Mavzu: gidromexanik jarayonlar

5.Oqimning moddiy va energetik balanslari. Moddiy balans. Energetik balans.
Qayta ishlanayotgan materiallarning massaviy oqimlarini aniqlashdan maqsad mashina va qurilmalarni hisoblash, hamda zarur energiya miqdorini, issiqlik va massa almashinish qurilmalarining optimal yuzalarini yoki jarayonning davomiyligini aniqlashdir.
Kinetik qonuniyatlarning tahlili, mashina va qurilmaning minimal o’lchamlariga oid jarayonning shartlarini baholash va optimal rejimlarni topish imkoniyatini beradi.
Jarayonlar tahlili, mashina va qurilmalar hisobi quyidagi ketma-ketlikda o’tkaziladi:
- jarayonning moddiy va energetik balanslari tuziladi;
- statika qonuniyatlariga tayanib jarayonning harakat yo’nalishi va muvozanat shartlari aniqlanadi;
- harakatga keltiruvchi kuch hisoblanadi;
- kinetika qonuniyatlariga tayanib jarayon tezligi topiladi.
Aniqlangan optimal rejim uchun jarayon tezligi va harakatga keltiruvchi kuch kattaliklari asosida qurilmaning asosiy o’lchamlari: ishchi hajm yoki ishchi maydon yuzasi aniqlanadi. Asosiy o’lcham yordamida qurilmaning qolgan o’lchamlari hisoblab topiladi.
Moddiy balans massaning saqlanish qonuniga tayanib tuziladi, ya’ni jarayon o’tkazilish paytida qurilmaga kiritilayotgan material miqdori Gbosh , undan chiqayotgan mahsulot miqdori Gox ga teng bo’lishi zarur:
(2.6)
Moddiy balans asosida chiqayotgan mahsulot miqdori topiladi, ya’ni maksimal mahsulot chiqish imkoniyatiga nisbatan protsent hisobida chiqqan tayyor mahsulot miqdori. Odatda, olingan tayyor mahsulot miqdori sarflangan xom-ashyo birligiga hisoblanadi.
Lekin, sanoatda qurilmani ishlatish va jarayon borishi davrida qaytarib bo’lmaydigan moddiy yo’qotilishlar albatta bo’ladi. Unda (1.15) tenglama quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:
(2.7)

bu yerda Gyo’q - yo’qotilgan modda miqdori.
Odatda, moddiy balans butun jarayon yoki alohida bosqichlari uchun tuziladi.
Issiqlik balansi energiya saqlanish qonuniga tayanib tuziladi, ya’ni: jarayonga kiritilayotgan energiya miqdori Gbosh, unda ajralib chiqayotgan energiya miqdoriga teng bo’lishi kerak:
(2.8)

Demak, chiqib ketadigan issiqlik miqdori, mahsulot va issiqlik eltkich bilan birga chiqayotgan issiqlik miqdorlari yig’indisiga teng.
Energetik balansdan, hamma turdagi energiyalarni kirish va chiqishidan tashqari, suyuqliklarni aralashtirishga yoki gazlarni siqish va uzatish uchun sarflanayotgan mexanik energiya ham hisoblab topiladi.
Issiqlik balansidan kelib chiqqan holda isituvchi bug’, suv va boshqa issiqlik eltgichlar sarfi aniqlansa, energetik balansdan esa – jarayonni amalga oshirish uchun zarur umumiy energiya sarfi topiladi.
Jarayon o’tishi davrida olingan natijaga vaqt va yuza (yoki hajm) birliklarining nisbatiga jarayon intensivligi deyiladi. Jarayon intensivligi vaqt birligida yuza (yoki hajm) birligidan o’tgan energiya yoki massa miqdori bilan xarakterlanadi.
(1.15) formulaga binoan jarayon intensivligi jarayonni harakatga keltiruvchi kuchga to’g’ri proportsionaldir. Jarayon intensivligining mezoni bo’lib, tezlik koeffitsienti xizmat qiladi:
(2.9)
bu yerda V – massa yoki energiya miqdori; F - massa yoki energiya o’tayotgan yuza;  - jarayon davomiyligi; - harakatga keltiruvchi kuch; R - qarshilik; K – tezlik koeffitsienti.
Umumiy holatda jarayonni harakatga keltiruvchi kuch-potentsiallar farqi. Xususiy holatlarda esa, gidromexanik jarayonlari uchun – bosimlar farqi, issiqlik almashinish jarayonlari uchun – temperaturalar farqi, massa almashinish jarayonlari uchun – kontsentratsiyalar farqi.
Jarayonlarnig tezlik koeffitsienti moddiy oqimlarning harakat rejimiga bog’liq. Oqimlar harakati esa, gidrodinamika qonunlari bilan aniqlanadi.


Nazorat uchun savollar
1.Texnikaviy gidravlika bimani orgatadi.
2.Suyuqliklar muvozanat holati uchun Eylerning differentsial tenglamasini ahamiyati.
3.Suyuqliklar harakati uchun Eylerning differetsial tenglamasi qanday chiqariladi.
4.Suyuqlik harakatining Nav’e-Stoks differentsial tenglamasini ahamiyati.
5.Oqimning moddiy va energetik balanslari.
6.Moddiy balans.
7. Energetik balans.