O’zbekiston Respublikasi Oliy va o’rta maxsus ta

Mavhum qaynash qatlamining gidrodinamikasi
Mavhum qaynash qatlami quyidagicha hosil qilinadi. IHtiyoriy shakldagi vertikal idish (masalan, tsilindr) tubiga sim to`r o`rnatilib, uning yuzasiga muayyan qalinlikda sochiluvchan donador qattiq material zarrachalari to`kiladi. SHundan so`ng apparat tubidan yuqoriga, to`r orqali havo (yoki suyuqlik) oqimi yuboriladi.
Dastlab, havo oqimini tezligi (sarfi) kichik bo`lganda, to`r ustidagi material qatlami qo`zg`almas bo`ladi. Havoning tezligi ma`lum bir qiymatlarga ega bo`lganda qatlamdagi materialning og`irligi gaz oqimining gidrodinamik bosimiga teng bo`lib qoladi. Gaz tezligi yanada oshirilsa, zarrachalar harakati tezlashadi, qatlam kengayadi va u Huddi qaynayotgandek bo`lib ko`rinadi, qatlamni bunday holati mavhum qaynash holati deyiladi.
Material qatlamini o`zgarmas holatdan mavhum qaynash holatiga o`tish jarayoniga to`g`ri keluvchi havoning (suyuqlikning) tezligi mavhum qaynashning boshlanish tezligi yoki birinchi kritik tezlik _kr1 deb yuritiladi.
Bu paytda material donalari havo oqimi bilan apparatdan uchib chiqib ketishi mumkin. Ushbu holatga mos keluvchi oqim tezligi materialning uchib chiqib ketish tezligi yoki ikkinchi kritik tezlik _kr2 deb yuritiladi.
Gaz (suyuqlik) oqimining tezligiga ko`ra donador material qatlamining asosiy holatlarini tahlil qilamiz.
1. Oqim tezligi _o_kr1 bo`lganda donador material qatlami qo`zg`almas holatda bo`ladi (1-rasm, a- sxema). Bu paytda qatlamning gidravlik qarshiligi ortib boradi (2-rasm, a-sxemadagi AV chiziq), uning bo`shliq hajmi va balandligi deyarli o`zgarmaydi (1-rasm, b-sxemadagi AV chiziq).

Bu paytda mavhum qaynash qatlamining gidravlik qarshiligi

∆P = G/F ,
bu erda G- qatlamdagi zarrachalarning og`irligi; F- qurilmaning ko`ndalang kesim yuzasi.
Donador qatlamdagi zarrachalarning og`irligini quyidagicha ifodalanadi:
G = FH(1-)(<sub>Z</sub>-)g ,
bu erda N- zarrachalar qatlamining balandligi; <sub>3</sub> va - qattiq zarrachalar va ishchi muhitning zichliklari; g- erkin tushish tezlanishi. U Holda, mavhum qaynash qatlamining gidravlik qarshiligi: ∆P = N(1-)(<sub>Z</sub>-)g
Mavhum qaynash holatida mahsulot qatlamidagi zarrachalar turli yo`nalishlar bo`ylab siljib, intensiv aralasha boshlaydi (1- rasm, b-sxema). qatlamning erkin yuzasida to`lqinlanish va chayqalishlar kuzatiladi. Bu paytdagi qatlam holatining manzarasi Huddi qaynayotgandek ko`rinadi.
Mavhm qaynash holatida zarrachalar qatlamining balandligi o`sadi va undagi bo`shliq hajm ulushi ortadi (1-rasm, a-sxemadagi VS chiziq). Ushbu tasvirdagi VS chiziq qattiq zarrachalar o`rtasidagi tortishish kuchlarining ta`sirini ifodalaydi.
3. _kr1_o_kr2 chegaralarda oqim tezligini ortishi tufayli zarrachalar yanada intensivroq aralashadi, qatlam balandligi (1-rasm, b- sxemadagi VS chiziq) va undagi bo`shliq hajm ulushi ham ortib boradi. Bu paytda qatlamning gidravlik qarshiligi deyarli o`zgarmaydi (1-rasm, a-sxemadagi SD chiziq).
