Файл қосу
Қатты бөлшектер
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ
ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТІРЛІГІ
СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ
ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
3 деңгейлі СМЖ құжаты
ПОӘК
ПОӘК 042-16.1.23/03-2013
ПOӘК
<<Сала бойынша технологиялық процестер мен қондырғылар>>
пәнінің оқу-әдістемелік материалдары
№ ___ басылым
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
5В073200 <<Стандарттау, сертификаттау және метрология>>
мамандығына арналған
<<САЛА БОЙЫНША ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР МЕН ҚОНДЫРҒЫЛАР>>
ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАРЫ
Семей
2013
Мазмұны
1
Глоссарийлер...........................................................................................................
2
Дәріс оқулар және олардың қысқаша мазмұны.....................................
Дәріс1. ТӨПА пәнінің негізгі заңдары................................................................
Дәріс 2. ТӨПА есептеудің жалпы принциптері..................................................
Дәріс 3. Денелердің физикалық қасиеттері.........................................................
Дәріс 4. Процестер мен аппараттарды модельдеу негіздері..............................
Дәріс 5. Ұқсастық теория негіздері......................................................................
Дәріс 6. Тамақ өндірісіндегі аппараттарға қойылатың талаптар......................
Дәріс 7. Механикалық процестер. Ұсақтау.........................................................
Дәріс 8. Механикалық процестер. Ұсақтағыштар..............................................
Дәріс 9. Механикалық процестер. Кесу..............................................................
Дәріс 10. Механикалық процестер. Престеу.......................................................
Дәріс 11. Механикалық процестер. Сұрыптау....................................................
Дәріс 12. Гидромеханикалық процестер.............................................................
Дәріс 13. Араластыру............................................................................................
Дәріс 14. Механикалық араластыру.....................................................................
Дәріс 15. Пневматикалық араластыру.................................................................
Дәріс 16. Циркуляциялық араластыру................................................................
Дәріс 17. Тұну процесінің теориясы....................................................................
Дәріс 18. Тұндырғыштардың түрлері..................................................................
Дәріс 19. Центрифугалау......................................................................................
Дәріс 20. Центрифугалардың түрлері..................................................................
Дәріс 21. Сүзу.........................................................................................................
Дәріс 22. Сүзгілер..................................................................................................
Дәріс 23. Дисперсиялау.........................................................................................
Дәріс 24. Жалғансұйылу......................................................................................
Дәріс 25. Көбіктүзілу...........................................................................................
Дәріс 26. Жуу........................................................................................................
Дәріс 27. Грануляция...........................................................................................
Дәріс 28. Газды әртекті жүйелерді ажырату-1..................................................
Дәріс 29. Газды әртекті жүйелерді ажырату-2.................................................
Дәріс 30. Газды әртекті жүйелерді ажырату-3..................................................
3
Практикалық сабақтар тақырыптары және олардың қысқаша мазмұны..
Тақырып 1: Шарлар көмегімен ұнтақтайтын диірмен.....................................
Тақырып 2: Қалақшалы араластырғышты сынау...............................................
Тақырып 3: Мерзімді әрекетті центрифуганы сынау.......................................
Тақырып 4: Сүзу процесін зерттеу және рамалы сүзгі-престе сүзі коэффициенттерін тәжірибе бойынша анықтау.................................................
Тақырып 5: Аэроциклонды сынау......................................................................
4
Студенттің өздік жұмысы ....................................................................................
* ГЛОССАРИЙЛЕР
Аппарат - процесті жүзеге асыратың құрылғы (қондырғы).
Араластыру - сусымалы, сұйық және газ тәрізді орталарды тығыз жанасуға келтіру процесі.
Әртекті жүйе - екі және оданда көп фазалардан құралған жүйе.
жабдықталуы керек.
Барботер - аппарат түбiне орнатылған көп тесiктi сақиналы немесе ирек құбыр.
Престеу процесі - материалдарды қысыммен өңдеу.
Процестің жылдамдығы - процесс нәтижесінің уақыт бірлігіне қатынасы.
Процестің қарқындылығы - процес жылдамдығының аппараттың бетіне қатынасы.
Сұрыптау процесі - сусымалы қоспаларды әртүрлі фракцияға ажырату.
Сүзу процесі - қатты бөлшектерді ұстап қалатын, ал сұйықты өткізіп жіберетін кеуекті бөгеттер жәрдемімен суспензияларды ажырату.
Суспензия - сұйық оның ішінде қатты бөлшектер таралғаннан пайда болған әртекті жүйе.
Көбік - сұйық және оның ішінде газ көпіршіктері таралғаннан пайда болған әртекті жүйе.
Ұсақтау - механикалық күштердің әсерімен қатты денелерді бөлу процесі.
Тұндыру - әртекті жүйелерді ауырлық күштiң әсерiнен ажыратуы.
Шаң (түтіндер) - газ және оның ішінде қатты бөлшектер таралғаннан пайда болған әртекті жүйе.
Центрифугалау - сұйық әртекті жүйелерді ортадан тепкіш күш әсерімен ажырату.
Эмульсия - бір сұйық ішінде онымен араласпайтын екінші сұйық бөлшектері таралғаннан пайда болған әртекті жүйелер.
2 ДӘРІС ОҚУЛАР
Дәріс1. ТӨПА пәнінің негізгі заңдары.
