Оѕтїстік ќазаќстан мемлекеттік фармацевтика академиясы



жүктеу 1.09 Mb.
бет2/10
Дата07.11.2018
өлшемі1.09 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Гидравликалық радиус және эквивалентті диаметр


Сұйық кез келген пішінді көлденең қима ауданы арқылы қозғалғанда, қима пішіні дөңгелектен бөлек болғанда, мінездеме өлшем ретінде гидравликалық радиус немесе эквивалентті диаметр қолданылады.

Сұйық аққан арнаның еркін қимасы ауданының оның ылғалданған периметріне қатынасын гидравликалық радиус () деп атайды.



(м) (2.26)

Дөңгелек қима үшін

Сонда

Гидравликалық радиус арқылы өрнектелген диаметрді эквивалентті диаметр деп атайды.



(2.27)

(2.26) теңдеуіне сәйкес



Тікбұрышты қима үшін



эквивалентті диаметр




Сақиналы қима үшін

Дөңгелек құбыр үшін



Сұйықтың ағу режимі. Сұйықтың барлық бөлшектері параллель траекториялармен ағатын болса, мұндай қозғалысты ламинарлы қозғалыс деп атайды.

Сұйық бөлшектерінің ретсіз немесе құйынды қозғалысын турбулентті қозғалыс деп атайды.

Ламинарлы қозғалыстан турбулентті қозғалысқа сұйықтың массалық жылдамдығы және құбыр диаметрі өскен сайын және тұтқырлық кеміген сайын жылдам өтеді

Бұл шамаларды бірінші болып Рейнольдс өлшемсіз комплекске біріктірді, оның сандық мәні сұйықтың қозғалу режимін анықтауға мүмкіндік береді. Осы комплексті Рейнольдс ұқсастық саны деп атайды.



(2.28)

Рейнольдс ұқсастық саны қозғалатын ағындағы инерция күштерінің тұтқырлық күштеріне қатынасын сипаттайды. - кинематикалық тұтқырлық деп атайды, сонда



(2.29)

Re<2320 – тұрақты ламинарлы қозғалыс аймағы.

2320 өтпелі режим.

Re10 000 дамыған турбулентті режим.

Бернулли теңдеуі . Қозғалудың Эйлер теңдеуін шешу, гидродинамикада кеңінен қолданылатын және маңызды теңдеуі, Бернулли теңдеуін алуға мүмкіндік береді.

Ағынның кез келген екі көлденең қимасы үшін мына теңдеуді жазуға болады:



(2.37)

(2.37) теңдеуі идеал сұйыққа жазылған Бернулли теңдеуі деп аталады.



шамасын толық гидродинамикалық тегеурін деп атайды.

Олай болса идеал сұйықтың тұрақталған ағынының барлық көлденең қималарында гидродинамикалық тегеурін тұрақты болады.



z — нивелирлік биіктік немесе геометриялық тегеурін (), нүктеде орналасудың меншікті потенциалдық энергиясын сипаттайды.

— статикалық немесе пьезометрлік тегеурін (), нүктеде қысымның меншікті потенциалдық энергиясын сипаттайды.

— жылдамдық немесе динамикалық тегеурін, нүктедегі меншікті кинетикалық энергияны сипаттайды.
Тұрақталған қозғалуда потенциалдық және кинетикалық знергиялардың қосындысы тұрақты болады.

Сондықтан Бернулли теңдеуі ағындар үшін энергияның сақталу заңының жекеше түрі және ағынның энергетикалық балансын өрнектейді.


Құбырлардағы гидравликалық кедергілер


Құбырдағы шығын жалпы жағдайда үйкелу кедергісінен және жергілікті кедергілерден болады.

Үйкелу кедергісі нақты сұйық қозғалғанда құбырдың барлық ұзындығында байқалады және оған сұйықтың ағу режимі әсер етеді.

Жергілікті кедергілер ағын жылдамдығы шамасы мен бағытының кез келген өзгерістерінде туындайды. Олардың қатарына сұйықтың құбырға кіруі және шығуы, құбырдың кеңеюі және тарылуы, бұрылыстар, иіндер, үштіктер және реттеу құрылғылары жатады. Сондықтан тегеурін шығыны екі шамалардың қосындысынан тұрады:

hГ = hТР + hм.с. (2.52)

Бернулли теңдеуіне сәйкес, горизонталь құбыр үшін () және (), сонда үйкелуге шығындалған тегеурін



Бұдан

Ламинарлы қозғалыста сұйық шығыны Пуазейль теңдеуімен анықталады:

(2.53)

мәнін қойсақ және = ескерсек:

Мұнда және d — құдырдың ұзындығы және диаметрі.

Бұдан, қысқартқаннан кейін, табамыз:

Бөлшектің бөлімін және алымын 2w көбейтсек:



Сонымен құбырдағы ламинарлы қозғалыс кезінде:


(2.54)

Мұнда — үйкелу коэффициенті (2.55)



- кедергі коэффициенті (2.56)

Олай болса (2.54) теңдеуін былай жазамыз:



(2.57)

немесе үшін ( )



(2.58)

Квадрат қима үшін

Сақина қима үшін

Тегіс құбырдағы турбулентті қозғалу кезінде



(2.59)

Абсолют бүдірлік деп құбыр ішіндегі бүдірлердің орташа биіктігін айтады.