4. Oqim tezligi _o_kr2 bo`lganda mavhum qaynash qatlami buziladi, qatlamdagi zarrachalarni oqim bilan birga qurilmadan uchib chiqib ketish holatlari kuzatiladi. Zarrachalarning massaviy ravishda qurilmadan uchib chiqib ketish holati pnevmotransport (gidrotransport) jarayonlariga monand bo`ladi. Ushbu uslubdan teHnikada sochiluvchan materiallarni quvurlar bo`ylab uzatishda foydalaniladi. Don mahsulotlari korHonalarida unni qopsiz tashish va siloslarga yuklash kabi jarayonlar bunga misol bo`la oladi.
Qattiq zarrachalarni qurilmadan chiqib ketish tezligi _kr2 erkin shopirilish _sh tezligi deb ham yuritiladi. _o=_sh bo`lgan holatda qattiq zarrachalar qatlamining bo`shliq hajmi juda katta bo`ladi ( 1). Bu paytda zarrachalarning og`irligi oqimning ko`tarish kuchi bilan muvozanatda bo`lishi sababli ular bir-biridan bog`liq bo`lmagan holatda harakatlanib, erkin uchib yuradi, cho`kmaydi va oqim bilan qurilmadan chiqib ham ketmaydi (1-rasm, a- va b- sxemalardagi D nuqta). SHuning uchun zarrachalarni ushbu holatdagi tezligini cho`kish jarayoni uchun tavsiya etilgan.
Ar = (3/4)Re² va Re = Ar/(18+0.61Ar^1/2)
tenglamalar yordamida aniqlash mumkin.
SHunday qilib, ishchi muhit tezligiga ko`ra mavhum qaynash qatlamining uch Hil rejimlari mavjud:
- filtrlash rejimi _o_kr1;
- mavhum qaynash qatlami _o_kr1;
- pnevmotransport rejimi _o_kr2 .
5. Mavhum qaynash jarayonidan so`ng, oqim tezligining susayishi paytida, qatlamning gidravlik qarshiligi VA chiziq bo`yicha emas, aksincha SE chizig`i bilan (1-rasm, a-sxema) tavsiflanadi. Ushbu gisterezis quyidagicha tushuntiriladi: mavhum qaynash qatlamida bo`lgan zarrachalar qatlamining erkin bo`shliq hajmi jarayondan avvalgi holatga nisbatan katta bo`ladi. SHu sababdan, jarayon so`ngida hosil bo`lgan qatlamning gidravlik qarshiligi ham kichik bo`ladi. Mavhum qaynash qatlami ikkinchi bor takrorlansa, ushbu gisterezis holati qayta kuzatilmaydi.
SHunday qilib, mavhum qaynash qatlamidagi oqimning ishchi tezligi <sub>kr1</sub><sub>o</sub><sub>kr2</sub> chegaralarda bo`lishi kerak.
Mavhum qaynash jarayoni qatlamdagi zarrachalarning aralashish intensivligini ko`rsatuvchi mavhum qaynash soni K<sub></sub>
K<sub></sub> = <sub>o</sub>/<sub>kr1</sub> ,
bu erda <sub>o</sub>- oqimni qurilmaning ko`ndalang kesim yuzasiga nisbatan olingan ishchi tezligi.
Tajribalar o`tkazish yo`li bilan har bir jarayon turi uchun K_ qiymatlarining optimal chegaralari aniqlanadi. Odatda, K_=2 bo`lgan hollarda zarrachalarning intensiv aralashuviga erishish mumkinligi aniqlangan.
Mavhum qaynash qatlamining strukturasi ishchi muhit turidan (gaz yoki suyuqlik) bog`liq bo`ladi. TeHnikada mavhum qaynash qatlami asosan gaz oqimida tashkil etiladi.
<sub>kr1</sub> - <sub>kr2</sub> tezliklar oralig`ida donador materiallarning mavhum qaynash holati bir jinsli yoki turli jinsli bo`lishi mumkin.
Sanoat qurilmalarida turli jinsli qatlam holatlarini hosil bo`lishi qurilma va zarrachalarning shakli, o`lchami va yuzasiga, zarrachalar va oqim zichliklarining nisbatiga, oqim tezligi va gaz tarqatuvchi to`rning turiga bog`liq bo`ladi.