Дәріс жоспары.
1. ТӨПА пәннің мазмұны және мақсаттары, оның басқа пәндермен байланысы.
2. Курстың пайда болуы және даму тарихы.
3. Тамақ өнеркәсібіндегі процестердің классификациясы:
1) қозғаушы күштері бойынша;
2) ұйымдастыру тәсілі бойынша
Жоғары сапалы тамақ өнімдерін алуға мүмкіндік беретін жаңа, тиімділігі жоғары технологиялық процестер мен аппараттарды өндіріске енгізу үшін <<Тамақ өндірісінің процестер және аппараттар>> жөніндегі білімді тереңдету және жетілдіру қажет.
Өнімдерінің әртүрлі болуына қарамай олардың алынуында, көптеген өңдеу өндірісіне ортақ, біртипті процестер қолданылады. Процестер және аппараттар технологиясын өндіріс түріне байланыссыз қарастырады. Процестердің мұндай жолмен оқытуда студенттер механиканың, гидродинамиканың, термодинамиканың заңдарын қолдануға негізделген процестердің өту жолының жалпы заңдылықтарын біліп, кең инженерлік дайындық алады.
<<Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары>> пәнін оқу үшін теориялық және қолданбалы механикалық, физика, термодинамика, физикалы-химия пәндері бойынша білім болуы қажет. Екінші жағынан <<Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары>> пәні өңдеу өндірісінің арнаулы технологиясы мен жабдықтары жөніндегі пәндерінің негізі және кіріспесі болып табылады.
Технологиялық процестердің үйренуде, зертеуде жалпы заңдылықтарды білудің қажеттігін процестер және аппараттар жөніндегі ғылымның негізін қалаушы ғалымдар - Петербург технологиялық инстутының профессоры А.К. Крупский (1909 ж.) және МЖТУ-дың профессоры И.А.Тищенко (1913 ж.) өздерінің еңбектерінде айтып кеткен.
<<Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары>> пәнінің даму нәтижесінде барлық технолгиялық процестер төрт топқа бөлінеді:
1. Механикалық процестер - өту жылдамдығы химиялық кинетикалық заңдарымен анықталады. Бұларға қатты денелерді ұсақтау, іріктеу процестері кіреді.
2. Гидромеханикалық процестер - өту жылдамдығы гидродинамиканың (сұйықтар мен газдардың қозғалысы жөнінедегі ғылым) заңдарымен анықталады. Бұларға төмендегі процестер жатады: сұйықтарды тасымалдау, газдарды тасымалдау және сығу, сұйықты және газды әртекті жүйелерде салмақ күшінің (тұндыру), ортадан тепкіш күштің (центрифугалау) және қысым күшінің (сүзу) әсерлерінің ажырату, сұйықтық ортаны араластыру. Процестің қозғаушы күші қысымдар айырмасы болады.
3. Жылу процестері - өту жылдамдығы жылу өту (жылуды тарату тәсілдері жөніндегі ғылым) заңдарымен анықталады. Бұларға: жылыту, суыту, конденсациялау, балқу, қату, булану және буландыру процестері кіреді. Процестің қозғаушы күші - температуралар айырмасы болады.
4. Массаалмасу (диффузиялық) процестер. Мұндай процестер қоспаның бір немесе бірнеше құрастырушыларының бір фазадан екінші фазаға өтуімен сипатталады. Бұларға: абсорбция, ректификация (айдау), экстракция, адсорбция, кристализация, кептіру процестері кіреді. Процестің қозғаушы күші - концентрациялар айырмасы болады.
Ұйымдастыру тәсілі бойынша негізгі процестер былай жіктеледі:
1. Мерзімді әрекеттегі процестер. Белгілі уақыт ішінде аппаратқа шикізат материалы жүктеліп, ол өңделіп болған соң, аппараттан дайын өнім алынады да, аппаратқа жаңадан шикізат жүктеледі. Мұндай кезде процестің барлық сатысы бір жерде (яғни бір аппаратта) бірақ әртүрлі кезеңде өткізіледі.
2. Үздіксіз әрекетті процестер. Аппаратқа шикізатты жүктеу және одан дайын өнімді алу үздіксіз болады. Мұндай процестің барлық сатысы (стадиясы) бір уақытта, бірақ аппарат көлемінің әртүрлі нүктелерінде өткізіледі. Сонымен аппарат көлемінің әр нүктелеріндегі температураның, қысымның, концентрацияның және т.б. параметрлерінің мәні уақыт бойынша өзгермейді.
3. Құрастырылған әрекеттегі процестер. Мұнда үздіксіз әрекеттегі процестің кейбір (стадиясы) сатысы мерзімді әрекетте немесе керісінше өтеді.
