3 лаборатория иши

1 – LABORATORIYa IShI


ERITMALARNING TEMPERATURA
DEPRESSIYASINI ANIQLASh


Ishning nazariy asoslari

Uchuvchan bo’lmagan moddalar eritmalarini uning tarkibidagi erituvchisini qaynatish paytida chiqarib yuborish yo’li bilan quyuqlantirish jarayoni bug’latish deb yuritiladi. Agar bug’lanish jarayoni qaynash temperaturasida past temperaturalarda, ya’ni suyuqlikning yuzasida ro’y bersa, bug’latish jarayonida bug’ eritmaning butun µajmidan ajralib chiqadi.

Bug’latish jarayoni bug’latuvchi qurilmada olib boriladi.
Kimyo sanoatida ishkor, tuz va boshqa moddalarning suvli eritmatlari, ayrim mineral va organik kislotalar, ko’p atomli spirtlar, µamda shu kabi bir qator suyuq eritmalar bug’latiladi. Ayrim vaqtda bug’latish yordamida toza erituvchilar µam olinadi. Ba’zi sharoitlarda quyuqlashtirilgan eritma kristallanish jarayonini amalga oshirish uchun maµsus bug’latish qurilmalariga yuboriladi.
Bug’latish jarayonlarida isituvchi agent sifatida asosan suv bug’i ishlatiladi, bunday bug’ birlamchi bug’ deb yuritiladi. Qaynayotgan eritmani bug’latish paytida xosil bo’lgan bug’ ikkilamchi bug’ deb ataladi. Bug’latish jarayoni vakuum ostida, atmosfera va yuqori bosimlarda olib borilishi mumkin. Eritmalarning xossalari va ikkilamchi bug’ning issiqligidan foydalanish zaruratiga ko’ra µar µil bosimlar ishlatiladi.
Vakuum ostida bug’latish bir qator afzalliklarga ega: jarayonni past temperaturalarda olib borish mumkin; vakuum ta’sirida isituvchi agent va eritma temperaturasi o’rtasidagi foydali farq ko’payadi va natijada qurilmaning isitish yuzasi kamayadi, vakuum bilan bug’latish uchun nisbatan past parametrli (temperatura va bosim) isituvchi agentlardan foydalanish mumkin. Vakuum ishlatilganda ikkilamchi bug’dan qaytadan birlamchi bug sifatida foydalanish imkoni tug’iladi.
Kimyo sanoatida bug’latish jarayoni bir va ko’p korpusli qurilmalarda amalga oshiriladi. Ko’p korpusli, ya’ni bir necha qurilmalardan tashkil topgan bug’latish qurilmalari keng ishlatiladi. Ko’p korpusli qurilmalarning faqat birinchi korpusiga isituvchi (birlamchi) bug’ beriladi, keyingi korpuslarini isitish uchun esa oldingi korpuslardan chiqkan ikkilamchi bug’ ishlatiladi. Sanoatda ko’pincha 3-4 korpusli bug’latish qurilmalari keng ishlatiladi. Natijada bu qurilmalarda bug’ning umumiy sarfi, bir korpusli bug’latish qurilmalariga nisbatan 3-4 marta kamayadi. Ґar qanday issiqlik jarayonlaridek, bug’latish jarayonini µarakatlantiruvchi kuchi deb temperaturalar farki µisoblanadi. Ko’p korpusli bug’latish qurilmalarda jarayonni µarakatlantiruvchi kuchi umumiy va foydali temperaturalar farqidir.
Ko’p korpusli bug’latish qurilmasining umumiy temperaturalar farqi birinchi korpusni isituvchi birlamchi bug’ning temperaturasi T₁ va kondensatorga tushgan ikkilamchi bug’ning to’yinish temperaturasi T^/_kond. ґrtasidagi farqga teng:


(10.1)
bu yerda T₁ - birlamchi bug’ning temperaturasi, K; T^/_kond - ikkilamchi bug’ning oxirgi korpusidan kondensatorga tushgan ikkilamchi bug’ning to’yinish temperaturasi, K.
Ko’p korpusli bug’latish qurilmasidagi temperaturalarning umumiy foydali farqi ni aniqlashga µamma qurilmalarda temperaturalar yo’kotilishining yig’indisi µisobga olinadi:
(10.2)


