Mavhum qaynash qatlamining turlari va gidrodinamikasi. Reja: Mavhum qaynash egri chiziqlari. Mavhum qaynash soni

Re_mk va Re_uch qiymatlari ma’lum bo’lgan donador-tolali materiallar uchun qatlam holatlarining mavjud bo’lish chegaralarini topish oson (7-rasm)

Donador - tolali kengaygan qatlamning yuqori chegarasi mavhum qaynash boshlanish tezligi Re_mk bilan aniqlansa, pastki chegarasi esa quyidagi tenglama yordamida topiladi:
Re_ГР 111 3,9 р₀^0,18 (19)
Yuqorida keltirilgan ma’lumotlar tahlili shuni ko’rsatadiki, donador-tolali materiallar gidrodinamikasi chigit tuklilik koeffitsienti  ga bog’liqdir. Undan tashqari,  ushbu materiallar qatlam holatlarining mavjud bo’lish chegaralariga ham ta’sir ko’rsatadi. Donador, sochiluvchan materiallar uchun mavhum qaynash qatlami chegaralari Ar kriteriysi ortishi bilan ko’paysa, donador - tolali materiallar qatlaminiki esa kamayadi.
Hozirgi kunda ko’pgina dolzarb muxandislik muammolarni hal etish turli muhitlarda gaz oqimchalari (tizillagan oqimlar) ning tarqalishi bilan uzviy bog’liqdir.
Oqimchali mavhum qaynash jarayoni qo’zg’almas, mavhum va favvorasimon qaynash qatlamli qurilmalarda gaz taqsimlovchi teshikli panjara moslamalarining ishlash paytida qattiq va gaz fazali sistemalarida amalga oshadi. Ushbu jarayon mavhum qaynash qatlamli granulyator va quritgichlarda, pnevmatik aralashtirgichlarda, hamda qatlamga turli - tuman puflab havo yo’naltiradigan moslamali qurilmalarda ishlatiladi.
Oqimchali mavhum qaynash jarayoni qatlamni tashkil qilish usuli bo’yicha klassik (an’anaviy) mavhum qaynashdan oqimchali harakat potentsiali imkoniyatlaridan foydalanishga sistemali yondashishi bilan farqlanadi.
Oqimchali mavhum qaynash qatlamlarida issiqlik va massa almashinish jarayonlarini salmoqli intensivlashga erishish va klassik mavhum qaynash jarayoniga xarakterli kamchiliklarni bartaraf qilish mumkin. Undan tashqari, sanoat qurilmalariga masshtabli o’tish, gaz oqimlarini taqsimlash va qatlam tuzilishini boshqarish masalalari osonlashadi. Ayrim jarayonlar (kolchedanni flotatsiya qilish, ohaktoshni kuydirish va boshqalar) da aynan oqimchali mavhum qaynash qatlamli qurilmalardan ishonchli foydalanishni ta’minlaydi.
Oqimchali mavhum qaynash jarayoni «gaz - qattiq zarracha» sistemasida fazalar o’zaro ta’sirini tashkil etishning yangi usullarini yaratish imkoniyatini tug’diradi. Bu usullardan eng asosiy va samaralisi-qurilma reaktsion zonasini parallel – oqimchali sektsiyalashdir.
Qatlamga kiritilayotgan oqimchalar soni va shakli turlicha bo’lishi mumkin: dumaloq va yassi, soni esa bir va undan ortiq.
Oqimchalarni qo’llashdan asosiy maqsad, mavhum qaynash sifatini yaxshilash va bir jinsli qatlam hosil qilish. Ushbu usulni tadbiq etishda texnik qiyinchiliklar yo’q. Odatda oqimchalarda havo sarfi mavhum qaynash jarayonidagi umumiy sarfning 6..15% ni tashkil etadi. Oqimchalarning minimal tezligi zarrachalar uchib chiqish tezligidan 10 va undan ortiq marta ko’p bo’ladi.