Үздіксіз әрекеттегі процестердің мерзімді әрекеттегі процестерге қарағанда мынадай артықшылықтары бар:
а) дайын өнім үздіксіз алынады;
б) процесті механикаландыру және автоматтандыру оңай;
в) алынатын өнімнің сапасы біркелкі болады, себебі процестің өту режимі тұрақты;
г) жабдықтың ықшамдылығы, яғни материалдық және эксплуатациялық шығындары аз;
д) аппараттың жұмысында тыныс болмағандықтан, берілетін (немесе алынатын) жылу толығымен пайдаланылады және шықан жылуды пайдалану мүмкіндігі бар.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар
1. <<Тамақ өндірісінің процестер мен аппараттар>> курсының пайда болуына не ықпал етті? 2. Курстың негізі болып не табылады, курста не оқытылады, курсты оқу нәтижесінде қандай білім алынады? 3. Процесс дегеніміз не? 4. Аппараттың машинадан айырмашылығы қандай? 5. Аппараттар мен машиналардың негізгі сипаттамалары болып не табылады?6. Үздіксіз және мерзімді әрекетті аппараттардың технико-экономикалық бағасын беріңіздер? Олардың артықшылықтары мен кемшіліктерін көрсетіңіздер? 7. Курста оқытылатын барлық процестер неше топқа бөлінеді? Олардың қозғаушы күштері не? 8. Курстың әрбір бөлімінде не оқытылады? Осы процестерге сипаттама беріңіздер?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 4 - 12 бет
Дәріс 2. ТӨПА есептеудің жалпы принциптері.
Дәріс жоспары.
1. Процестердің қозғаушы күштің заңы. Ле-Шателье принципі. Гиббс фазалар ережесі.
2.Аппараттар үшін материалдық және жылу баланс тендеулерің қурастыру.
3. Технологиялық процестерді оптимизациялау принциптері.
Процестер мен аппараттарды есептеудің жалпы принциптері
Процестер мен аппарттарды есептеу төмендегі негізгі мақсаттарды көздейді:
а) жүйенің тепе-теңдік күйін анықтау;
б) шикізат материалының шығынын және алынған өнімнің мөлшерін, сонымен бірге жұмсалатын энергия және жылутасымалдағыштың мөлшерін есептеу;
в) аппараттың қолайлы режимін, жұмыс бетін немесе жұмыс көлемін анықтау;
г) аппараттың негізгі өлшемдерін есептеу.
Жүйенің тепе-теңдік күйін қарастыру арқылы процестің өту бағыты және оны өткізудің мүмкіндік шегі анықталады. Осыған байланысты процеске әсер ететін параметрлердің бастапқы және соңғы шамаларын анықтайды.
Материалдық баланс. Массаның сақталу заңы негізінде материалдық тепе-теңдік құрылады:
(1.1)
мұнда - процесте қатысатын бастапқы заттарыдың жалпы массасы;
- процесс нәтижесінде алынған өнімдердің массасы;
- шығын болған заттардың массасы (буға айналу, саңылаудан шығып кету және т.б.)
Бұл баланстан қажет болған шикізаттың шығыны немесе алынатын өнімнің шамасы есептеп табылады.
Жылу баланс. Энергияның сақталу заңы негізінде жылу тепе-теңдік құрылады:
(1.2)
мұнда - процесте қатысатын бастапқы заттармен енгізілетін жылу;
- аппараттан алынған өнімдермен шығатын жылу;
- қоршаған ортаға таратылған жылу шығыны.
++ (1.3)
мұнда - шикізатпен енгізілетін жылу;
- процестің жылу эффектісі;
- сырттан енгізілетін жылу.
=+ (1.4)
- алынған өнімдермен кететін жылу;
- жылутасымалдағышпен кететін жылу.
Процестердің негізгі теңдеулерін төмендегіше жазуға болады.
(1.5)
мұнда М - процесс нәтижесі, мысалы өткен жылу немесе зат мөлшері;
КF - процесс жылдамдығының беттік коэффициенті;
- қозғаушы күш - жүйенің тепе-теңдік күйден ауытқу дәрежесін сипаттайды.
- уақыт.
Процесс нәтижесінің уақыт бірлігіне қатынасы процестің жылдамдығы деп аталады
(1.6)
Процестің жылдамдығын аппараттың бетіне қатынасын процестің қарқындылығы деп атайды
, (1.7)
КF-ның кері мәні 1/К = R кедергіні анықтайды. Сонымен, процестің қарқындылығы барлық уақыт қозғаушы күшіне тура пропорционал, ал кедергіге кері пропорционал болады:
, (1.8 )
Егер аппарат арқылы өтетін заттың көлемі Vc белгілі болса және оның жылдамдығы берілсе, онда аппараттың көлденең қимасы былай табылады.
S = Vc / (1.9)
S-тің мәні бойынша аппараттың негізгі өлшемдерінің біреуін анықтайды, мысалы цилиндр тәрізді аппараттар үшін оның диаметрі , аппарттың биiктiгi Н (тiк аппарат) немесе ұзындығы (ұзындығы).
(1.8 ) теңдеу арқылы F анықталса, онда арқылы V табылады.
Мұнда - аппараттың меншiктi бетi, яғни аппараттың бiрлiк көлемiне сәйкес бетi; V - аппараттың биiктiгi немесе ұзындығы V = S . Н теңдеуiнен есептелiнедi.
