Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

3.2. МЕХАНИК УСУЛ БИЛАН АРАЛАШТИРИШ

Нефть ва газни қайта ишлаш технологияларида суюқ муҳитни аралаштириш учун турли тузилишга эга бўлган махсус аралаштирувчи ускуналар ишлатилади. Аралаштирувчилар айланма ҳаракатни (ёки мураккаброқ бўлган бошқача ҳаракатни) электр мотори ва редуктордан иборат бўлган ташқи узатма ёрдамида амалга оширади. 3.1-расмда якорли аралаштиргичнинг тузилиши берилган. Аралаштирувчилар турли хил бўлиб, шартли равишда икки тур (тез ҳаракат қилувчи ва секин ҳаракат қилувчи) га бўлинади (3.2-расм). Тез ҳаракат қилувчи ускуналар қаторига бир парракли, кўп паракли, турбинали ва пропеллерли аралаштиргичлар киритилади. Якорли, рамали, лентали ва шнекли аралаштиргичлар эса секин ҳаракат қилувчи ускуналарни ташкил этади.
Парракли аралаштиргичлар бир ёки бир неча парракдан иборат бўлади. Бир парракли оддий аралаштиргичлар қовушоқлиги кичик бўлган



3.1-расм. Якорли аралаштиргичнинг тузилиши:
1-мотор-редуктор; 2-муфта; 3-зичлан-тиргич; 4-қопқоқли туйнук; 5-қопқоқ; 6-вал; 7-якорли аралаштирувчи мослама; 8-қобиқ; 9-ғилоф; 10-таянч; 11-маҳсулот чиқариш қувури. Оқимлар: I-дастлабки аралашманинг кириши; II-иссиқлик (ёки совуқлик) ташувчининг чиқиши; III-иссиқлик (ёки совуқлик) ташувчининг кириши; IV-маҳсулотнинг чиқиши.

(µ<0,1 Па·с) суюқликларни аралаштириш учун ишлатилади. Қовушоқлиги катта бўлган суюқликларни аралаштириш учун кўп парракли ва махсус тайёрланган аралаштиргичлардан фойдаланилади. Чўкма ажратувчи система-ларни аралаштириш учун якорли аралаштиргичлар ишлатилади. Агар ара-лаштиргичнинг диаметрини d, унинг диаметрини D, парракнинг кенг-лигини в, ускунанинг тубидан аралаштиргичгача бўлган масофани h билан

белгиласак, у ҳолда парракли аралаштиргичлар қуйидаги ўлчамларга эга бўлади: d=(0,6÷0,9)D; в=(0,1÷0,2)D; h≤0,3D. Парракли аралаштиргичлар минутига 400 гача айланиши мумкин, одатда n=20÷80 айл/мин бўлган аралаштиргичлар кўпроқ ишлатилади.

а б в г д е ж з

3.2-расм. Аралаштирувчи мосламалар:
а-г-тез ҳаракатланувчи; д-з-секин ҳаракатланувчи; а-парракли; б-олтита қия куракчали; в-очиқ русумли турбинали; г-пропеллерли; д-якорли; е-рамали; ж-лентали; з-шнекли.

Пропеллерли аралаштиргичларнинг асосий иш органи ўққа ўрнатилган пропеллер (ёки винт) дан иборат. Ўқ горизонтал, вертикал ёки қия ўрнатилган бўлиши мумкин. Винтлар икки ёки уч қанотли бўлади. Қанотлар суюқликда худди винт каби ҳаракат қилади. Пропеллерли аралаштиргичларни ҳаракатчан ва қовушоқлиги бироз катта бўлган (µ<6 Па·с) суюқликларни аралаштириш учун ишлатиш мақсадига мувофиқдир. Бундай аралаштиргичлар муҳитларни яхши аралаштирганда катта тезлик билан айланади (айрим шароитларда n=40 айл/с гача етади). Винтли аралаштиргичлар қуйидаги катталикларга эга: d=(0,25÷0,33)D; h=(0,5÷1)D; n=150÷1000 айл/мин. Парракли аралаштиргичларга қараганда пропеллерли аралаштиргичларнинг самарадорлиги анча юқори, бироқ уларнинг ишлаши учун кўпроқ энергия сарфланади. Винт қия жойлаштирилса аралаштиришнинг самарадорлиги ортади.

