Yeni maddə mübadiləsi quruluşlarının iş xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi

Laboraptoriya işi №2

Yeni maddə mübadiləsi quruluşlarının iş xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi

4.5.I. Klapanlı boşqab

Hal-hazırda klapanın boşqablar ən geniş yayılmış konkakt tərtibatı olub, neft emalı və neft-kimya sənayesində istifadə olunurlar. Bu boşqabların əsas üstünlükləri-işçi yüklərin böyük intervalında effektiv maddə mübadiləsi təmin etmə qabiliyyəti, konstruksiyanın mürəkkəb olmaması, aşağı metal tutumu və qiymətinin baha olmamasıdır.

Klapanlı boşqabları diskli və düzbucaqlı klapanlarla hazırlayırlar. Boşqablar fazaların düz və ya kəsişən axın rejimlərində işləyir. Neft-emalı və neft-kimya sənayedə ən çox diskli klapanlı boşqablardan istifadə edilir. Düz axınlı klapanlı boşqabda (şəkil 2.1) şahmat qaydasında deşiklər açılır və bu deşiklərdə diametri 50 mm olan, buxar və ya qazın hərəkəti zamanı 6-8 mm hündürliyə qalxa bilən özütənzimlənən diskli klapan yerləşdirilir.

Düzaxınlı klapanlı boşqab

Şəkil 2.1

Diskli klapan planda bir-birindən 120⁰ bucaq altında yerləşən üç ədəd yönəldici ilə təchiz edilmişdir. Bu yönəldicilərdən ikisi uzun, biri isə qısadır. Bundan əlavə klapanın diskində ştamplama üsulu ilə xüsusi söykənciklər yaradılmışdır ki, bunlar da disklə boşqabın lövhəsi arasında başlanğıc ara məsafəsini təmin etməklə, klapanın boşqaba «yapışma» imkanını aradan qaldırır (şəkil 2.1, 1-vəziyyət). Buxarın aşağı məhsuldarlığında klapanın yüngül hissəsi qalxır (şəkil 4.5.1, II-vəziyyət) və buxar klapanla boşqabın lövhəsi arasındakı yarıqdan boşqab üzəri ilə axan mayenin hərəkətinə əks istiqamətdə çıxır. Buxarın hərəkət sürəti artdıqca klapan bir qədər də qalxaraq, boşqab üzçrində asılı vəziyyət alır (şəkil 2.1, III-vəziyyət). Artıq bu vəziyyətdə buxar klapanın altındakı həlqəvi yarıqdan mayeyə barbotaj edir. Buxarın məhsuldarlığının sonrakı artımı zamanı klapan elə bir vəziyyət alır ki, bu zaman buxar mayenin hərəkəti istiqamətində çıxmaqla, boşqab üzərindəki maye səviyyələri fərqini azaldır (şəkil 2.1, IV –vəziyyət). Bu halda klapanın qısa yönəldicisi onun qalxması zamanı verilmiş vəziyyətini təmin edir.

Düz axınlı klapanlı boşqabların effektivliyi (f.i.ə.) 0,700,85, F 2,5 (m/san)(kq/m³)^-0,5 dayanıq işləmə diapazonu 3,5. Özü tənzimlənən işləmə hədlərində bu boşqablar nisbətən böyük olmayan hidravliki müqavimətə malikdirlər.

Klapanlı boşqabların əsas istismar göstəricisi hər bir klapanın çəkisi olub, onu elə seçmək lazımdır ki, sərflər dəyişdikdə klapanlar verilmiş qalxma hündürlükləri həddində işləsinlər.

Çirkli polimerləşən mayelərin ayrılması üçün klapanlı boşqablardan istifadə edilməsi məsləhət görülmür. Bu bütün klapanqlı boşqabların nöqsan cəhəti olub, klapanların çirk və polimerləşən məhsullarla örtülməsi nəticəsində klapanlar ağırlaşır və qalxma hündürlükləri azalır, nəticədə klapanlar dinamik rejimlərdə işləmirlər.

2.2. Ballastlı klapanlı boşqab

Klapanlı boşqabların məhsuldarlığını və dayanıq işləmə diapazonunu artırmaq üçün ballastlı klapanlı boşqablardan istifadə edirlər (şəkil 2.2). Boşqab lövhəsinin 1 deşikləri üzərində xüsusi dayaqlarda qalxma hündürlüyünün məhdudlaşdırıcısı 4, bunların daxilində isə yönəldicilərlə 7 yüngül klapan 5 və ballast 2 yerləşdirilir. Klapanın ballasta yapışmasının qarşısını almaq üçün 3 və 6 söykəncikləri mövcuddur. Buxar (qaz) axının kiçik sərflərində boşqab adi çəkisi kiçik olan klapanlı boşqab kimi işləyir. Buxar axınının sərfi artdıqca klapan ballasta söykənir və ağırlaşmış klapan kimi ballastla birgə işləyir.