Процестiң қозғаушы кұшi мен жылдамдық коэффициенттерiнiң сандық мәнiн табу, процестердi есептеудiң ең күрделiсi болып табылады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар
1. Аппараттарға қандай талаптар қойылады? 2. Қалыптасқан және қалыптаспаған процестердің мәнін түсіндір. Осы процестер өтетін заңдар қалай анықталады? Кез-келген процес неден басталады? 3. Жүйе дегеніміз не, қандай жүйелер болады, олардың сипаттамалары қандай? Жүйе шарттарын анықтайтын негізгі және жалпы заңдардың мәні неде және сипаттамалары қандай? 4. Процестің жалпы өту жылдамдығы қалай жазылады? Осы теңдікке енетін жалпы шамалардың өлшем бірлігі және физикалық мәні неде? 5. Массаның және энергияның сақталу заңы қалай жазылады?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 4 - 12 бет
Дәріс 3. Денелердің физикалық қасиеттері.
Дәріс жоспары.
1. Денелердің қасиеттері және туынды өлшемдер. СИ жүйесінің негізгі және туынды өлшемдері. Физикалық өлшемдерінің өлшеулері, және белгілеулері.
2. Тамақ өндірісінде қолданатың шикізаттар мен материалдардың физика-химиялық, құрылым-механикалық, жылуфизикалық, реологиялық және оптикалық қасиеттері, өлшем бірліктері мен өлшеулері.
Табиғи шикізаттарды әртүрлі өндірістерінде өндеу арқылы алынған тамақ өнімдерінің негізгі бөлігін адамдар пайдаланады. Өңдеудің мақсаты шикізаттан адам организмі оңай қабылдайтын заттарды бөліп алу, табиғи өнімдерді пайдалануға және ұзақ сақтауға дайындау, жаңа тамақ заттарың алу болып табылады.
Өңдеу кезінде берілген қасиеттерге ие болатың өнім алу үшін шикізаттардың физикалық-техникалық қасиеттерін өзгертеді.
Материалдың физикалы-техникалық қасиеттеріне негізінен структуралық-механикалық, жылулық-физикалық және физикалық-химиялық қасиеттері жатады. Аппараттың өлшемдерін және құрылымын, оның өнімділігін, жұмыс істеу режимін және оны жасайтын материалдарын осы қасиеттер анықтайды.
Өңделетін материалдардың қасиеттері олардың құрылысына, кейбір құрастырушыларының құрамының сапасы мен мөлшеріне, оларға әсер ететін температура мен қысымға және т.б. факторларға байланысты болады.
Шикізатпен өнімнің құрамында су, көмірсутектер, белоктар, майлар, минерал тұздар, органикалық қышқылдар, сонымен бірге витаминдер және ферменттер болады. Витаминдер мен ферменттер өнімде аз мөлшерде болғандықтан материалдардың техникалық қасиеттері негізінен олардың ішіндегі органикалық және анорганикалық заттардың мөлшерімен анықталады.
Көптеген шикізат пен өнімдердің техникалық қасиеттері өте жақсы зерттелген және анықтамалар мен арнаулы әдебиеттерде келтірілген. Дегенмен, көптеген мәліметтер жетіспейді, соңдықтан техникалық есептеуді қиындатады. Осыны жеңілдету үшін төменде материалдардың кейбір техникалық қасиеттерін есептеп анықтауға қажет байланыстар берілген.
Тамақ өндірісінің процестерi және аппараттарын есетеуде, қолданатың шикізаттар мен материалдардың төмендегi негiзгi қасиеттерi қолданылады.
Тығыздық және меншіктi салмақ. Затың көлем бiрлiгiндегi массасы сол заттың тығыздығы деп аталады және - мен белгiленедi:
(2.1)
мұндағы m - сұйық массасы, кг
V - сұйық көлемi, м3
СИ жүйесiнде тығыздық кг/м3 , ал МКГСС жүйесiнде кгсс2/м4 өлшенеді.
Химиялық біртектізаттардың тығыздығы анықтамаларда диаграмма және кесте түрінде беріледі (мысалы, су, су буы, көмірқышқыл және т.б. үшін термодинамикалық кестелер). Газ және булардың сұйық пен қатты денеге қарағанда 1000 есе аз болады. Таза заттар ерітінділерінің тығыздығы еріген заттың концентрациясына және температураға байланысты:
f (х, Т)
мұнда х - еріген құрғақ заттың концентрациясы, ; Т - ерітіндінің температурасы, К.
Бұл функция түзу сызықты емес және ол кестелер немесе эмпирикалық формулар түрінде. а және в екі құрастырушыдан құралған әртекті бинарлы жүйелердің тығыздығы былай анықталады:
мұнда ха, хв - а және в заттардың массалық үлестері;
а, в - а және в құрастырушылардың тығыздықтары, кг/м3.
Егер әртекті бинарлы жүйе тығыздығы қ қатты бөлшектер және о сұйық ортадан құралса (суспензия), онда оның тығыздығы мына формуламен анықталады:
мұнда хқ - қатты бөлшектердің массалық үлесі.
Сұйықпен толтырылған жүйенің жалпы көлемінің үлесі:
Сусымалы тамақ өнімдері (астық, құмшекер) материалдың нақты тығыздығымен олардың арасындағы қуыстарға байланысты - <<үйінді>> тығыздықпен сипатталады:
мұнда ү - сусымалы өнімнің үйінді тығыздығы, кг/м3; ң - материалдың нақты тығыздығы, кг/м3; - сусымалы материал қабатының кеуектілігі;Vб - еркін үйілген материалдың арасындағы кеуектердің көлемі, м3; Vү Vб + Vқ - еркін үйілген материалдың көлемі, м3; Vқ - қатты бөлшектердің көлемі, м3.
