ертханалы жмыс № 12

ысымдаы жазы бетті сзгіні сынау

Жмысты масаты: табаша сзгіштегі ысым дрежесін жоары ндіріс мерзімінде жне сзу процесіндегі тратыларды табу.

еориялы блім.

Сзу процесі дегеніміз біртекті емес жйелерді (суспензия жне газды заттар) елгезерден біркелкі фазалы жне бгеліп алан блшектерді ткізуді айтады. Сзу процесі елгезерді екі жаына берілген ысымдар айырмасынын P кшімен жреді. P млшері суспензияларды сзуде ортадан тепкіш насостар (ысым сзгіштері) арылы немесе елгезерді сыртында вакуум пайда болуын амтамасыз (вакуум-сзгіш) ету арылы беріледі.

Сзу кезінде суспензия сйы – таза сзінді жне ылалды тнбаа ажыратылады. Кейбір кезде атты блшектер сзу бгетіні кеуектерінде сталынып, тнба пайда болмайды. Осы асиеттерге байланысты сзу процесі екі трге блінеді:

1) Тнба пайда болу жолымен сзу;

2) Сзу бгетіні кеуектерін толтыру (бітеу) арылы сзу.

Сзу процесіні аншалыты жргендігі елгезер торларында алан тнбалардан байалады. Сзу материалдарына маталар, тесік торлы металл табатары, торлар, керамикалы торлар жатады.

Сзгіштерді ркезде пайдаланатын трлеріне материалды сзгіштер, сзгіш пресстер, табаша сзгіштер здіксіз пайдаланатын сзгіштер барабанды, ленталы, айналмалы жне т.б. жатады.

Сзгіштерді тадау ндірісті масштабына, суспензияларды трлі атынастарына байланысты. Сзгіштегі блінуді серлілігі тнба блшектеріні сзгішіне тскен суспензияны массасына атынасымен аныталады:

(12.1)

мнда: m_кат.т_. жне m_кат_.с. - тнба мен суспензиядаы сйкес масса бліктері.

Сзу бгетіні німділігі жне алынатын сзіндіні тазалыы, кбінесе, сзу бгеттеріні асиеттеріне жне оларды дрыс тадалуына байланысты.

Белгілі уаыт сзгіш бетіні бірлігі алынан. Сзіндіні клемі озаушы кшке тура пропорционал жне сзіндіні ттырлыына, тнбаны жне сзгіш торларды жалпы йкеліс кшіне кері пропорционал. Сондытан:

(12.2)

мндаы V – сзіндіні клемі, м³;

S – сзуді жоары беті, м²;

– уаыт, с;

Р – сзу бгетіні ысымдар айырмасы, Па;

- суспензиядаы тегіс фаза кезіндегі ттырлы, Нс/м²;

R_т – тнба алдыыны кедергісі, м^-1;

Rс.б – сзу бгетіні кедергісі, м^-1.

Бл шама

(12.3)

сзу жылдамдыын крсетеді, м/с лшенеді.

Сзгіштегі тнба массасы m_т сзгіштен ткен сзіндіні клеміне байланысты. Бл байланыс мына трде болады:

(12.4)

немесе

(12.5)

Мнда х = т_кат_._т_. /V - суспензияны салыстырмалы тыыздыы;

g= m _кат_._т_._./S – атты блшектерді массасы, тнбаны тепе-те абаттарын райтын 1 м² сзге бетінде пайда болан.

Тнба абатыны кедергісі

(12.6)

мнда: r_т – тнба абатыны клемдік меншікті кедергісі, м^-2

(алыдыы 1м тнба абатыны сзінді аынына кедергісін сипаттайтын шама)

(12.6) тедігін (12.2) тедігіне ойанда тмендегіше болады:

(12.7)

(12.7) тедігі – сзу процесіні негізгі тедеуі деп аталады.

Осы сзу процесіні негізгі тедеуі интегралдаанда процесті жан-жаын талылауа алып келеді. Егер сзу бгеттеріні тесіктері толып алатын болмаса, онда тнба рамы саталады (сыылмайтын тнба). Ал егер сзіндіні ттырлыы жне процесті озаушы кші траты болса, онда (12.7) тедігін интегралдап тмендегі тедікті аламыз:

(12.8)

немесе

(12.9)

мндаы q =V/S – сзгіні меншікті німділігі - деп аталады, бл шама сзгі бетіні бірлігінен ( 1 м²) алынатын сзінді клемін крсетеді.

Сзіндіні жобалаанда берілген німділікте ажетті сзу бетін анытау керек. Оны есептегенде (12.8) немесе (12.9) тедіктерін пайдалану ажет. Тадап алынан сзу конструкциясында r_т жне R_с_._б_. мндерін тжірибе жолымен айтадан анытау керек.

(12.9) тедеуді екі блігін де q-а блгеннен кейін келесі формуланы алуа болады:

(12.10)

мнда

(12.10) тедігі t/q – q координаталарында сызыты туелділікте график трызуа болады. Мнда тжірибе нтижелеріні нктелерін ординат осімен иылысанша тзу сызыпен сызады. Графиктен a жне b мндерін тауып алып, осыдан кейін сзінді тратылытарын r_т жне R_с.б_. есептейді.

Сзгішті тнбада тазалау шін оны жуып трады. Сзгішті бос тран уаыты ₀ белгіленеді. Сондытан сзгішті орташа жмыс уаыты мынаан сйкес:

(12.11)

детте бос тран уаытты t₀ нмірлейді. Онда сзіндіні німділігі біратар процесті німділігіні оптималды уаытына t_опт сйкес келеді. t_опт мнін (сур. 12.1) графиктен табуа болады. t_опт мнін графиктен (сур. 12.1) анытайды. А нктесі сзгіні жмыса дайындау процесін сипаттайды. Сзу сызыы q = f(t) АС нктелерін жанамалатып теді. Бл сызыты клбеу брышы g(t + t₀) сзу процесіні максималды німділігін крсетеді.

Сзуді нерлым кіші затыы (АВ сызыы) периодты тратылыына t₀байланысты німділігі тмендейді. t > t_опт кезінде(АD сызыы) сзінді німділігі цикл шін жеткіліксіз боландытан процесті D нктесінде жылдамдыы тмендейді.

13.2. ондырыны сипаттамасы

Лабораториялы ондыры сзгіш 1, суспензия тсетін бак 4, насос 3, лшегіш ыдыс 5, бырлар, бекіткіш – реттеуші арматурадан трады. I корпуса табаша сзгішті тікбрышты металдан жасалан 5 мкм тесікшелері бар материал бекітілген. ысым манометр 15 арылы лшенеді. Бак су лшеуіш шынымен 14 жабдыталан. Лабораториялы ондырыны жмыса дайындау шін суспензия шыанда насос сзгішпен бірнеше рет сзіледі. Насос арылы бакты трт тменгі жаына S тріздес насадка 17 арылы суспензияны жасы араласуы шін баытталады. Сзгіш аландарын жуу шін су жіберіледі, жуып болан со су вентиль 12 арылы аып кетеді.

Сурет. 12.1. Тиімді сзгілеу затыы

12.3. Жмыс жргізу тртібі

1. Жмыс алдында ондырыны іске жарамдылыы тексеріледі. Вентильдер 6,10,11,12,13 жне пробкалы кран 9 жабы болуы ажет. Насос 3 іске осылады, 6,7 жне 16 вентильдерді кмегімен суспензияны ажетті ысымы реттеледі. Насосты жмыса осаннан кейін 5-7 мин циркуляция серінен суспензия блшектері біркелкі орналасан со лабораториялы тжірибені іске асыруа болады.

2. Бірінші тжірибе исы сызы ру масаты мен сзгішті жоары німділігін анытау. Тжірибе былай жасалады: 7 вентиль жабыланда бірден 9кран сзінді абылдаыш 5 ашылады. 16 вентиль арылы сзгіштегі ысым реттеледі. 5 лшегіш ыдысты бірінші бес тамшы пайда боланда секундомер іске осылып, бірден уаытында жиналан сзінді лшемі де белгілі болады. лшемдерді нтижесі 12.1 кестеге жазылады.

Тжірибе аяында процесс соыны ысымын белгілеп, сонан со вентиль 10-ны ашып бака 4 сзіндіні яды. Сонан кейін 9 кранды вентиль 10 жне вентиль 7 ашады. ондырыда суспензияны циркуляциясынан пайда болан сзгіш бетіндегі тнбаны жуады.

3. Сзуді тратылыын лабораторияда анытау шін кемінде екі рет тжірибе жргізу керек. Себебі нерксіптік сзгіштерді кбіне ортадан тепкіш насос арылы суспензия беріледі. P=const процесс жйесінде ата саталмайды. Мндаы лшем нтижесі 12.2 кестеге тсіріледі.

4. Тнба массасы мен алынан сзіндіні байланысы х=m_т/V 300-500мл суспензияны алып кетеді. Сзінді мензуркамен лшенеді. а m_т лшеу дісімен аныталады. егер сзуші материал суспензияны х клемін толытай бірден бле алса, бастапы суспензия G, кг атты/кг с, онда

х=_с· G (12.12)

мндаы: p_с-сзіндіні тыыздыы, кг/м³

5. Тжірибе аяталанда суспензияны 1 сзгіштен тгеміз, 5 лшеуіш ыдыстан тратын сзгіштен 4 баа сзіндіні яды. 10,11 вентильдер ашылады, сзгіш жуылады.

Сурет.12.2. ондырыны технологиялы сызбасы

1 – сзгілеу корпусы, 2 – сзгілеуші элемент, 3 - насос 4 – суспензия шыатын бак, 5 - лшеуіш ыдыс, 643, 16 – вентилдер, 15-манометр, 17 - S – пішінді насадка, 14- су лшегіш шыны.

12.4. Тжірибе мліметтерін орытындылау

№1 тжірибе. Сзгіні жоары салыстырмалы німділігін табу

Тжірибе жргізу жадайы.

1.Температура, t........................................................................⁰С

2.Сзінді ттырлыы m...........................................................Н.с/м²

3.Сзінді тыыздыы .............................................................кг/м³

4.Тжірибе алдындаы ысым Р₁..........................................Па

5.Тжірибе соындаы ысым Р₂..........................................Па

6.Суспензияны бастапы концентрациясы, С......................кг/кг

7.Тнба массасы жне сзінді клеміні атынасы, х...........кг/м

Суспензия температурасы t термометрмен лшенеді, шамалар m жне _с суа арналан кестелерден табылады. Суспензия концентрациясы С жне уаыт ₀ оытушы береді.

исы сзу сызыы 12.1 кестедегі координаттар арылы алынады.

Кесте 12.1.

t, С
V, м³
q, м³ /м²

Абцисса осі бойынша координат басыны сол жаында ₀ мні белгіленеді, А нктесінен сзу исыына жанама сызы жргізіледі. Сзуді жоары німділігіні жаласу процесін крсетеді:

(12.13)