(10.3)
bu yerda - temperaturalarning yo’іotilishi; - temperatura depressiyasi, bir µil bosimda olingan eritma іaynash temperaturasi bilan toza erituvchi qaynash temperaturasi o’rtasidagi farqni ko’rsatadi.
Temperatura depressiyasining qiymati erigan modda va erituvchining fizik-kimyoviy xossalari, eritma konsentratsiyasi va bosimga bog’liq.
Suyultirilgan eritmalar uchun µar µil bosimlarda temperatura depressiyasining qiymati I.A.Tishenko tenglamasi orqali aniqlanadi:
(10.4)
bu yerda - eritmaning atmosfera bosimidagi temperatura depressiyasi, ⁰S; T - toza erituvchining berilgan bosimdagi qaynash temperaturasi, K; r - toza erituvchining berilgan bosimdagi bug’lanish issiqligi, kJ/kg.
- gidrostatik depressiya, gidrostatik bosim ta’sirida bug’latish qurilmalarning isitish trubalari ichidagi eritmaning pastki va ustki іatlamlaridagi qaynash temperaturalarining farqi. Isitish trubalarning pastki qatlamida eritma, suyuqlik ustunining ta’sirida, ustki іatlamga nisbatan yuqori temperaturada qaynaydi. Gidrostatik depressiyaning qiymati aniq µisoblash qiyin, chunki isitish trubalarning deyarli katta qismini egallangan bug’-suyuqlik emulsiyaning sirkulyasiya tezligiga va uning o’zgaruvchan zichligiga, µamda isitish trubasining uzunligiga bog’liq. Eritma sirkulyasiya qilinadigan vertikal qurilmalar uchun іiymatini 1 - 3⁰S atrofida olish mumkin.
- gidravlik depressiya, ikkilamchi bug’ separator qurilmalari va truba orqali µarakatlanganida ґz yo’lida gidravlik ishqalanish va maxalliy qarshiliklarni yengish uchun ketgan vaqtidagi, ikkilamchi bug’ bosimining kamayishini µisobga oladi. Bitta qurilma uchun іiymati 1⁰S teng deb olish mumkin.
Temperatura va gidrostatik, gidravlik depressiyalarni µisobga olgan xolda eritmaning qaynash temperaturasini quyidagicha aniqlash mumkin:


(10.5)
bu yerda T^/ - ikkilamchi bug’ning temperaturasi.
Bug’latish jarayonining yaxshi ketishi uchun µar bir qurilmada temperaturalarning foydali farqi (isituvchi bug’ va qaynayotgan eritma temperaturalarning farqi) ma’lum qiymatga ega bo’lishi shart. Bu farqi tabiiy sirkulyasiya bilan ishlaydigan qurilmalar uchun kamida 5-7⁰S va majburiy sirkulyasiya bilan ishlaydigan qurilmalar uchun kamida 3⁰S bo’lishi kerak.
Umumiy va foydali temperaturalarni bilgan xolda, µar bir qurilma uchun foydali temperaturalarni µisobga olgan xolda, ko’p korpusli bug’latish qurilmalarida, ularning optimal sonlarini aniqlash mumkin.
Masalan:

ikki qurilmali qurilma uchun

µar bir korpus uchun

Uch korpusli bug’latish qurilmasining µar bir korpusi uchun

To’rt korpusli bug’latish qurilmasining µar bir qurilmasi uchun

Shunday qilib ko’p korpusli bug’latish qurilmalari uchun qurilmalarning soni 3 ta bo’lishi kerak.



Shunday qilib ko’p korpusli bug’latish qurilmalarida korpuslar soni oshishi bilan foydali temperaturalar farqi kamayadi, ammo isitish yuzasi bir µil bo’lgan xolda esa uning unumdorligi yuqori bo’ladi.
Ko’p korpusli bug’ іurilmalarida korpuslarning optimal sonini grafik usul bilan µam aniqlash mumkin. Vertikal o’іda bug’latishning іiymati, gorizontal o’іda esa korpuslarning soni ko’rsatilgan (10.1 - rasm).

1 - Isituvchi bug’ning sarfi.

2 - Amortizatsiya sarflari.
3 - Umumiy sarf.

10.1 - rasm. Qurilmaning optimal

sonini aniqlash.
Grafikdan ko’rinib turibdiki, korpuslarning soni ko’payishi bilan isituvchi bug’ning sarfi kamayadi, amortizatsiya sarflari esa ortadi, Umumiy sarflarni belgilovchi egri chiziqning (3) minimumiga to’Іri kelgan qurilmalarning soni taxminan optimal deb qabul qilinadi.
Ishni o’tkazishdan maqsad- suyultirilgan eritmalarning µar µil bosim ta’sirida qaynash paytidagi temperatura depressiyasini tajriba yo’li bilan aniqlash.

Ishni bajarish tartibi

Laboratoriya tajriba qurilmasining sxemasi 10.2 - rasmda ko’rsatilgan.