Ballastlı klapanlı boşqabları həm fərdi, həm də qruppalı

ballastlı hazırlamaq olar. Şəkil 2.3-də rektifikasiya kalonlarının qruppalı ballastlı klapanlı boşqabı göstərilmişdir.

Ballastlı klapanlı boşqab

Şəkil 2.2

Qruppalı ballastlı klapanlı boşqab

Şəkil 2.3

Klapanların böyük ölçülü olması (15445 mm) dairəvi klapanlı boşqablara nəzərən onların sayını 2-4 dəfə azaltmağa imkan verir. Klapanlar üzərində diametri 8 mm olan mildən hazırlanmış ümumi hərəkət edən ballast 3 yerləşdirilmişdir. Bu ilk boşqabların işləməsi zamanı əvvəlcə klapan lövhəsi qalxır, sonra isə o ballasta söykənərək onunla birlikdə vintin başlığına qədər axıra qədər qalxır.

2.3. Deşikli klapanlı boşqab

Deşikli boşqabların hidravlik müqavimətini azaltmaq və dayanıq iş diapazonunu genişləndirmək üçün onları klapanlı quruluşlarla kombinə edirlər (şəkil 2.4). Bunun nəticəsində buxar fazanın kiçik sərflərində boşqab adi deşikli boşqab kimi işləyir. Buxar fazanın sərfi artdıqca klapan 2 açılaraq boşqabın lövhəsi 1 və klapan arasında yarıq əmələ gəlir. Buradan üfüqi müstəviyə nəzərən müəyyən bucaq altında buxarlar xaric olaraq mayenin axıdıcı quruluşa doğru hərəkətini təmin edir və boşqab üzərində maye səviyyəsinin fərqini azaldır. Deşikli klapanlı boşqablar böyük olmayan hidravliki müqavimətlərdə dayanıq iş rejiminin geniş diapazonunu təmin etdiklərindən vakuum altında gedən proseslərdə onlardan istifadə etmək üçün yararlı olurlar.

Deşikli klapanlı boşqabın elementi

.

Şəkil 2.4

2.4. İki kontakt zonalı boşqab

Deşikli boşqabların effektivliyini yüksəltmək üçün iki kontakt zonalı deşikli boşqablar işlənib hazırlanmışdır. Kiçik diametrli kalonlar üçün axıdıcı ciblər kolonun mərkəzində yerləşdirilir. Bunlarda 8-10 mm yarıqlar olub, maye buradan şırnaq (nazik təbəqə) şəklində xaric olaraq kolonda boşqabların lövhə altı sahəsini tutur və beləliklə boşqablar arasındakı ikinci kontakt zonası yaradılır (şəkil 2.5). ikinci zonanın sayəsində

İki kontakt zonalı boşqabın sxemi

Şəkil 2.5

deşikli boşqabların effektivliyi 20 və müqaviməti 10-20 Pa qədərə artır. Böyük diametrli kalonlar üçün isə axıdıcı ciblər kolonun bütün en kəsiyi üzrə yerləşdirilirlər (kalon ayrı-ayrı seksiyalara bölünür). Boşqab deşikli lövhədən (1) (orada axıdıcı ciblər yerləşdirilmişdir), istiqamətləndirici plankadan (3) və qaytarıcı lövhədən (4) ibarətdir (şəkil 2.6).

Boşqab lövhəsində yerləşdirilmiş bir yarıqlı axıdıcı cib (şəkil 2.7) borucuqdan (2) və qaytarıcı lövhədən (3) ibarət olub, axırıncı elə bərkidilmişdir ki, borucuq və onun arasındakı məsafə mm olsun. Bu yarıqdan həlqəvi maye şırnağı axaraq əlavə kontakt zonası yaradır. İki yarıqlı axıdıcı cib (şəkil 2.3) yerləşdirildikdə maye axıdıcı arakəsmədən aşaraq xarici borucuğun (2) daxili divarı və korpusdan (4) axıb, diskli borucuğa (5) keçib aşağı yarıqdan həlqəvi maye şırnağı şəklidə xaric olub əlavə kontakt zonası yaradır.

