1.4 Texnoloji proseslərin dayanıqlığı
Texnoloji
proseslərin
təhlükəsizliyinin
əsas şərtlərindən biri onların
dayanıqlığıdır. Sistemin dayanıqlığı onun həyəcanlandırıcı təsirlərə reaksiyasından
asılıdır. Sistem o vaxt dayanıqlı hesab edilir ki, təsadüfən həyəcanlandırıcı təsir
olduqda ( təsadüfən verilən parametrlərdən kənara çıxma) o yenidən öz-özünə
əvvəlki vəziyyətinə qayıdır. Sistem o vaxt dayanıqsız hesab olunur ki, ən kiçik belə
həyəcanlandırıcı təsirdən öz əvvəlkin vəziyyətinə qayıtmır və bir neçə keçid
prosesindən sonra digər dayanıqlı vəziyyətə keçir. Bu sistemlərin həyəcanlandırıcı
təsirdən dəyişməsi ( a-dayanıqlı, b-dayanıqsız ) şəkildə (1) göstərilmişdir.
Əgər həyəcanlandırıcı təsirdən sonra proses texnoloji reqlamentdə nəzərdə
tutulmayan dayanıqlı hala keçərsə bu zaman qəza halı yaranır.
İdeal qarışdırma şəraitində soyuducu ilə işləyən reaktorda ekzotermik dönməyən
reaksiya şəraitində istilik dayanıqlığına aid misala baxaq.
Dayanıqlığın şərtləri qrafiki olaraq şəkildə (2) verilmişdir. Reaksiyadan
ayrılan istilik sürətinin Q
r
(reaksiya zonasında ) temperaturdan asılılığı I əyrisi ilə
xarakterizə olunur və analitik hesablamalara görə bu əyri S formasında olur.
Reaksiya zonasında götürülən istiliyin Q
g
temperaturdan asılılığı xəttidir və II
əyrisi ilə xarakterizə olunur.
Ayrılan istiliyi xaraterizə edən xətlə (1) götürülən istiliyi xarakterizə edən xətt
(II) 1,2,3 nöqtələrində kəsişirlər. Bu nöqtələrdə uyğun T
1
, T
2
, və T
3
temperaturlarında götürülən istilik ayrılan istiliyə bərabərləşir və proses stasionar
olur. Bütün digər temperaturda proses stasionar olmur; əgər I əyrisi II düz xəttin
üstündə olarsa istilik ayrılması üstünlük təşkil edir və reaktor qızır; digər halda isə,
yəni, I əyrisi II döz xəttindən aşağıda yerləşdiyi halda reaktorun soyuması baş
verir. I nöqtəsində hələ reaktorda temperatur dəyişmədiyindən rejim stasionar
olaraq qalır. Əgər təsadüfi həyəcanlanmadan temperatur T
1
+ ΔT
1
-ə qədər
artırsa reaksiyanın sürəti artır və uyğun olaraq ayrılan istilik də artır. Lakin
götürülən istilik ayrılan istilikdın çox olduğundan qəza halı yaranmır. Götürülən
istilik ayrılan istilikdən çox olduğundan həyəcanlanma aradan qalxır, reaktor
soyumağa başlayır və sistemdə temperatura yenidən T
1
təşkil edir. Uyğun olaraq
bu nöqtədə və II xəttində müəyyən həddə qədər ( 1 və 2 nöqtələri intervalında )
rejim dayanıqlı olacaqdır.
3 nöqtəsində T
3
temperaturunda sistemin vəziyyəti T
1
-temperaturundakı
kimidir (1). Burada birbaşa götürülən istilik ayrılan istilikdən çoxdur. Təsadüfi
həyəcanlanmanı götürdükdən sonra ( T
3
+ΔT
3
temperaturunu) sistem T
3
temperaturuna qədər soyuyacaqdır. T
3
nöqtəsindən (temperaturundan) aşağı
temperatura qədər sistemi soyudan həyəcanlanmanı aradan götürdükdən sonra
sistem yenidən T
3
temperaturuna qədər qızacaqdır. Uyğun olaraq 3 nöqtəsində və
ondan hər bir tərəfə müəyyən məsafədə rejim dayanıqlı olacaqdır.