Бірдей шар тәрізді бөлшектерден құралған идеалды сусымалы материалдар үшін бөлшектердің орналасуының екі варианты болады: еркін және нығыз.
Еркін орналасқанда, яғни жаңасқан шарлардың центрлері куб болса, онда
ү 0,523қ
Нығыз орналасқанда, яғни жаңасқан шарлардың центрлері ромбоэдр болса
ү 0,744қ
Көптеген сусымалы денелер үшін Г.М. Знаменскийдің мәліметі бойынша:
ү 0,576қ
деп алуға болады.
Күрделі көп құрастырушыдан құралған тамақ өнімдерінің тығыздығы олардың құрамына және температураға байланысты тәжірибе арқылы анықталған және анықтамаларда берілген.
Заттың көлем бірлігіндегі салмағы сол заттың меншiктi салмағы деп аталады және белгiленедi:
(2 .2)
СИ жүйесiнде меншiктi салмақ Н/м3, ал МКГСС жүйесiнде кг/м3 өлшенедi.
Заттың массасы мен салмағы арасында мынадай байланыс бар:
мұнда g - еркiн түсу үдеуi, м/с2
Бұл формулада m мәнiн (2.1) теңдеуiне қойсақ:
(2.3)
Газдардың тығыздығын жеткілікті идеал газдар күйінің теңдеуі арқылы есептеуге болады:
(2.4)
Мұнда р - қысым, Па,
Т - температура, К
М - І кмоль газдың массасы, кг/моль
R - 8314Дж/кмоль град. газдардың универсалдық тұрақтылығы.
/2.4./ -теңдеуден
Тығыздыққа кері шама, яғни газдың масса бірлігіндегі көлемі, меншікті көлемі деп аталады және - мен белгіленеді:
Гидростатикалық қысым. Беттік және массалық күштердің әсерінен сұйық ішінде гидростатикалық қысым пайда болады. Тепе-теңдікте тұрған сұйық ішінен элементар ауданды бөліп аламыз. Бұл ауданға нормаль бойынша күші әсер етеді.
- қатынасы орташа гидростатикалық қысым, ал осы қатынастың -дағы шегі осы нүктедегі гидростатикалық қысым деп аталады:
Сұйықтың кез-келген нүктесіндегі гидростатикалық қысымның барлық бағыттағы шамасы бірдей /әйтпесе сұйық қозғалар еді/.
СИ системасында қысымның өлшем бірлігі - Па, ал МКГСС системасында - кгс/см2, ал системалардан тыс - мм сұйық бағанасында.
Па - мен өлшенетін қысым және сұйық бағанасы биіктігімен өлшенетін қысым арасындағы байланыс:
Қысымды өлшейтін приборлар /манометр мен ваккумметр/ абсолюттік /рабс/ және атмосфералық қысымдардың /ратм/ арасындағы айырманы көрсетеді. Егер көлемдегі қысым атмосфералық қысымнан көп болса, онда бұл айырма артықша қысым /рарт /, ал егер аз болса вакуум /рвак / деп аталады:
рабс = ратм + рарт
рабс = ратм - рвак
Тұтқырлық. Әртүрлі жылдамдықпен аққан сұйықтың екі қабатының арасында қозғалысқа қарсылықты тұтқырлық немесе сұйықтын ішкі үйкелісі деп аталады. Сұйықтың ішкі үйкелісінің барлығын тұнғыш рет ашқан И.Ньютон болатын. Оның заңы бойынша: ішкі үйкеліс сұйықтың жанасу бетінің ауданы мен жылдамдық градиендтіне тура пропорционал:
2.1-сурет.Тұтқырлық анықтамасына.
(2.11)
Мұнда Т - үйкеліс күші, Н;
F - жанасу бетінің ауданы, м2
- жылдамдық градиенті,
w - сұйық қабатының жылдамдығы, м/с;
dn -екі сұйық қабатының арасындағы нормаль бойынша арақашықтық;
- тұтқырлықтың динамикалық коэффиценті, Пас
(2.12)
-үйкеліс күшінің кернеуі, Па
Практикалық есептерде көбінесе тұтқырлықтың динамикалық коэффиценті мен сұйық тығыздығының қатынасына тең тұтқырлықтың кинематикалық коэффиценті қолданылады:
, (2.13)
- сұйықтар үшін өте үлкен аралықта өзгереді, мәселен, су үшін = 1сПз, ал глицирин үшiн = 1500 сПз
Газдар қоспасы үшін тұтқырлықтың динамикалық коэффицентің шамалап мына формуламен анықтауға болады:
(2.14)
Мұндағы Мқ, М1, М2 - газ қоспасының және оның құрастырушыларының мольдік массасы,
қ, 1, 2 ,- жоғарыдағыларға сәйкес тұтқырлықтың динамикалық коэффиценті,
У1 ,У2 ... - қоспадағы құрастырушылардың көлемдік үлесі.
Қалыпты /ассоциаланбаған/ сұйықтар қоспасының тұтқырлығының динамикалық коэффицентін мына байланыс арқылы анықтауға болады:
(2.15)
Мұндағы қ, 1, 2 -қоспа және оның құрастырушыларының тұтқырлығының динамикалық коэффиценті,
Х1 ,Х2 ... - қоспадағы құрастырушылардың мольдік үлесі.