İki kontakt zonalı boşqab

Şəkil 2.6

Bir yarıqlı və iki yarıqlı ciblər

Şəkil 2.7

2.5. Qaytarıcı elementli deşikli boşqab

Bir axınlı boşqablar daxili diametri 1200 mm-dən 4000 mm-ə qədər, iki axınlı boşqablar isə (kənar və mərkəzi axıdıcı quruluşları) diametri 2000 mm-dən 9000 mm-ə qədər olan kalon tipli aparatlarda istifadə edirdər. Boşqabın lövhəsi, qalınlığı 2-3 mm olan metal vərəqdən hazırlanmaqla, üzərində şahmat qaydasında yerləşən kəsilib dartılmış yarıqlar vardır. Yarıqların oxları boşqabın lövhəsinə doğru bucaq altında yönəldilmişdir. Boşqabın lövhəsi üzərində eninə maye axınına qarşı 60⁰bucaq altında metal vərəqdən kəsilib dartılmış yarıqları olan qaytarıcı elementlər quraşdırılır (şəkil 2.8). Bu elementlərin vəzifəsi boşqabdan buxar axınının özü ilə apardığı maye damcılarını geri qaytarmaqdan ibarətdir.

Qaytarıcı elementli deşikli boşqab

Şəkil 2.8

Qaytarıcı elementlərin yarıqlarının istiqaməti elə yönəldilmişdir ki, qaz-maye axını onların üzərinə düşdükdə, maye damcıları boşqabın lövhəsinə doğru aşağı atılır. Qaytarıcı elementlər fazaların kontakt zonasını təşkil edib, mayenin ayrılmasına kömək edir və maye damcılarının buxarla aparılmasını azaldır. Bu tip boşqabların adi konstruksiyalı axıdıcı quruluşları vardır. Kalonun işləməsi zamanı maye axıdıcı cibdən boşqab lövhəsinə daxil olur və aşağıdan yuxarı doğru hərəkət edən buxar axını onu qaytarıcı elementə doğru aparır. Qaytarıcıların yarıqlarının aşağı doğru əyilmiş kənarı məcbur edir ki, maye buxarlardan ayrılsın və ağırlıq qüvvəsinin təsirindən aşağı düşsün, buxar isə yuxarı doğru hərəkət edir.

Bu boşqabın konstruksiyasının fərqləndirici xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, boşqabın və qaytarıcıların lövhələrinin yarıqları qəti müəyyən olunmuş istiqamətlərə malikdirlər. Boşqabın lövhəsi elə yerləşdirilir ki, yarıqların əyilmiş kənarları boşqabın lövhəsi ilə axıdıcı quruluşa doğru istiqamətdə iti bucaq əmələ gətirir. Qaytarıcılarda isə yarıqların əyilmiş kənarları boşqabdan mayeni axıdıcıya doğru aşağı istiqamətləndirilmiş və boşqab lövhəsi ilə iti bucaq əmələ gətirir. Optimal iş şəraiti üçün bu bucaq təqribən 30⁰ olmalıdır.

Boşqab lövhəsində kəsilmiş yarıqlar əvəzinə kəsilib daranmış yarıqlardan istifadə edilməsi kalonun en kəsiyi üzrə buxarların daha bərabər paylanmasını təmin edir.

Boşqabların intensiv iş şəraiti üçün qaytarıcıların meyl bucağı 60-70⁰ –yə bərabər olub, qaytarıcının hündürlüyü 150 mm, boşqab lövhəsindən qaytarıcıların yerləşdikləri məsafə isə 50-65 mm-dir. Qaytarıcı elementləri bilavasitə boşqab lövhəsi üzərində yerləşdirmək tövsiyyə olunmur., çünki bu halda boşqabın dayanıq iş diapazonu kəskin sürətdə azalır. Qaytarıcı elementlər arasındakı məsafəni 150-250 mm hədlərində dəyişmək olar. Adətən boşqabın lövhəsini çərçivə şəklində ayrı-ayrı seksiyalardan hazırlayıb kəsilib-dartılmış yarıqları olan metal vərəqi ona qaynaq edirlər.

Qaytarıcı elementli deşikli boşqablar buxar yükünə görə yüksək məhsuldarlığa və kiçik hidravlik müqavimətlərə malikdirlər. ona görə də bu tip boşqablardan vakuum kalonlarda istifadə edilir.
2.6. Şəbəkəli boşqab

Yüksək izafi təzyiq altında gedən proseslər üçün kalonlarda şəbəkəli boşqablardan istifadə etmək tövsiyyə olunur. şəbəkəli boşqablardan həmçinin işçi məhsuldarlığı hesabi qiymətdən 25 -dən çox fərqlənən qurğularda da istifadə olunur.

