йыты еркін (бос) бетіні трі.

Крделі ш лшемді аыны араластырышы бар аппаратта пайда болады. Бл жадай араластырышты айналма озалысымен байланысты. Сір, тангенциальды озалыс алашы жадай сияты. Жылдамдытарды лшеу мліметтеріне араанда айналмалы жылдамдыты орташа мні біршама радиалды жне аксиалды жылдамдытардан жоары екенін байатады.

Араластырышы бар тегіс абыралы цилиндр сосудта (ыдыста) сйыты жуыталан озалу моделін арастырайы.

Айталы сйыты траталан озалысы жазы бойымен туде, яни сйыты барлы блшектері белгілі жазыа параллел озалыста делік, демек осы жазыты кез-келген нктесі арылы жргізілген тзуді нктелеріне перпендикуляр болады. Сйы жылдамдыы бірмнді болады. Бл кезде жылдамды йыныны баыты (векторы) озалыс жылдамдыына перпендикуляр (тік) баытталады. Жылдамдыты радиалды рамы нлге те болады.

Жазытарда орналасан сйы озалысыны баыты сызытары Z сіне перпендикуляр. Бл кезде сйытары концентрлі шебер болады. Шеберді орналасу орталыы (центрі) Z сінде болады. Z стеріні жне сйыа сер етуші салма кшіні баыттары бір-біріне арама-арсы болады.

Жоарыда келтірілген жадайларды ескере келіп цилиндірлі координатта жазылан Эйлера тндеуі г жне Z баыттарында былайша трленеді:

 

(15.11)

 

(15.12)

мнда u_Т – сйыты тангенциалды жылдамдыы, м/с;

Р – сйыты ысымы, Па.

r сі ыдысты (сосудты) радиусы бойынша баытталан z сі оны биіктігі алынан.

Араластырыштары бар сосудтардаы сйыты озалысын аналитикалы жолмен зерттеген кбінесе жуыталан шартты трде Ренкинні йынны комбинацияланан кзарасы абылданады. Сйыта шартты трде цилиндр трізді йын ыры бар деп есептейді. Бл йынды бырды клдене имасы дгелек радиусы «а», Z сінде орналасады деп есептейді. Сонымен бірге, г < а болан кезде сйы траты w брышты жылдамдыпен Z сін айналып озалады:

u_Т = r w (15.13)

ынды бырды сырты жаынды потенциалды (йынсыз озалыс).

абылданан жоарыдаы жадайлар шін W₂ жылдамды векторы шін

(15.14)

(15.11) - (15.14) тедеулерінен сйыты бос бетіні тедеуін алуа болады:

егер r < a (15.15)

егер r > a (15.16)

(15.15), (15.16) тедеулерін орытып шыару жоара оу орындарыны химия-технологиялы мамандарыны студенттеріне /4/ оу ралында келтірілген.

Бос бетті трі 15.3. суретінде крсетілген. Сйы бетінде шыр (воронка) пайда болады.

Оны е лкен тередігі ОА сйы дегейіне байланысты.

AO = w²a²/g (15.17)

 

Сйы бетіндегі шырды тередігі араластырышты айналу жиілігі скен жоарылайды. Шектегенде сйы бетіндегі шырды (воронканы) тередігі араластырышты кпшегіне (ступицы), кей кезде ыдысты (сосудты) тбіне жетуі ммкін. Араластыру ондырысыны траты жмысы нашарлайды, араластыру сапасы тмендейді.

 

Сур. 15.3. Сйыты бос бетіні трі (формасы). Оны озалысы Ренкинні комбинацияланан йын туралы байланысы арылы аныталады.

Жылдамдыы жоары (айналу саны жоары) араластырышы бар аппараттарды абырасында шыр (воронка) пайда болуынан арылу шін радиалды шаылдырыштар (отражатель) кедергілер ойылады.

Пайда болан шырды (воронканы) тередігін h_b=ОА. Кедергілер ойылмаан турбиналы араластырыштардаы шырды (воронканы) тередігін тмендегі критериалды тедеулер арылы есептейді:

Егер G_a > 3^.10⁷

h_b/d = A^.G_a^0,069(D/d)^-0,38Fr_ц^х (15.18)

 

мнда x = 1,14 G_a^-0,008(D/d)^0,008

 

егер G_a < 3 ^.10⁷

h_b/d = A¢^.G_a^0,33(D/d)^-1,18Fr_ц^х (15.19)

 

мнда x = 3,38 G_a^-0,074(D/d)^0,14

(15.18) тедеуіндегі А коэффициенті ртрлі турбиналы араластырыштар шін 0,71 –ден 1,52 дейінгі аралыта болады. (15.19) тедеуіндегі А¢ коэффициенті 0,013 тен 0,073 дейін згерісте болады.

 

Галилей састы саны:

G_a = Re_ц/Fr_ц^х (15.20)

Салма кшіні сері те тмен болан кезде шыр (воронка) тріздес болмайды немесе оны тередігі кішірек болады.

Бл зертханалы жмысты орндау нтижесінде сйыты бос бетіні трі (формасы) салыну керек.