K_ soni qiymatini ortishi bilan qatlamning turli jinslilik darajasi ortadi. Bu paytda qatlamdagi gaz oqimi nafaqat uzluksiz oqim, balki pufakcha shaklida ham harakatlanishi mumkin (1-rasm, v-sxema). Harakatdagi gaz pufakchalari qatlamdagi zarrachalarning aralashuvini tezlashtiradi. Kelgusida, gaz sarfining ortishi bilan pufakchalar o`lchami qurilma diametrigacha kattalashuvi mumkin. Bu paytda gaz pufakchasi ustidagi zarrachalar qatlamining porshenli harakati kuzatiladi (1-rasm, g-sxema). Bu pufakchalar qatlamdan chiqish paytida yorilib, qatlam balandligini to`lqinlanishiga va undagi ma`lum bir qism zarrachalarning yuqoriga itqitilishiga sabab bo`ladi. SHu tariqa zarrachalarning gaz oqimi bilan qurilmadan chiqib ketish ehtimoli ortadi.
Porshenli qaynash rejimida gaz oqimi va material zarrachalari o`rtasidagi kontakt yuzaning bir Hilligi buzilib, qattiq fazani vertikal yo`nalishda aralashuvi yomonlashadi, gaz oqimi va zarrachalar o`rtasidagi kontakt yuza qisqaradi. Porshenli rejim qurilma diametri kichik, zarrachalar o`lchamlari katta va gaz oqimi tez bo`lgan hollarda kuzatilishi mumkin.
O`ta kichik o`lchamli (masalan, kukunsimon), namligi yuqori va zichlashuvchanlik Hususiyatiga ega bo`lgan material zarrachalariga mavhum qaynash qatlamida ishlov berish jarayonida kanalli qatlam holati (1-rasm, d-sxema) kuzatilishi mumkin. Bu paytda gaz oqimining asosiy qismi hosil bo`lgan kanallar orqali, qatlamdagi mahsulot zarrachalari bilan o`zaro kontaktga kirishmasdan, erkin o`tib ketadi. Gaz oqimi tezligining ortishi bilan bu kanallar to`la yo`qolishi yoki gaz tarqatuvchi to`r ustidagi qatlamdagina qisman saqlanib qolishi mumkin.
Konussimon tubli qurilmalarda kanalli mavhum qaynash qatlami favvorali qatlamga aylanadi (1-rasm, e-sxema). Bunday rejimda qurilmaning o`qi bo`ylab harakatlanayotgan gaz oqimi qattiq material zarrachalarini favvora shaklida yuqoriga otadi.
SHarsimon va unga yaqin bo`lgan shakllardagi zarrachalar qatlamini mavhum qaynash holatiga keltiruvchi oqimning birinchi kritik tezligi analitik uslubda, Re kriteriysining kritik qiymati bo`yicha, aniqlanishi mumkin
Re_kr = Ar/(1400 + 5.22Ar^1/2),
bu erda Re_kr1=_kr1d₃/; Ar=(d³²g/²)(₃-_m); d- zarrachalarni o`rtacha diametri; - ishchi muhitning dinamik qovushqoqligi.
Re<sub>kr</sub> kriteriysining son qiymati bo`yicha _kr1 aniqlanadi. K_ qiymatlari uchun oqimning ishchi tezligi _o hisoblanadi va qurilmaning diametri aniqlanadi:
D = [4Q/(_o)]^1/2 .
Mahsulot zarrachalarining qatlamda bo`lish vaqti
<sub>o`rt</sub> = m/G ,
bu erda m- qatlamdagi qattiq materialning massasi, kg; G- material sarfi, kg/sek.
Mayda donador materialning mavhum qaynash qatlamini gidravlik qarshiligi quyidagi tenglama asosida aniqlanadi
ΔP = 150(1-)²H_o(K_sh³d²).
Mavhum qaynash qatlamidan mahsulot zarrachalarining uchib chiqish tezligi _kr2 Re_kr ifodasidagi _kr1 o`rniga <sub>kr2</sub> qo`yish asosida aniqlanadi.