасян шярти олараг хырдаланманын ашаьыдакы нювлярини фяргляндирирляр:

Хырдаланма д_б, мм д_с, мм

Ири (доьранма) 1500 – 150 250 – 40

Орта (доьранма) 250 – 40 40 – 6

Хырда (доьранма) 25 – 3 6 – 1

Нарын (цйцдцлмя) 10 – 1 1 – 75·10^-3

Ян йцксяк нарын (цйцдцлмя) 12 – 0,1 75·10^-3 - 1· 10^-3

Бярк материалларын хырдаланмасы сыхылмагла, зярбя иля, сцртцлмякля вя парчаланмагла щяйата кечирилир.

а б

ъ д
шяк. 5.1. материалларын хырдаланма цсуллары

а – сыхылмагла, б – зярбя иля, ъ – сцртцлмякля, д – парчаланмагла

Бярк материалларын хырдаланмасы цчцн тятбиг олунан машынлар шярти олараг доьрайыъылара вя дяйирманлара бюлцнцрляр. Адятян доьрайыъы машынлар ири, орта вя хырда доьранма цчцн, дяйирманлар ися нарын вя ян нарын цйцдцлмя цчцн тятбиг едилир.

Бярк материалларыn няглiyyat vasitYlYri kimi ян эениш йайылан тяртибатлара мисал олараг - лентли дашыйыъылары, елеваторлары, пневматик нягледиъиляри, щидравлик нягледиъиляри вя с. эюстярмяк олар.
6. Heterogen sistemlYr vY onların ayrılma ьsulları.

Ağırlıq qьvvYsinin tYsiri altında зцkmY

Ayrы-ayrы fazalardan ibarYt olan sistemlYrY bircins olmayan(heterogen) sistemlYr deyilir. BelY ki, ixtiyari bircins olmayan sistem iki vY daha чox fazadan ibarYt olur. Bir faza dispers faza – daxili faza kimi xırda dispers halında olur, digYr faza xarici faza, bцtюv fazadır vY dispers fazanыn ayrы-ayrы hissYciklYrini YhatY edir. Bu faza daxilindY dispers fazanın hissYciklYri paylanan mцhiti tYşkil edir.

Fazaların fiziki halından asılı olaraq aşağıdakı bircins olmayan maye vY qaz şYkilli sistemlYri fYrqlYndirirlYr:
Bircins olmayan mцhit Dispers faza

sistem (bцtюv faza)

suspenziya maye bYrk maddY

emulsiya maye maye

kюpцk maye qaz

toz, tцstц qaz bYrk maddY

duman qaz maye

Bцtцn bircins olmayan sistemlYr dispers fazanın qatılığı vY onun hissYciklYrinin юlчцlYri ilY xarakterizY olunurlar.

Maye vY bYrk fazalardan ibarYt olan sistemlYr şYrti olaraq aşağıdaki qruplara bюlцnцrlYr: