Мавзу; Мавҳум кайнаш қатламининг гидродинамикасини ўрганиш

Мавзу; Мавҳум кайнаш қатламининг
гидродинамикасини ўрганиш
Донадор қатлам орасидан юқорига қараб суюқлик ёки газ оқими ўтса, бу қатлам ўтувчи оқимнинг тезлигига боғлиқ равишда, қўзғалмасдан қолиши ёки қайнаш ҳолатига ўтиши мумкин. Бундай қайнаш суюқликларнинг қайнашига ўхшасада, моҳияти билан ундан фарқ қилади. Шунинг учун бундай қайнаш мавҳум қайнаш деб аталади.

1-расм. Газ (суюқлик) нинг қаттиқ заррачалар қатлами орқали ҳаракати. а-қўзғалмас қатлам; б-қайнаётган қатлам; в-заррачаларнинг учирилиб кетиши.

Газнинг тезлиги нисбатан кичик бўлганда қаттиқ заррачалар қўзғалмайди. Лекин тезлик ошиб бориб ўзининг шундай бир критик нуқтасига етадики, бунда заррачалар қатламининг баландлиги ошади, улар қайнаш ҳолатига ўтади. Бу ҳолатда қаттиқ заррачалар юқорига қараб жадал ҳаракат қилади. Агар газнинг тезлиги яна ҳам оширилса, у ўзининг янги критик қийматига эришади ва бунда зарралар газ оқими билан учирилиб олиб кетилади.

Газнинг қаттиқ заррачалар қайнаш ҳолатига ўтгандаги биринчи критик тезлиги қайнаш тезлиги ва заррачаларнинг учиб кетишига тўғри келадиган критик қиймати учиб кетиш тезлиги дейилади.
Мавҳум қайнаш қатламининг муҳим хусусиятларидан бири шундаки, унинг гидравлик қаршилиги нисбатан кичик. Донадор қатламнинг гидравлик қаршилиги билан газнинг мавҳум тезлиги орасидаги боғликлик -расмда кўрсатилган. Жиҳознинг тўлиқ кўндаланг кесим юзига нисбатан олинган тезлиги мавҳум тезлик дейилади:



2-расм. Донадор қатлам гидравлик қаршилиги билан газнинг мавҳум тезлигининг боғлиқлиги.
Расмда кўриниб турибдики,қаттиқ заррачалар қўзгалмас бўлганда газ тезлиги ошиши билан қатламнинг қаршилиги ҳам ошади. Тезлик W_КАЙ дан W_УЧ гача ўзгарганда, яъни донадор қатлам қайнаб турганда гидравлик қаршилик ўзгармай қолади. Қаттиқ заррачалар газ билан бирга учиб кета бошлаганда Р_К ҳам камая бошлайди.
Газнинг заррачаларга динамик таъсир кучи Р заррачалар G оғирлигидан Архимед кўтариш кучи А ни айирмасига тенг бўлганда қатлам қайнаш ҳолатига ўтади:

Агар заррачалар шар шаклида бўлса,

бу ерда –қаршилик коэффициенти; d–заррачаларнинг диаметри, м; W-заррачалар орасидан ўтаётган муҳитнинг ҳақиқий тезлиги, м/с; –қаттиқ заррачанинг ва муҳит (газ) нинг зичлиги,кг/м³.
Юқоридаги тенгликдан:

Агар қаттиқ заррачалар орасидан ўтаётган муҳит газ бўлса, у ҳолда зичлигининг заррачалар зичлигига нисбатан жуда кичик бўлгани учун бу зичликни ҳисобга олмасак ҳам бўлади.

Унда:
Заррачалар қайнаш ҳҳолатига ўтганда, газнинг қатламдан олдинги босими жиҳознинг f -кўндаланг кесим юзига мос келадиган заррачалар оғирлигини енгиб ўтиши керак, яъни

бу ерда – барча заррачаларнинг оғирлиги, Н.

Бу тенгламадан кўриниб турибдики, заррачалар қайнаш ҳолатида бўлганда P_қ ўзгармас бўлиб қолади, яъни тезликка боғлиқ бўлмайди. Чунки W_м ошиши билан қайнаётган қатламнинг ҳажми ва заррачалар орасидаги масофа ошади.
Қаттиқ заррачалар қатламининг муҳим хоссаларидан бири ғоваклик , яъни заррачалар орасидаги газнинг ҳажмий улуши ҳисобланади:

бу ерда -бутун қатлам эгаллаган ҳажм, м³; -фақат қаттиқ заррачалар эгаллаган ҳажм, м³.

Шар кўринишидаги заррачалар учун қатлам қўзғалмас бўлганда ғоваклик 0,4 га якин бўлади. Мавҳум қайнаш ҳолатида газ сарфи кўпайиб бориши билан ғоваклик ҳам ошади. Заррачаларни ташиб кетиш тартиби ўрнатилганда ғовакликнинг қиймати бирга тенг бўлади.
Мавҳум қайнаш қатламли жиҳозларни ҳисоблашда Лященко ва Архимед критерийлари орасидаги боғланишдан (3-расм) фойдаланиш катта қулайлик туғдиради. Бу критерийлар қуйидагича ифодаланади:








3-расм. Лященко ва Архимед мезонларининг боғлиқлиги.
Тажриба қурилмаси 1-умумий ҳаво кувури устига ўрнатилган 57х3,5 мм