10.2 - rasm. Laboratoriya tajriba qurilmasi
1 - suyultirilgan eritma quyilgan kolba; 2 - eritmaning qaynash temperaturasini o’lchovchi termometr; 3 - ikkilamchi bug’ning temperaturasini o’lchovchi termometr; 4 – sovutkich; 5 - manometr; 6 - Bunzen kolbasi; 7 - vakuum-nasos; 8 - gaz isitkich.
Vakuum nasos va Bunzen kolbasi vositasida suyultirilgan eritma quyilgan kolbada vakuum xosil qilinadi. vakuumning miqdori U-simon manometrning ko’rsatkichi bo’yicha o’lchanadi. Eritmaning qaynash va ikkilamchi bug’ning temperaturasi termometrlar vositasida o’lchanadi.
Eritmani qaynash temperaturasigacha gaz isitkich yordamida qizdiriladi. Laboratoriya tajriba qurilmasida eritmaning temperatura depressiyasi quyidagi tartibda aniqlanadi:
1. Јurilmaning xolati tekshiriladi.
2. Laborant ishtirokida vakuum nasos elektr tok manbaiga ulanadi va gaz isitkich yoqiladi.
3. Vakuum nasos yordamida sistemada eng ko’p siyraklanish xosil qilinib, kolbadagi eritmani qaynash xolatigacha qizdiriladi.
4. Eritmani qaynash paytidagi termometrlarning ko’rsatkichi bo’yicha, eritmaning qaynash temperaturasini (t) va to’yingan bug’ning (ikkilamchi bug’) temperaturasini () aniqlab µisoblash jadvaliga yoziladi.
5. Vakuum nasos xosil qilayotgan vakuum miqdorini asta-sekin minimumgacha kran vositasida kamaytirilib, eritma qaynatiladi. Vakuum miqdori µar µil bo’lganda, eritma qaynash paytida termometrlarning ko’rsatkichi aniqlab, µisoblash jadvaliga yoziladi. Gaz isitkich o’chiriladi. Eritmani asta-sekin sovitib, sistemada asta-sekin vakuum miqdori ko’paytiriladi va tajriba qaytadan bajariladi.

Tajriba natijalarini µisoblash

Sistemada tajriba vaqtida vakuum µar µil miqdorda o’zgarganda eritmaning temperatura depressiyasi quyidagi tenglama vositasida aniqlanadi:

(10.6)
Eritmaning temperatura depressiya nazariy jiµatdan I.A.Tishenko tenglamasi orqali µisoblanadi.
 = 1,62  10^-2 _amm
Formuladagi r - ning miqdori absolyut bosimning kattaligiga asosan ilovadagi 8 - jadvaldan aniqlanadi.
- eritmaning konsentratsiyasi bo’yicha ilovadagi 9 jadvaldan aniqlanadi. Tajriba olingan іiymatini, A.I.Tishenko tenglamasi bilan µisoblangan іiymati bilan taqіoslab tajribaning xatosi % miqdorida aniqlanadi.
Ґisoblash jadvali

№	Eritma va uning konsent-ratsiyasi			Atmosfera bosimidagi tempera-tura depressiyasi
	Absolyut bosim Pabs=Pat-Pvak	Eratmaning qaynash temperaturasi t,^0C	To’yin-gan bug’ning temperaturasi ,^0S		Eritma-ning tempera-tura depressiya-si	Eritma-ning µisoblan-gan tempera-tura depressiya-si	Tajribaning xatosi
12 3 4 5 6

Tekshirish uchun savollar

1. Bug’latish. Bug’latish µaqida umumiy tushuncha.
2. Bir korpusli bug’latish qurilmasi.
3. Moddiy va issiqlik balanslari.
4. Temperaturalarning yo’іotilishi.
5. Umumiy va foydali temperaturalar farqi.
6. Ko’p korpusli bug’latish qurilmalari.
7. Јurilmalarning optimal sonini aniqlash.
8. Bug’latish qurilmalarning konstruksiyalari (osma isitish kamerali, tashqi sirkulyasion trubali, ajratilgan isitkichli, majburiy sirkulyasiyali, plenkali, issiqlik nasosli bug’latish qurilmalari).

ADABIYOTLAR

1. Kasatkin. A.G Osnovnыe protsessы i apparatы ximicheskoy texnologii. - M.: Ximiya 1973. – 727 s.

2. Salimov. Z, To’ychiev I. Ximiyaviy texnologiya protsesslari va apparatlari. – Toshkent, ¤kituvchi, 1987. - 406 b.
3. Yusupbekov N.R., Nurmuµamedov ¥.S., Ismatullaev P.R. Kimyo va oziq-ovqat sanoatlarning jarayon va qurilmalari fanidan µisoblar va misollar. - Toshkent, Nisim, 1999. – 351 b.
4. Gelperin.N.I. Osnovnыe protsessы i apparatы ximicheskoy texnologii. - M.: Ximiya, 1981. – kn.1. - 410 s.
5. Pavlov. K.F, Romankov. P.G, Noskov. A.A. Primerы i zadachi po kursu protsessov i apparatov ximicheskoy texnologii. - L.: Ximiya, 1981. – 575 s.

10 – Laboratoriya ishining tajriba natijalarini

EXM da µisoblash dasturi.

5 PRINT “RABOTA № 10”

6 PRINT
10 PRINT “OPREDELENIE TEMPERATURNOY DISPRESSII RASTVOROV.”
14 PRINT
15 PRINT
16 PRINT
20 PRINT “Vvedite temperaturnuyu depressiyu pri atmosfernom davlenii
30 INPUT D1
40 PRINT“Vvedite temperaturu kipeniya chistogo rastvoritelya”
50 INPUT T
60 PRINT“Vvedite velichinu teplotы ispareniya”
70 INPUT R
80 D=1.62*10^(-2)*T^2/R*D1
90 PRINT “ Velichina temperaturnoy depressiyu D=”;D;
100 GOTO 14
110 END