Kimyoviy datchuklar gaz va suyuqlik sarfini o’lchashdagi bosim farqi usuli asosidagi datchiklar

KIMYOVIY DATCHUKLAR..GAZ VA SUYUQLIK SARFINI O’LCHASHDAGI BOSIM FARQI USULI ASOSIDAGI DATCHIKLAR
Quvurlardagi suyuqlik, gaz va bug‘ sarfini bosim farqlari o‘zgaruvchan sarf o‘lchagichlar bilan o‘lchash keng tarqalgan va yaxshi o‘rganilgan. Sarfni bunday usul bilan o‘lchash suyuqlik yoki gaz o‘tayotgan quvurda kichik diametrli to‘siq-diafragma. 4.1 – rasm,a, soplo 4.1 – rasm,b, Venturi soplosi 4.1 – rasm, v va Venturi quvuri 4.1 – rasm, g o‘rnatish natijasida hosil bo‘ladigan modda potensial energiyasi (statik bosimi) ning o‘zgarishini o‘lchashga asoslangan. Kichik diametrli to‘siq vazifasini bajaruvchi toraytirish qurilmasi quvurga o‘rnatilib, mahalliy torayishni hosil qiladi. Suyuqlik, gaz yoki bug‘ quvurning kesimi toraygan joyidan o‘tayotganida uning tezligi oshadi. Tezlikning va, binobarin, kinetik energiyaning ortishi oqimning kesimi toraygan joyida potensial energiyaning kamayishiga olib keladi. Bunda to‘siqdan keyingi statik bosim undan oldingi statik bosimdan kam bo‘ladi. SHunday qilib, modda toraytirish qurilmasidan o‘tishda bosimlar farqi ∆R = R₁—R₂ xosil bo‘ladi. Bu bosimlar farqi oqim tezligi va modda sarfiga mutanosib bo‘ladi. Demak, toraytirish qurilmasi hosil qilgan bosim farqlari quvurdan o‘tayotgan modda capfining o‘lchovi bo‘lishi mumkin. Sarfning son qiymati esa difmanometr o‘lchagan ∆R bosimlar farqi bo‘yicha aniqlanadi.



4.1 rasm. Standart toraytiruvchi qurilmalar sxemasi: a – diafragma, b – soplo,
v – Venturi soplosi, g – Venturi quvuri.
Suyuqlik, gaz va bug‘larning sarfini o‘lchash, uchun toraytirish qurilmasi sifatida standart diafragmalar, soplolar, Venturi soplosi va Venturi quvurlari ishlatiladi.
4.1.-rasm, a da ko‘rsatilgan diafragma dumaloq teshikli yupqa diskdan iborat. Teshikning markazi quvur o‘qida yotishi kerak. Oqimning torayishi diafragma oldida boshlanadi va undan o‘tgach, ma’lum masofadan so‘ng, o‘zining eng kichik kesimiga erishadi. Undan keyin oqim tobora kengayib, quvurning to‘liq kesimiga erishadi. Modda diafragmadan o‘tganda, diafragma orqasidagi burchaklarda «o‘lik» zona hosil bo‘ladi. Bu erda, bosim farqlari natijasida suyuqlikning teskari yo‘nalishdagi harakati yoki ikkilamchi oqim paydo bo‘ladi. Suyuqlikning qovushoqligidan asosiy va ikkilamchi oqim bir-biriga qarama-qarshi harakat qilib, uyurmalar hosil qiladi. Bunda diafragma orqasida birmuncha energiya sarflanadi, demak, bosim ham ma’lum darajada kamayadi. Diafragma oldidagi zarrachalar yo‘nalishiining o‘zgarishi va ularning diafragma orqasidagi siqilishi potensial energiyaning o‘zgarishiga deyarli ta’sir ko‘rsatmaydi.
4.1-rasm a da ko‘rsatilganidek, R₁ va R₂ bosimlar diafragma diskining oldi va orqasida o‘rnatilgan alohida teshiklar yordamida o‘lchanadi. Soploning (4.1-rasm, b) kirish qismi ravon toraygan, chiqish qismi esa silindrdan iborat. Soploning profili sharrachaning to‘liq siqilishini ta’minlaydi va soplodagi silindr teshigining yuzi oqimning minimal kesimiga teng deb hisoblanishi mumkin.
Soploning orqa qismida hosil bo‘ladigan uyurmali harakat diafragmadagiga ko‘ra kam energiya yo‘qotishlarga olib keladi. Soploning old va orqasidagi R₁ va R₂ bosimlar xuddi diafragmanikidek o‘lchanadi.
4.1-rasm, v da Venturi soplosi tasvirlangan. Venturi soplosi qisqa silindrik qismga o‘tuvchi silindrik kirish qism va kengayuvchi konussimon diffuzor qismdan iborat. Toraytirish qurilmasining bunday shaklida, chiqish diffuzori mavjudligi tufayli bosim yo‘qolishi diafragma va soplodagi bosim yo‘qolishiga nisbatan ancha kam bo‘ladi. R₁ va R₂ bosimlar Venturi soplosining ichki bo‘shlig‘i bilan aylana bo‘yicha joylashgan teshiklar orqali bog‘langan halqa kameralar yordamida o‘lchanadi.
4.1-rasm, g da Venturi quvuri tasvirlangan. Venturi quvuri kirish silindrik quvuri, kirish konusi, o‘rta silindrik quvuri va diffuzor chiqish konusidan tuzilgan. R₁ va R₂ bosimlar kirish konusining oldi va o‘rta silindrik quvurining o‘rta qismlarida o‘rnatilgan alohida teshiklar yordamida o‘lchanadi.
Toraytirish qurilmalari vujudga keltirilgan bosimlar farqi orqali modda sarfini o‘lchash prinsipi va ularning asosiy tenglamalari toraytirish qurilmalarining barcha turlari uchun bir xil. Faqat bu tenglamalardagi tajriba orqali aniqlanadigan ba’zi koeffitsientlar bir-biridan farq qiladi.
Siqiluvchi muxit (gaz, bug‘) sarfini o‘lchashda, ayniqsa, bosimlar farqi katta bo‘lganda, modda oqimi toraytirish qurilmasidan o‘tayotgandagi bosimning o‘zgarishi natijasida modda zichligining o‘zgarishini e’tiborga olish zarur. Lekin gaz yoki bug‘ning toraytirish qurilmasidan o‘tish vaqti ko‘p bo‘lmagani sababli, moddaning siqilishi va kengayishi adiabatik ravishda, ya’ni issiqlik almashinuvisiz o‘tadi.
Demak, gaz va bug‘ sarfini hisoblash tenglamalari suyuqlik sarfini hisoblash tenglamasidan ε koeffitsientning mavjudligi bilan farq qiladi. Agar ε=1 bo‘lsa, bu tenglamalarni siqilmaydigan suyuqliklar uchun ham qo‘llash mumkin. Bir qator o‘zgartirishlardan so‘ng quyidagi hajmiy va massaviy sarf tenglamasiga ega bo‘lamiz:
(4.1)
(4.2)