Ishdan maqsad: Siklonlarning tuzilishi, ishlash prinsipi va hisoblashni o‗rganish.
Umumiy ma’lumotlar
Cho‗ktirish usuli suspenziya, emulsiya va changli gazlarni birlamchi ajratish uchun qo‗llaniladi. Cho‗ktirish jarayoni turli jinsli sistemalar tarkibidagi qattiq jismning mayda zarrachalarini og‗irlik kuchi ta‘sirida tindiruvchi apparat tubiga cho‗kishiga asoslangan.
Cho‗ktirish tezligini aniqlash uchun alohida olingan sharsimon qattiq jism zarrasining suyuqlik muhitidagi muvozanat shartidan foydalaniladi.
Bunda muhitdagi zarracha og‗irlik kuchi G, Arximed kuchi harakatlantiruvchi kuchi:
G-A=(d3/6)(1) g, (16.1)
bu yerda d-zarracha diametri, m; -zarracha zichligi, kg/m3; 1- muhitning zichligi, kg/m3; g=9.81 m/sek2 – erkin tushish tezlanishi.
Muhitning qarshiligi zarrachaning harakat yo‗nalishiga qarama-qarshi bo‗lib, ishqalanish va inersiya kuchlaridan tarkib topgan. Laminar oqimda ishqalanish kuchlari inersiya kuchlariga nisbatan katta qiymatga ega bo‗ladi. Stoks qonuniga ko‗ra, laminar oqimda cho‗kayotgan sharsimon zarrachaga muhitning qarshilik kuchi quyidagi ifodadan aniqlanadi:
R=3dv, (16.2)
bu yerda -muhitning dinamik qovushqoqligi, Ns/m; v-zarrachaning erkin cho‗kish tezligi, m/s.
Zarracha dastlab tezroq cho‗kadi. Biroz muddat o‗tgach, muhitning qarshilik kuchi jarayonni harakatlantiruvchi kuchiga tenglashganda (G- 1)=R, zarracha o‗zgarmas tezlik bilan cho‗ka boshlaydi. Shu o‗zgarmas tezlik cho‗kish tezligi deyiladi. Ushbu holat uchun :
(d3/6)(1)g=dv (16.3) Ushbu tenglikdan zarrachaning cho‗kish tezligi topiladi:
V=d2(1) (16.4)
Ushbu tenglama Stoks tenglamasi deb ataladi va Re<2 bo‗lganda undan foydalaniladi. Turbulent rejimda (Re>500) inersiya kuchlari ishqalanish kuchlaridan ustun bo‗ladi. Bu holda qarshilik kuchi Nyuton qonuniga ko‗ra topiladi:
Re=(d2/8)1v2, (16.5) bu yerda -qarshilik koeffitsiyenti, agar Re>500 bo‗lsa (turbulent
rejim), u holda =0,44; oraliq rejim uchun (20.6; laminar rejim uchun =24/Re.
Turbulent rejim uchun (16.5) ifodani hisobga olgan holda, quyidagi tenglikni yozish mumkin.:
(d3/6)(1)g==(d2/8)1v2, (16.6) Ushbu tenglikni cho‗kish tezligi quyidagicha aniqlanadi:
v= (16.7)
Sharsimon bo‗lmagan zarrachalarning cho‗kish tezligi quyidagicha aniqlanadi:
v=v ksh, (16.8)
bu yerda ksh-shakl koeffitsiyenti; dumaloq zarrachalar uchun ksh=0.77, yapaloq (plastinkasimon) zarrachalar uchun ksh=0.43, uchburchak shakldagi zarrachalar uchun esa ksh=0.66.
Yuqorida keltirilgan (16.4), (16.7) va (16.8) ifodalar orqali, laboratoriya sharoitida, alohida olingan sharsimon zarrachalarning suyuqlik muhitidagi erkin cho‗kish tezligi aniqlanadi.
(16.3-16.7) ifoda tarkibidagi suyuqlik muhitining qarshilik koeffitsiyenti cho‗kayotgan zarrachaning harakatlanish rejimiga bog‗liq bo‗ladi. Shu sababli amaliy hisoblashlarda zarrachaning cho‗kish tezligi bosqichma-bosqich aniqlanadi.
Birinchi bosqich cho‗kayotgan zarrachaning harakat rejimi oldindan belgilanadi, unga ko‗ra zarrachani cho‗kish tezligi hisoblanadi.
Ikkinchi bosqichda esa hisoblangan cho‗kish tezligi bo‗yicha harakat rejimi aniqlanib, uning qay darajada to‗g‗ri qabul qilinganligini bildiradi.
Ushbu noqulaylikni yo‗qotish uchun P.V.Lyashenko uslubi qo‗llaniladi. Buning uchun (16.7) tenglama ga nisbatan yechiladi:
=4gd(-1)/(31v2), (16.9)
va tenglamaning o‗ng va chap tomonlari Re2=v2d22/2 ga ko‗paytiriladi:
Re2=4gd(-1)/(31v2)*v2d22/2, (6.10)
Soddalashtirilgandan so‗ng:
Re2=4/3[(gd3/2 )(-1)/ 1], (16.11)
Tenglamaning o‗ng tomoni Arximed kriteriysining o‗zgargan shakli bo‗lganligi uchun
Re2=(4/3)Ar, (16.12)
Ushbu tenglama cho‗ktirish jarayonining kriterial tenglamasi deb yuritiladi.
Arximed kriteriysi tarkibida tezlik v ifodasi bo‗lmaganligi sababli (16.3-16.12) tenglamadan avval Re ning, so‗ngra Re kriteriysi qiymatlari topiladi. Re kriteriysi qiymatlariga ko‗ra v aniqlanadi.