Турбинали аралаштиргичларнинг асосий иш органи турбина ғилдираги бўлиб, у вертикал ўққа жойлаштирилган бўлади. Турбина ғилдирагининг ишлаш принципи марказдан қочма кучларнинг таъсирига асосланган. Суюқлик аралаштиргичнинг марказий тешикчаларидан кириб, у ерда марказдан қочма кучлар таъсирида тезланиш олган ҳолда ғилдиракдан радиал йўналишда чиқиб кетади. Ғилдиракда суюқлик вертикал йўналишдан горизонтал йўналишга ўтиб, ундан катта тезлик билан чиқади. Бундай аралаштиргичлар қовушоқлиги кам ва катта бўлган (µ<500 Па·с) суюқликларни аралаштириш учун ишлатилади. Турбинали аралаштиргичлар учун d=(0,15÷0,6)D; n=200÷2000 айл/мин. Бундай аралаштиргичларнинг самарадорлиги жуда юқори. Турбинали аралаштиргичларни таркибида ўлчами 25 мм гача бўлган заррачаларни ушлаган суюқликларни аралаштириш учун ҳам қўллаш мумкин.
Аралашаётган суюқликларнинг гидродинамик режими модификация қилинган Рейнольдс мезонининг қиймати билан аниқланади:
Re_м = = , (3.1)
бу ерда n – аралаштиргичнинг айланиш частотаси, айл/с; – аралашаётган суюқликнинг зичлиги, кг/м³; µ - аралашаётган суюқликнинг қовушоқлиги, Па·с; d – аралаштиргичнинг диаметри, м.
Механик аралаштиришдаги қувват сарфи N қуйидаги критериал тенглама асосида топилади:
Еu_м = C Re^R_м , (3.2)
бу ерда Еu_м = = K_N . (3.3)
Ўлчамсиз комплек Эйлер мезони (Еu_м) ёки қувват мезони (К_N) деб аталади.
Коэффициент С ва даража кўрсатгичи R нинг қийматлари тажриба йўли билан аниқланиб, аралаштиргичнинг турига, ускунанинг тузилишига ва аралаштириш жараёнининг режимига боғлиқ бўлади.
Агар ускунадаги суюқликнинг баландлиги Н унинг диаметри D га тенг бўлмаса, (3.3) тенгламаси бўйича аниқланган қувватнинг қиймати тузатиш коэффициентига кўпайтирилиши керак:
f_н = . (3.4)
Аралаштирувчи ускуналарнинг асосий нормаллаштирилган русумлари учун махсус адабиётларда тажриба орқали эришилган K_N ва Re_М оралиғида график боғлиқлар берилган бўлади.
Механик усул билан аралаштириш пайтида икки хил режим (ламинар ва турбулент) бўлиши мумкин. Ламинар (Re_М<30) режим суюқлик секин тезлик билан аралаштирилганда юзага чиқади, бундай ҳолатда суюқлик аралаштиргич парракларининг атрофидан бир текисда айланиб оқади ва улар билан биргаликда айланма ҳаракат қилади. Аралаштирувчи мосламанинг тезлиги ортиши билан муҳитнинг қаршилиги кучаяди ва оқибат натижада турбулент режим пайдо бўлади (Re_М>100). Турбулентлик даражаси юқори бўлганда (Re_М>10⁵) қувват мезони К_N амалий жиҳатдан модификация қилинган Рейнольдс мезони Re_М га боғлиқ бўлмай қолади. Бундай ҳолатни автомодел режими деб юритилади, бундай режимда энергия сарфи фақат инерцион кучлар орқали топилади.