Құрамындағы қатты фазаның /көлем бойынша/ үлесіне байланысты суспензиялардың тұтқырлығының динамикалық коэффицентін төмендегі эмпирикалық формулалар арқылы анықтауға болады:
а) болғанда, (2.16)
б) болғанда, (2.17)
Мұнда - қатты фазаның көлемдік үлесі.
Қажет жағдайда сұйықтар және газдардың әртүрлі температураға байланысты мәндерін анықтама әдебиеттеріндегі 1-3 номограммалар мен диаграммалар жәрдемімен табуға болады.
Тамшылы сұйықтардың тұтқырлығы температура өскен сайын азаяды. Газдардың температурасы өскен кезде олардың малекулаларының соқтығысу саны көбейіп, ішкі үйкеліс артады, яғни тұтқырлығы көбейеді. /2.2-сурет/
2.2-сурет. Сұйықтар мен газдардың тұтқырлығының температураға байланысы.
Беттік керілу. Көптеген процестерде тамшылы сұйықтар қозғалыс кезінде газ немесе бір бірімен араласпайтын басқа тамшылы сұйықтармен жанасады. Бұл кезде сұйық тамшы, басқа сұйықтағы тамшылар немесе сұйықтаға газдардың көпіршіктері газ тәрізді формаға жақын формаларды қабылдайды.
Жанасу бетін көбейту үшін, яғни жаңадан беттер пайда болу үшін белгілі бір энергияны жұмсау қажет. Жаңадан пайда болатын бетке жұмсалатын жұмысты фазалар ара немесе беттік керілу деп аталады.
СИ:
СГС:
МКГСС:
Беттік керілу температура көбейген сайын азаяды. мәні қатты заттардың тамшылы сұйықтармен сулануын сипаттайды, сулану абсорбциялық ректификациялық аппараттарға өтетін процестердің гидродинамикалық шартына едәуір әсер етеді.
Анықтама әдебиеттерде беттік керілу сұйық - ауа шекарасында беріледі. Екі араласпайтын сұйықтар жанасқандағы беттік керілу сұйық - газ шекарасындағыдан кем болады.
Жылу өтгізгіштік. Денедегі жылу өтгізгіштік Фурье заңымен сипатталады. Бұл заң бойынша: жылу ағынның тығыздығы температура градиентіне тура пропоционал:
мұнда q - изотермиялық бетке нормаль бойынша жылу ағымының тығыздығы, Вт/м2; - температуралық градиент, К/м; - жылу өткізгіштік коэффициенті.
Жылуөткізгіштік коэффициентері қатты денелердегі, сұйықтардағы және газдардағы жыоуөткізгіштің қарқындылығын сипаттайды.
Оның мәндері температураға, қысымға және заттың түріне байланысты, тәжірибе арқылы анықталады және анықтамаларда берілген.
Металдар және оның құймалары............................................. 15380
Металл емес қатты денелер.................................................... 0,023,0
Тамшылы сұйықтар................................................................. 0,070,7
Газдар.................................................................................... 0,0060,06
Жылу оқшалауғыш материалдар...................................... 0,0060,175
Тамақ өнімдерінің жылуөткізгіштік коэффициенттері олардың құрамына байланысты болады да, көбінесе эмпирикалық формулалармен анықталады.
Меншікті жылу сыйымдылық. Кез-келген процесте заттарға берілген жылу мөлшерінің оған сәйкес температураның өзгеру шамасына қатынасын жылу сыймдылығы деп атайды.
Заттың мөлшері бірлігінің жылу сыймдылығы меншікті жылу сыйымдылық деп аталады. Заттың температурасың бір градусқа жоғарлату үшін оның масса бірлігіне берілген жылу мөлшерін массалық меншікті жылу сыймдылық деп атайды:
мұнда С - меншікті жылу сыйымдылық, Дж/кгК;
q - берілген жылудың мөлшері, Дж/кг;
dT - процестегі температураның өзгеруі, К.
Процестің түріне байланысты мынадай меншікті жылу сыймдылықтардың түрлері болады:
Ср - изобаралық (тұрақты қысымда);
Сv - изохоралық (тұрақты көлемде);
С 0 - адиабаталық
Сп - политроптық (политропа көрсеткіші n -мен сипатталатың политроптық процесте).
Изобаралық және изохоралық меншікті жылу сыймдылықтар арасындағы байланыс Майер теңдеумен анықталады:
Ср - Сv R
мұнда R - берілген заттың газ тұрақтылығы, Дж/(кгК)
Сонымен бірге С (Дж/(м3К)) және мольдік С (Дж/мольК) жылу сыйымдылықтар болады. Олардың арасындағы байланыстар:
С vқ С; С 22,4 С
Мұнда vқ - қалыпты жағдайдағы газдың меншікті көлемі; - газдың молекулалық массасы.
Газдардың, булардың және сұйықтардың жылу сыйымдылықтарының мәндері анықтамаларда берілген. Тамақ өнімдерінің меншікті жылу сыймдылықтарының мәндері тұрақты қысымда беріледі (аппараттардың істеу жағдайына сәйкес), яғни ССр. Газдардың меншікті жылу сыйымдылықтары 1103, судікі - 4103, металдардікі - (0,21) 103 Дж/(кгК) аралықтарында болады.