2 nöqtəsində dəyişiklik bir qədər başqa olacaqdır. Burada birbaşa götürülən
istilik ayrılan istilikdən azdır. Əgər təsadüfi həyəcanlanma yoxdursa 2 nöqtəsində (
ideal nöqtə hesab olunur ) ayrılan və götürülən istiliyin sürəti bərabər olur və rejim
stasionar qalır. Əgər təsadüfi həyəcanlanma temperaturu T
2
+ΔT
2
artırarsa ayrılan
istiliyin sürəti götürülən istiliyin sürətindən çox olacaq. Həyəcanlanmanı
götürdükdən sonra sistem soyumayacaq-qızacaq və daha çox ilkin ( başlanğıc )
vəziyyətdən uzaqlaşacaq. Qızma o vaxta qədər davam edəcək ki, T
3
temperaturunda ( 3nöqtəsində ) sistem dayanıqlı vəziyyətə gəlməsin.
Sistem 2 nöqtəsindəki vəziyyətdən 3 nöqtəsindəki temperatur vəziyyətinə
keçməsi zamanı temperatur “ziqzaq” formada dəyişəcək ( eləcə də reaksiyanın
sürəti ), təzyiq artacaq. Bunlarla bərabər sistemdə digər dəyişikliklərdə baş verəcək
və aparatlar bunlara hesablanmadığından qəza halı yaranacaq.
Eyni ilə temperaturun T
2
-dən aşağı düşməsinə səbəb olan təsadüfi
həyəcanlanma nəticəsində reaktor-sistem T
1
temperaturuna-dayanıqlı vəziyyətə
gələnə qədər öz-özünə soyuyacaq. Bu keçid prosesi əsas reaksiyanın zəifləməsinə
və ya tamam dayanmasına gətirə bilər, əlavə reaksiyalar gedə bilər, reaksiyaya
girən maddələr nisbəti və aqreqat halı dəyişər, nəticədə yenə qəza vəziyyəti baş
verir. Uyğun olaraq 2 nöqtəsində rejim dayanıqsız olacaq.
Beləliklə, verilən şəraitdə ( konstruksiya, istilikdəyişmə səthi, istilikvermə
əmsalı və s.) sistem, baxılan halda reaktor üç stasionar vəziyyətdə ola bilər: aşağı
temperaturda ( reaksiyanın aşağı sürətində ) və yüksək temperaturda (reaksiyanın
yüksək sürətində ), uçuncu halda aralıq temperatur və reaksiya sürətində- vəziyyət
dayanıqsız olacaq.
Dayanıqlı vəziyyəti aşağıdakı qeyri-bərabərliklə ifadə etmək olar:
𝑑𝑄
𝑟
𝑑𝑇
<
𝑑𝑄
𝑔
𝑑𝑇
Bu qeyri-bərabərlik reaktorun istilik dayanıqlığının riyazı yazılışıdır.
Təhlükəsizlik nöqteyi nəzərindən texnoloji prosesi elə layihələndirmək lazımdır
ki, bu şərtə uyğun olsun. Əgər texnologiya prosesi T
3
temperaturunda aparmağa
imkan verirsə bu variantın qəbul edilməsi məqsədəuyğundur. Ona görə ki, bu halda
reaksiyanın sürəti maksimum olacaqdır. Əgər T
3
temperaturu texnoloji baxımdan
mümkün deyilsə ( məsələn, katalizator sıradan çıxa bilər, əlavə reaksiya gedə bilər
) prosesi T
1
temperaturunda aparmaq olar. Halbuki, iqtisadi cəhətdən məqbul deyil.
Beləki, T
3
temperaturunda olan sürətə nisbətən burada reaksiyanın sürəti aşağı
olacaqdır. Texnoloji prosesi aralıq temperaturlarda (2 nöqtəsinə yaxın ) aparmaq
mümkün deyil, çünki xüsusi tədbir görülmədiyi halda proses dayanıqsız olacaq.
Belə xüsusi tədbirlərə sistemin avtomatik tənzimlənməsi, stabilləşdirici rejimin
seçilməsi, istiliyin intensiv ayrılmasının təmini və s aiddir.
Istilik dayanıqsızlığı nisbətən sadə olmaqla dayanıqsızlıq növünün yeganə
növü deyil. Digər dayanıqsızlıq növləridə vardır. Lakin onlar başqa ədəbiyyatlarda
( Volter B.V, Kimyəvi reaktorların işinin dayanıqlı rejimi, 1972 “Ximiya” )
araşdırılır, başqa dərslərin mövzusudur.
Burada texnoloji proseslərin ümumi təhlükəsizliyi nəzərdən keçirilir.
Dostları ilə paylaş: |