Konstruksiyasına görə şəbəkəli boşqab (şəkil 2.9) qalınlığı 26 mm olan metal vərəqdən ibarət olub, üzərində dördbucaqlı yarıqlar açılmışdır. Boşqabın lövhəsi (1) dayaq (2) üzərində yerləşərək kalonun bütün en kəsiyini tutur (şəkil 2.9). fksər hallarda şəbəkəli boşqab (kalonun diametri 800 mm-dən böyük olduqda) ayrı-ayrı seksiyalardan hazırlanır. Onların ölçüləri elə götürülür ki, dayaq və bərkidici hissələrin sayı az olsun və boşqabın seksiyalarını lyukdan keçirməklə quraşdırmaq mümkün olsun. Yarıqların eni 38 mm, uzunluğu 60 və 200 mm olur. Adətən 460 mm qəbul edirlər.

Dayaq tirlərini yerləşən yerlərdə boşqab lövhəsində yarıqlar açılır və yarıqları dayaq konstruksiyalarının kənarlarına 20-30 mm qalana qədər açmaq məsləhət görülmür. Adətən yarıqların sahəsi boşqabın ümumi sahəsinin 1030-ni təşkil edir. Boşqab lövhəsində dayaqlar arasındakı məsafə mm olur.

Şəbəkəli boşqab

Şəkil 2.9

Bu tip boşqablarda axıdıcı quruluşlar olmadığından boşqabın konstruksiyası xeyli sadələşir və boşqab lövhəsinin sahəsindən tam istifadə etmək imkanı yaradır.

Boşqablar arası məsafə 300 mm-dən 600 mm-ə qədər ola bilər. İki qonşu boşqablarda yarıqlar bir-birinə nəzərən perpendikulyar yerləşirlər.

Kalon işləyən zaman aşağıdan qalxan buxarların təzyiqi nəticəsində boşqab lövhəsi üzərində maye layı yaranır və buxarlar ondan barbotaj edirlər. Bu halda mayenin bir hissəsi yarıqlardan aşağı boşqaba axır. Yarıqlar dövri işləyirlər; boşqab üzərində maye toplanır və buxarların keçid yerlərində öz-özünə sərbəst olaraq dəyişirlər.

Şəbəkəli boşqabların müsbət cəhətləri konstruksiyasının sadəliyi və metal tutumunun az olmasıdır. Sənaye kalonlarının istismarının tədqiqi göstərir ki, bu boşqabların məhsul­darlığından 20-100 böyük olub, təzyiq itkisi 40 azdır. Yarıqların eni kifayət qədər böyük olduqda çirkləndirici mayelərin emalında da istifadə etmək mümkündür, effek­tivliyinə görə isə axıdıcı quruluşları olan boşqablardan geri qalmırlar.

Şəbəkəli boşqabların mənfi cəhətləri: dayanıq iş diapazonu kiçikdir, prosesin başlanğıcında boşqabın en kəsiyi üzrə suvarmanın bərabər paylanmasını təmin etmk olduqca mürəkkəbdir.
2.7. Axını yönəldilmiş (şırnaqlı) boşqab

Şırnaqlı boşqablar axıdıcı quruluşları olan boşqablar qrupuna aid olub, s-vari elementli boşqablarda olduğu kimi buxar şırnaqlı maye axını istiqamətində hərəkət edir. Boşqabın lövhəsində şahmat qaydasında yarıqlar açılır və onların kəsilmiş metal hissəsi eyni bucaq altında (15-35⁰) yuxarı əyilir.buxarın hərəkət istiqamətini boşqab lövhəsində ştamplanmış yarıqların kəsilmiş metal hissələrinin mailliyi müəyyənləşdirir. Buxar sərfi kiçik olan hallarda maye fazanın xeyli hissəsinin aşağıda yerləşən boşqaba axma ehtimalının qarşısını almaq məqsədilə əyilmiş kəsik hissələrin boşqab lövhəsindən hündürlüyü 68 mm-dən böyük olmamalıdır (şəkil 2.10).

Yarıqların forması müxtəlif ola bilər: yarımdairə, yarımellips və s. Yarıqların ən geniş yayılmış ölçüləri aşağıdakılardır: eni =50 mm; uzunluğu l=50 mm, meyl bucağı =15–20⁰.