 

15.2. Зертханалы ондырыны сипаттамасы

ондырыды геометриялы сипаттамасы 15.1. суретке сйкес екі турбиналы араластырышы бар аппарат орнатылан. Зертханалы стендті хемасы 15.4. суретте крсетілген.

Араластыруды тиімділігін экспериметтік трде йренуге арналан бірінші аппаратты ішкі диаметрі D = 0,4 м. Аппарата трансформаторлы май (клемі V_m = 0,03 м³) мен су (клем V_су= 0,06 м³) йылан. Бірінші аластырышты айналым саны 0-ден 4 айн/с дейін бір алыпты згеруі ммкін. Аппаратты тыынды крандармен амтамасыз етілген биіктігі бойынша бес тадаулы рылысы бар.

Бос бетті формасын зерттеуге арналан екінші аппарат шыны ыдыстан жасалан жне ішкі диаметрі D = 0,25 м. Екінші аластырышты айналым саны 0-ден 8 айн/с дейін бір алыпты згеруі ммкін.

 

 

Сур. 15.4. Зертханалы стендті схемасы

1- араластыру тиімділігін анытауа негізделген аппарат; 2 – сйыты еркін бетіні зерттеуге негізделген аппарат; 3 – бірінші араластырышты жылдамдыыны реттегіші; 5 – бірінші араластырышты осатын тетік; 6 - екінші араластырышты осатын тетік; 7- бірінші жне екінші араластырыштырды жылдамдыын лшеу шін айн/с-та градуирленген вольтметрлер; 8 – стендті электрмен оректендіргіш индикаторы

15.3. Зертханалы жмысты орындау тртібі

1. Оытушыдан тапсырма алу керек. Тапсырма рбір сынатаы араластыру айналымыны саны крсетілген. Есептеуге ажет сынатар саны, физикалы константалар.

2. (15.1.) тедігі бойынша концентрацияны орташа мні х_ор табу ажет. Органикалы абат пен суды клемін су лшегіш шыныны кмегімен анытау керек.

3. Басару аланындаы 5 тумблермен бірінші араластырышты осу ажет. Бір сынаты шарттарына сйкес 3 жылдамдыты реттегішті кмегімен араластырышты айналым санын ою керек.

4. 5 минут ткен со мензуркада сйытыты пробасын тадау кажет. Суды концентрациясын анытау х_i, x_i (i = 1,2,...5). (15.1) –(15.3) тедеулер кмегімен ш табалы анытамамен концентрацияны есептеу. Найти индекс перемешивания I по формуле (15.4) тедігінен араластыру индексін I табу керек. Анализ нтижелерін 15.1. кестесіне енгізу керек. сынаманы аппарата йып, бірінші араластырышты шіру керек.

5. 2 – 4 пункттердегі араластырышты айналым сандарыны барлы мндері шін айталау.

6. (15.6) тедігімен рбір сына Re_ц мнін есептеу. Сызбадан (сур. 15.2) K_N критериін анытау жне (15.7) рнектен араластыра кететін уатты млшерін табу.

7. Жмыс орытындыларын дайындау.

15.4. Сйыты еркін пішінді бетін зерттегендегі зертханалы жмысты орындау тртібі

1. Оытушыдан тапсырма алу керек. Тапсырмада есептеу шін ажетті, рбір тжірибедегі араластырышты айналу саны, тжірибе саны, физикалы тратылытары сынылан.

2. Екінші араластырыш тумблерді 5 осу керек. Жылдамды реттегіш (регулятор) 4) арылы тжірибені біреуіні шартына сай айналу санын табу керек.

3. 1 минут ткен со визуалды (шыны ыдыста бекітілген сызышпен) шыр (воронка) тередігін _в кбеюін анытау керек. Екінші араластырышты осу керек. йынды бырды (15.17) тедігі арылы радиусы аныталады.

, м

4. Араластырышты айналу саныны барлы берілген мндеріне 2,3 пункттерін айталап жргізу керек.

5. Шыр (воронка) тередігіні араластырышты айналу санына туелділіктегі сызбасын трызу керек.

6. Сйыты еркін пішінді бетін ЭЕМ- да анытау шін WIND BAS файл олданылады. Бл файлда (15.15), (15.16) тедіктері бойынша есептеу Z бадарламалары саталады. ажетті тсіндірмелер осымшадан алынады. Берілген барлы жылдамдытаы араластырыштар шін, сйыты еркін пішінді бетін сипаттайтын (Сур .15.3) графигін трызу керек.

7. (5.18. – 15.20) тедіктерінен араластырыш режиміні біреуіне шырды (воронка) тередігіні кбеюін табу керек. Алынан нтижелерді экспериментпен салыстыру керек.

8. Жмыс орытындыларын дайындау.

 

15.5. Баылау сратары

 

1. Химиялы технологияда араластыру процесіні ролі.

2. Араластыру тиімділігін лшем ызметін не атарады?

3. Араластыруа жмсалатын уатты анытау шін андай критерий олданады?

4. Араластыру кезіндегі сйыты еркін беті андай трде бейнеледі?