Тамақ өнімдерінің меншікті жылу сыйымдылықтары олардың түрлеріне, температурасына, құрамындағы ылғалға байланысты болады; көптеген тамақ өнімдері үшін Ср (0,54,2)103 Дж/(кгК).
Әртекті жүйелердің меншікті жылу сыйымдылықтары аддитивтік ереже бойынша анықталады:
мұнда Са, Св, Сс - құрастырушылардың массалық меншікті жылу сыйымдылықтары; Х а, Х в, Хс - құрастырушылардың массалық үлестері.
Температура өткізгіштік - коэффициенті:
мұнда - жылу өткізгіштік коэффициенті, Вт/(мК); С - меншікті жылу сыйымдылық, Дж/(кгК); - тығыздық, кг/м3.
Бұл коэффициенттің физикалық мәнің жылу өткізгіштің дифференциалды теңдеуінен анықтауға болады:
мұнда - температура өзгеруінің жылдамдығы; - изотермиялық бетке нормаль бойынша (n) температуралық градиентінің ұлғюы.
Бұл теңдеуден температура градиентінің бірдей ұлғаюында температура өткізгіштік коэффициенті үлкен заттар үшін ысу немесе жылу (темпі) жылдамдығы тез өзгереді. Сондықтан, температура өткізгіштік коэффициенті қатты, газды және сұйық заттардың жылу инерциялық қасиетін сипаттайды.
Дәріс 4. Процестер мен аппараттарды модельдеу негіздері.
Дәріс жоспары.
1. Модельдеу теориясы. Әртүрлі процестерді зерттеудің теориялық және эксперименталды тәсілдері.
2. Модельдеудін анықтамасы, мақсаты мен түрлері. Модельдеудің реттілігі және оған қойылатың талаптар.
Процестер мен аппараттарды өндірістік жағдай мен масштабта зерттеу өте қиы және қымбат. Сондықтан процестердің заңдылықтарын лабораториялық жағдайда модельді аппараттарда зерттейді, яғни модельдеуді қолданады. Дегенмен лабораториялық жағдайда өткізілген технологиялық процесс болашақ өндірістің тек принципиалдық схемасын ғана беруі мүмкін. Меншікті мөлшер коэффициенттерін және болашақ аппараттар мен машиналардың құрылысын анықтау мақсатында, лабораторияда алынған нәтижелерді үлкейтілген (пилотты) қондырғыларда тексеру қажет. Процестерді мұндай жолмен зерттеу күрделі және көп уақытты қажет етеді. Өндірістік аппараттарда жобалауға керекті мәліметтерді лабораториялық тәжірибе нәтижелерін тексермей алу үшін төмендегілер белгілі бол керек:
біріншіден - процестің негізгі кинетикалық заңдылықтары және олардың математикалық жәе олардың математикалық өрнектері;
екіншіден - масштабтандыру теориясы.
Қазіргі заманғы ең тиімді технологиялық құрылғылар алудың шарты теориялық және тәжірибелік зерттеулердің бірдей жүргізілуі болып табылады.
Қазіргі кезде модельдеу теориясы екі бағытта дамытылуда:
физикалық (эксперименталды) модельдеу - процестерді модельдер жәрдемімен және процестің өту жылдамдығына физикалық шамалар (параметрлер) мен аппараттардың өлшемдерінің әсерлерін зрттеу арқылы;
математикалық (теориялық) модельдеу - есептеу техникасы жәрдемімен процестің математикалық модельдерін алу және оларды пайдалану арқылы.
Физикалық модельдеу ұқсастық теориясы заңдылықтарына негізделген. Лабораториялық модельде алынған тәжірибелі мәліметтер ұқсастық теориясы арқылы өңделіп, әртүрлі сандар (критерийлер) арасындағы байланыстар арқылы процесті өрнектейтін санды теңдеулер алынады. Бұл байланытардан өндірістік аппараттың жұмыс параметрлерін және өлшемдерін анықтайды.
Математикалық модельдеуде процестің әрбір сатысын зерттеп оның математикалық моделін алу керек. Модель әртүрлі физикалық шамалар арасындағы байланысты көрсететін теңдеулер (мысалы, дифференциалды) түрінде беріледі. Мұндай модельді алу үшін тәжірибелі мәліметтер және теориялық байланыстар пайдаланылады. Тамақ өндірісі технологиясының әрбір процесі өту шартына және аппарат түріне қарай бөлінеді. Процестерді (немесе бір бөлігін) қарастырғанда төмендегі модельдердің біреуі қолданылады:
идеалды ығыстырғыш;
идеалды араластырғыш;
аралықты (ығыстырғыш пен араластырғыш аралығындағы) модель.
Әртүрлі физикалық құбылыстарды сипаттайтын теңдеулердің ұқсастығы математикалық модельдеудің негізі болып табылады. Мәселен, масса, жылу немесе қозғалыс мөлшерінің өту процестерін электр мөлшерінің өту процесімен модельдеуге болады.
Модельдеу кибернетиканың - күрделі процестерді және химия-технологиялық жүйелерді басқару жөніндегі ғылымның - негізі болып табылады.