Абсолют бүдірліктің құбыр диаметріне қатынасын салыстырмалы бүдірлік деп атайды:

(2.60)

Турбулентті қозғалудың барлық аймақтарына дұрыс теңдеу:


(2.61)
Тегеуріннің жергілікті кедергілердегі шығынын жылдамдық тегеуріні арқылы өрнектейді. Тегеуріннің жергілікті кедергілердегі шығынының hм.с. жылдамдық тегеурініне қатынасын жергілікті кедергі коэффициенті zм.с. деп аталады. Сонда әртүрлі жергілікті кедергілер үшін:

; ; ;

Немесе олардың қосындысы



(2.62)

Тегеуріннің жалпы шығыны үйкелуге және жергілікті кедергілерге шығындалады, сондықтан:



(2.63)

Сонда тегеурін шығынын мына теңдеумен анықтаймыз:



(2.64)

Қысым шығыны



(2.65)
Ауырлық күші әсерімен бөлшектердің тұнуы

Бөлшектің ортадағы қозғалу үдеуі нолге тең және бөлшек тұрақты жылдамдықпен қозғалу жылдамдығын тұну жылдамдығы деп атайды.

Диаметрі d шар тәрізді бөлшекті қозғайтын күш оның салмағы мен кері ығыстыратын архимед күші (сұйық салмағына тең) айырмашылығына тең.

Ортаның кедергі күші кедергі заңы теңдеуімен өрнектелуі мүмкін:



Күштердің теңесуі:



бұдан


(2.67)
4. Иллюстрациялық материалдар: Виртуалды қондырғылар. Негізгі аппараттар бейнеленген плакаттар.
5. Әдебиет:

Негізгі:

  1. Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.

  2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973

  3. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.

  4. Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.

  5. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.

Қосымша:

  1. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.

  2. Жужиков В.А. Фильтрование. 4-е изд. М.: Химия, 1986

  3. Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.

  4. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание жидких сред. - М.:-Химия, 1984.-336 с.

  5. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,

  6. Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979


6. БАҚЫЛАУ сұрақтар (кері байланысы):

  1. «Гидростатика» және «Гидродинамика» тарауларында сұйықтардың қандай заңдары оқылады?

  2. Гидростатикалық қысымның қандай қасиеттері бар?

  3. Ыдыстағы абсолют қысымды қалай анықтайды?

  4. Гидростатиканың негізгі теңдеуі нені сипаттайды?

  5. Сұйықтар құбырлар мен арналарда қандай күштердің әсерімен қозғалады?

  6. Сызықтық өлшем ретінде қай кезде эквивалентті диаметр қабылданады?

  7. Бернулли теңдеуін қарастырғанда қандай қорытындылар жасауға болады?

  8. Гидравликалық кедергі коэффициентін қалай есептейді?

  9. Сұйық қозғалысының ламинарлы және турбулентті режимдерін қалай ажыратады?


1. Тақырыбы 3: Гидромеханикалық процестер. Біртекті емес жүйелерді бөлу.
2. Мақсаты: Студенттерді біртекті емес жүйелермен және оларды бөлу әдістерімен таныстыру.
3. ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ:

  1. Біртекті емес жүйелердің жіктелуі.

  2. Біртекті емес жүйелерді бөлу әдістері.

  3. Бөлу процестерінің материалдық балансы.

Екі және оданда көп фазалардан құралған жүйелерді әртекті жүйе дейді. Фазалардың физикалық күйіне байланысты әртекті жүйелердің төмендегі түрлері болады:

Суспензиялар- сұйық және оның ішінде қатты бөлшектер таралғаннан пайда болған әртекті жүйелер. Қатты бөлшектердің өлшеміне байланысты шартты түрде суспензиялар ірі, майда, өте майда және коллоидты ерітінді болып бөлінеді (4.1-кесте).

Эмульсиялар - бір сұйық ішінде онымен араласпайтын екінші сұйық бөлшектері таралғаннан пайда болған әртекті жүйелер.

Көбіктер- сұйық және оның ішінде газ көпіршіктері таралғаннан пайда болатын әртекті жүйелер. Бұл газды - сұйықты қоспалар өздерінің қасиеттері бойынша эмульсияларға жақындау.

Ш а ң д a p және түтіндер- газ оның ішінде қатты бөлшектер таралғаннан пайда болатын әртекті жүйелер. Шаңдар көбінесе қатты әаттарды үхақтағанда, араластырғанда және тасымалдағанда пайда болады. Шаңдағы қатты бөлшектердің өлшеміне байланысты олар түтін, тұман және аэрозоль болып бөлінеді.

Біртекті емес жүйелерді бөлудің мына әдістері қолданылады: тұндыру, сүзу, центрифугалау, ылғалды бөлу.

Тұндыру - сұйықта немесе газда ұшып жүрген қатты немесе сұйық бөлшектерді тұтас фазадан ауырлық күші, инерция күші немесе электростатикалық күш әсерімен бөлу. Ауырлық күші әсерімен тұндыруды тұну деп атайды.



Сүзусұйықты немесе газды өткізіп, асылып жүрген қатты бөлшектерді ұстайтын кеуек бөгеттердің көмегімен бөлу процесі.

Центрифугалау — ортадан тепкіш күштер өрісінде суспензияны және эмульсияны бөлу процесі.

Ылғалды бөлу — қандай да бір сұйықтың көмегімен газда асылып жүрген бөлшектерді ұстау арқылы бөлу процесі.


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет