Ma’ruza №12
Gazlar mexanikasining asosiy tushunchalari
Tayanch iboralar:
yallig‘ erituvchi pech, issiqlik o‘tkazuvchanlik, gaz yurish yo‘lagi,
tutun so‘rish qurilmalari, tutun quvurlari,
real suyuqliklar, ideal suyuqliklar, og‘irlik kuchining
tezlishishi, dinamik qovushqoqlik, tabiiy harakat, majburiy harakat,
tabiiy tortish kuchi, majburiy
tortish kuchi.
Reja:
1. Gazlar mexanikasining asosiy tushunchalari
2. Termodinamikaning turlari.
3. Termodinamikaning birinchi qonuni. Issiqlik sigʻimi tushunchasi. Holat
funksiyasi
4. Termodinamikaning ikkinchi qonuni. Jarayon fuksiyasi
Gazlar mexanikasining asosiy tushunchalari.
Metallurgik
pechlar ishlashida katta
hajmda issiq gazlar paydo bo‘ladi. Ko‘pincha jarayondan ajralayotgan gazning miqdori qayta
ishlanayotgan materiallar massasidan ko‘proqdir. Masalan, yallig‘ pechda bir sutkada 1500 t
shixta qayta ishlansa, undan 2500 t gaz paydo bo‘ladi, 1200
0
C haroratda uning hajmi 9,2 mln
m
3
/sutkani tashkil qiladi.
Kuydiruvchi pechda qayta ishlanayotgan 150 t/sutka komponentlardan bir sutkada 300
dan 500 t/sutkagacha gaz hosil bo‘ladi.
Pechni ishchi hajmida gazning harakatlanishi texnologik jarayonni oqib o‘tishiga,
yoqilg‘ini yonishiga, issiqlik almashuviga qattiq va suyuq moddalarni
harakatlanishiga katta
ta’sir etadi. Gazning harakatlanishi pechni o‘lchovini va formasini, gaz harakatlanuvchi yo‘laklar
shakli va shu kabi boshqa dastgohlarni belgilaydi. Shuning uchun pechni loyixalash va
ishlatishda gaz mexanikasini asoslarini bilgan holda boshqarish lozimdir.
Gazlar mexanikasida ko‘p tushunchalar, o‘xshashliklar va suyuqlik mexanikasining
tenglamalari – gidravlikadan olingan. Gazlar harakatini
ifodalash uchun bir qator
soddalashtirishlarni qo‘llashga to‘g‘ri keladi.
Bunda
pechlarda
gazlarning
harakatini
gidravlikada qonuniyatlari yaxshi o‘rganilgan qichiq qovushqoqlikka ega suyuqlikning tomchili
harakati bilan o‘xshatish mumkin. Ammo qo‘pol xatolikning oldini olish uchun hisoblashlarni
bajarishda tomchili suyuqlik va gazlarning farqini hamda bundan kelib chiqadigan aniqmaslik va
sharoitlarni aniq tasavvur qilish kerak.
Gazlarning harakati pechlarning gaz yo‘laklari, tutun trubalari va tutun so‘rish
nasoslarining forma va o‘lchamlarini aniqlashga yordam beradi.
Shuning uchun metallurgiya pechlarini loyihalash va ishlatishda gaz mexanikasining
asosiy qonuniyatlarini bilish zarurdir.
Ko‘pchilik suyuqliklarning hajmi bosim va haroratga bog‘liqravishda juda kichik
kattalikka o‘zgaradi, buning natijasida tomchilik suyuqlik deyarli siqilmaydi.
Gazlar bosim va
harorat o‘zgarishiga juda sezgir va bosimga bog‘liq ravishda ularning xajmi Boyl-Marriott
qonuni asosida o‘zgaradi:
pV
= const;
haroratga bog‘liqligi bo‘yicha Gey-Lyussak qonuni bo‘yicha:
V
t
=
V
0
(
1
+
βt).
Ko‘pgina metallurgiya pechlarida bosim, atmosfera bosimidan 1% dan ortiq farq qilmasa,
pech gazlarining hajmiga kam ta’sir qiladi. Shuning uchun hisoblashlarda bosimga bog‘liq holda
gaz hajmining o‘zgarishini hisobga olmasa ham bo‘ladi.
Real suyuqliklar va gazlar ma’lum qovushqoqlikka ega, shuning uchun harakatlanish
vaqtida ish va energiya qovushqoqlik kuchini engishga sarflanadi.
Ko‘pgina suyuqliklarda harorat ortishi
bilan qovushqoqlik kamayadi, gazlarda esa
qovushqoqlik ortadi.
Ideal suyuqliklar va gazlar shartli suyuqlik va gazlar deb atalib, ular qovushqoqlikka ega
emas va ularni aralashishi talab etilmaydi.
Gazlar mexanikasida suyuqlik va gaz o‘xshashligini ishlatib gidravlikaning ko‘pchilik
qonunlariga qo‘llab issiq pech gazlarining suyuqlikdan farqini va o‘ziga xosligini tasavvur qilish
lozim. Pech gazlari yuqori harorat sababli o‘rab turgan atmosfera havosiga taqqoslaganda kichik
solishtirma og‘irlikka ega. Bu esa ularni suyuqlikning o‘zini tutishi bilan bir muncha farqini
ko‘rsatadi.
12.1 –rasmda suyuqlik va pech gazining idishdan idishga
quyilishi va suyuqlik hamda
pech gazining idishga ko‘rsatayotgan bosimning yo‘nalishlarini taqqoslovchi sxemalar
ko‘rsatilgan. Ushbu sxemalarda bir-biriga mohiyati bo‘yicha o‘xshash bu hodisalar shuningdek
joylashishi va oqimlar va bosimlar yo‘nalishida farqlari ham mavjud. Suyuqlik yuqoridan pastga
quyiladi va idishga bosim ko‘rsatadi, u ham yuqoridan pastga yo‘nalgan bo‘ladi, engil pech gazi
esa teskari tomonga, ya’ni tepaga yo‘naladi.