Axını yönəldilmiş boşqab

Şəkil 2.10

Yarıqların meyl bucağı boşqabdan buxar axınının qalxma bucağını müəyyən edir. Buxar şırnaqlarının qalxma bucağının yarıqların meyl bucağından böyük olması ağırlıq qüvvəsinin əksinə yönəldilmiş qaldırıcı qüvvələrin təsirilə izah edilir. Buxarın kiçik sürətlərində şırnaqlı qablar adi deşikli boşqablar adi deşikli boşqablar kimi işləyirlər (yarıqlardan maye aşağı axır). Yarıqlarda buxarın sürəti müəyyən həddə çatdıqda mayenin yarıqlardan aşağı axması dayanır. Bu sürət I kritik sürət adlanır. Buxarın sürətinin sonrakı artırılması nəticəsində boşqab bərabər barbotajla xarakterizə olunan rejimə keçir. (bu halda maye boşqab üzərində dalğavari hərəkət edir). Boşqab üzərində mayenin səviyyəsi qəbul edici cibdən axıdıcı quruluşa doğru aşağı düşür. Bu rejim barbotaj rejimi adlanır. Buxarın sürətinin sonrakı artırılması nəticəsində şırnaqlı rejim yaranır. Bu rejimdə axıdıcı quruluşa doğru mayenin səviyyəsi qalxır. Yarıqlarda buxarların sürəti böyük olduqca axıdıcı quruluş zonasında maye-buxar axınının hündürlüyi bir o qədər böyük olur. Bu halda mayenin bir hissəsi boşqabdan aralanır və onun üzəri ilə hərəkət edir. Yarıqlarda buxarın sürətinin müəyyən hədd qiymətində, boşqabdan aparılan mayenin miqdarı xeyri çox olduğundan, buxarın sürətinin artırılmasına yol vermək olmaz. Buxarla mayenin aparılmasını azaltmaq üçün çox vaxt boşqab üzərində qaytarıcı quruluş yerləşdirilir. Bu məqsədllə en kəsiyi 50%-ə qədər olan metal vərəqdən kəsilib – dartılmış yarıqları olan qaytarıcı quruluşlardan istifadə edirlər.

Barbotaj-zonasının uzununa qeyri bərabərliyini aradan qaldırmaq üçün və mayenin hərək yolu boyunca maye səviyyəsinin qradiyentini ləğv etmək üçün axıdıcı quruluşa doğru boşqab lövhəsini 2-4⁰ maili quraşdırırlar.

Boşqab lövhəsində eninə qeyri bərabərliy aradan qaldırmaq üçün adətən boşqab lövhəsini seksiyalara bölən arakəsmələrdən istifadə edirlər. Bu arakəsmələr mayenin enmə istiqamətdə qarışmasının qarşısını alır. Arakəsmələrdə boşqab lövhəsi tərəfindən hündürlüyü 10–15 mm olan yarıqlar açılır ki, maye bir seksiyadan digərinə axsın. Seksiyalarda buxar və maye arasında kontakt yaxşılaşır və boşqabda lazımi maye ehtiyatı yaranır.

Boşqabın lövhəsi ayrı-ayrı seksiyalardan hazırlanaraq kalonun lyuklarından keçirməklə quraşdırılır. Boşqabın lövhəsində birinci cərgədəki yarıqlar axıdıcı quruluşdan 30 mm, sonuncu cərgənin yarıqları isə axıdıcının kənarından 100–150 mm məsafədə yerləşdirməkdə məqsəd mayedən qazın ayrılması üçün çökdürücü zona yaratmaqdan ibarətdir. Dayaq tirləri və dayaq hissəsi yerləşən yerlərdə yarıqlar açılmır.

Bu tip boşqabın fərqləndirici cəhətləri:

- maye yükünün yüksək sərflərində dayanıq işləmə mümkünlüyü (bəzi hallarda 90 m³/saat);

- sərbəst en kəsik sahəsindəbuxarların sürəti 0,61,4 m/san;

- dayanıq iş diapazonu –3;

- hidravliki müqavimət –750 MPa;

- sərbəst en kəsik sahəsi –20%;

- merfiyə görə f.i.ə. –0,6.

Şırnaqlı boşqabların üstün cəhətləri:

- mMaye və buxar fazaların sərfləri böyükdür;

- boşqab lövhəsində durğun zona praktiki olaraqt möcud deyildir;

- hazırlanması və quraşdırılması nisbətən sadədir;

- metal tutumu kiçikdir.

Şırnaqlı boşqabın mənfi cəhətləri:

- qazın (buxarın) kiçik çərflərində mayenin xeyli hissəsi aşağı doğru axır;

- boşqab sahəsində arakəsmələr və qaytarıcı quruluşlar yerləşdirilir (metal sərfi artır);

- maye xeyli köpüklənir.