8-rasmda «gaz - qattiq zarracha» sistemasida fazalar o’zaro ta’sirini tashkil etish usullar sxemasi keltirilgan:
Gidrodinamik faol oqimcha qatlamning turli jinsli yuqori qismini yaxshi aralashtirilgan qatlam holatiga olib kelishi mumkin (8a-rasm). Agarda, minimal mavhum qaynash holatidagi qatlamga oqimcha (8b-rasm) kiritilsa, jarayon intensivlashadi. Lekin, shuna alohida ta’kidlash kerakki, ikkala holatda ham qurilmaning gidravlik qarshilik pasayadi. Agar oqimcha 8v - rasmda ko’rsatilgandek, ya’ni qatlamda joylashtirilgan teshikli panjara o’qidagi katta teshik orqali uzatilsa, qattiq zarracha tsirkulyatsiya tezligi ortadi. Ushbu holatda qattiq zarrachalar tartibli tsirkulyatsiyali qatlam hosil qiladi. 8g - rasmda bir - biriga yo’nalgan gorizontal oqimchalar yordamida mavhum qaynash jarayonini barpo etish mumkin. Bunda ikkala oqimcha bir – biri bilan to’qnashib, tartibli qatlam tashkil qilinadi. Sanoat miqyosida bunday sistemalar mikrobiologik sintez mahsulotlarini granullash uchun qo’llaniladi.
Ikki oqim (asosiy va oqimcha) yordamida mavhum qaynash qatlamini tashkil etish, donador qatlamli qurilmalarni loyihalashda yangi yo’nalish ochib berdi. Bunday qurilmalar gidrodinamik faol oqimchalar harakati natijasida intensiv tsirkulyatsiyali bo’ladi va sulьfat ammoniy, xamir - turush ishlab chiqarish sanoati qoldiqlari, kunjara va boshqa materiallarni granullash uchun ishlatiladi. Yana shuni alohida aytib o’tish kerakki, klassik mavhum qaynash qatlamli qurilmalarga qaraganda oqimchali mavhum qaynash qatlamli qurilmalarda issiqlik va massa almashinish jarayonlar tezligi 3-6 marta intensivroq bo’ladi.
Shuni aytish kerakki, yuqorida keltirilgan hamma usul va qurilmalar donador, sochiluvchan materiallar uchun to’g’ri keladi.
Lekin, donador - tolali materiallar (masalan, paxta chigiti va uning natijasida hosil bo’lgan ikkilamchi mahsulotlar) uchun ko’rib chiqilgan usullar yaxshi natija bermaydi. Bunga sabab, paxta chigitining momiqligidir. Ma’lumki, chigit tashqi yuzasidagi paxta tolalari (_~8...12%) zarrachalar o’rtasida tortishish kuchlarini haddan tashqari ko’payishiga olib keladi. Undan tashqari, paxta chigitining tomchisimon, noto’g’ri shaklga egaligi uni mavhum qaynash holatiga qiyin o’tishining sababchisidir.
Yuqorida taklif etilgan usullarning birortasi ham paxta chigitini mavhum qaynash holatiga o’tkazish bo’yicha ijobiy natijalar bermadi. SHuning uchun ushbu darslik mualliflari tomonidan paxta chigitini turg’un, sifatli mavhum qaynash

qurilma.
1 - qobiq; 2 – oqimcha uzatish halqasi; 3 - teshikli panjara;
4 – oqimcha kiritish shtutseri; 5 - umumiy oqim kiritish shtutseri.
holatiga o’tkazish uchun yassi oqimchalardan foydalanish tavsiya etildi (9-rasm).
Donador - tolali materiallarni mavhum qaynash holatiga o’tkazish uchun qo’zg’almas, kengaygan qatlamga yassi oqimcha kiritildi. Natijada, mavhum qaynash soni K_w < 1,4 da mavhum qaynashga erishildi. Bu esa, havo oqimi sarfini 30...40% gacha tejash imkonini yaratadi. Kengaygan (N/N₀ > 1 bo’lgan) qatlamga gidrodinamik faol yassi oqimcha yuborish natijasida quyidagi masalalarni hal etsa bo’ladi:

• 
  energiya sarfi kam rejimlarda donador - tolali qatlamlarni mavhum qaynash holatiga o’tkazish mumkin;
  
• 
  yassi oqimchani devor yaqinidagi zonaga yo’naltirish natijasida klassik mavhum qaynash qatlamining asosiy kamchiliklari bartaraf qilinadi;
  
• 
  materialning tolalik koeffitsientiga qarab, K_{w <}1,4 gacha bo’lgan oraliqda mavhum qaynash jarayonini tashkil etish mumkin.
  

Oqimchali mavhum qaynash jarayonida donador - tolali qatlamning g’ovakliligi ushbu formula yordamida aniqlanadi:
  A  Re^x exp0,122 (20)
bu yerda A va x ning qiymatlari gaz oqimining tezligiga bog’liq. Bunda koeffitsient A = 0,127...0,265 va daraja ko’rsatkichi x = 0,103...0,212 ga teng.
Jarayonlar borishining texnologik sharoitlarini, ishlab chiqarilayotgan mahsulot sifatiga qo’yiladigan talablarni o’zaro ta’sirda bo’lgan moddalarning o’ziga xos xususiyatlarini hisobga oluvchi juda ko’p mavhum qaynash qatlamli qurilmalar konstruktsiyalari yaratilgan. 10-rasmda mavhum qaynash qatlamli qurilmalarning ayrim konstruktsiyalari ko’rsatilgan.
Ishlash printsipiga qarab davriy va uzluksiz ishlaydigan qurilmalar bo’ladi. Uzluksiz qurilmalarda gaz oqimi va donador material o’zaro ta’sir qilib, unga uzluksiz ravishda yuklanadi va qurilmadan to’kiladi.
Jarayonda qatnashuvchi qattiq material va gaz oqimining harakat yo’nalishi bir xil, qarama - qarshi va kesishgan yo’lli bo’lishi mumkin.