Көптеген технологиялық процестер физикалық, физикалық-химиялық және химиялық құбылыстардың үйлесуі болып табылады. Физиканың және химияның жалпы заңдарын пайдаланып, технологиялық процестерді дифференциалды теңдеулермен өрнектеуге болады. Бұл теңдеулер көптеген ұқсас құбылыстарды қамтиды. Бұлардың ішінен белгілі бір құбылысты бөліп қарастыру үшін дифференциалды теңдеулер қосымша бірмәнділік шарттарымен өрнектеледі. Бірмәнділік шарттарға аппараттың геометриялық өлшемдері заттардың физикалық тұрақтылықтары, параметрлердің бастапқы мәндері және т.б. жатады. Бұл бірмәнділік шарттар әртүрлі физикалық шамалардың байланысын өрнектейтін теңдеулер түрінде берілуі мүмкін. Бірмәнділік шарттар дифференциалды теңдеулерді толықтырады және белгілі бір құбылысты процесті көптеген құбылыстардан бөліп алып қарастыруға мүмкіндік береді.
Дифференциалды теңдеулерді шешу нәтижесінде осы құбылысты сипаттайтын негізгі шамалардың бір-бірімен аналитикалық байланыстарын алуға болады.
Бірақ, күрделі дифференциалды теңдеулерді белгілі математикалық тәсілдермен шешу көбінесе мүмкін болмайды. Мұндай жағдайларда тәжірибелік зерттеулер арқылы процесті сипаттайтын шамалар арасындағы байланыс анықталады. Тәжірибе нәтижелерінің негізінде эмпириялық теңдеулер қолданылады.
Дегенмен, кезкелген күрделі процестерді зерттегенде мәселені жалпы түрде шешіп, жекеленген тәжірибенің нәтижесінен алынған заңдылықтар мен теңдеулерді көптеген процестерді зерттеуде пайдалану керек. Мұндай мақсатқа ұқсастық теориясын тәжірибе нәтижелеріне пайдалану арқылы жетуге болады.
Ұқсастық теория көптеген ұқсас процестерді өрнектейтін теңдеу және теңдеулер жүйесін алу үшін тәжірибені қалай жасау және оның нәтижелерін қалай өңдеу керектігін көрсетеді.
Дәріс 5. Ұқсастық теория негіздері.
Дәріс жоспары.
1. Процестердің ұқсастық түрлері. Толық ұқсастық.
2. Ұқсастық теоремалары және оларды модельдеуде қолдану.
3. Өлшем бірліктерді талдау әдісі.
Ұқсастық теория жәрдемімен өте күрделі процестерді өндірістік аппараттарда емес, өлшемі одан да көп кіші моделді аппараттарда және іс жүзінде қолданылатын тез тұтанғыш немесе денсаулыққа зиянды заттар орнына моделді заттар пайдаланып зертттеуге болады.
Сондықтан, ұқсастық теория тәсілдері процестерді масштабтандыру мен моделдеудің негізі болып табылады.
Ұқсастықтың төрт түрі болады:
1. Геометриялық ұқсастық.
Бұл ұқсастық екі аппараттың сәйкес гесометриялық өлшемдерінің қатынасының тұрақтылығын көрсетеді.
Мысалы: өндірістік аппараттың размерлері /ұзындығы, диаметрі, т.б./ - L1,L2,L3 ,...ал модельдің сәйкес размерлері - , , ,...
Онда геометриялық ұқсастық шарт бойынша
(2.1)
- ұқсастық тұрақтылық.
Егер жүйелер қозғалыста болса, онда олардың барлық сәйкес нүктелері геометриялық ұқсас траекториялармен қозғалуы керек. Процестердің ұқсастығына аппараттардың геометриялық шарты орындалуы қажет, бірақ жеткіліксіз.
2.Уақыт бойынша ұқсастық.
Геометриялық ұқсас болған жүйелердің сәйкес нүктелері геометриялық ұқсас траекториямен уақыт бірлігінде геометриялық ұқсас жолмен қозғалады. Бұл уақыт бірлігінің бір-біріне қатынасы тұрақты болады.
(2.2)
Мұнда Т1, Т2, Т3, - өндірістік және моделді аппараттардағы уақыт бірліктері,
-ұқсастық тұрақтылық.
Уақыт бойынша ұқсастық гомохрондық /уақыт бойынша біркелкілік/ -деп атайды.
3.Физикалық ұқсастық.
Қарастырылған екі жүйелердің геометриялық және уақыт бойынша ұқсастық шарттары орындалған жағдайда ұқсас сәйкес нүктелеріндегі физикалық тұрақтылықтарының /мысалы, тұтқырлық, тығыздық, т.б./ қатынастары тұрақты болады, яғни
(2.3)
U және u - өндірістік және моделді процестердегі физикалық тұрақтылықтары.
-ұқсастық тұрақтылық.
4. Бастапқы және шекаралық шарттар ұқсастығы.
Егер геометриялық уақыт бойынша және физикалық ұқсастықтар жүйелердің алғашқы және шекаралық шарттарына тән болса, онда олардың бастапқы /мәселен температура, қысым, т.б./және шекарадағы /мысалы, құбыр қабырғасының жанындағы жылдамдық/ жағдайларға ұқсас болады.
Ұқсастық инварианттар және сандар /критерийлер/ . Егер бір жүйедегі /мәселен, өндірістік аппаратта/ сәйкес шамалардың қатынасын алсақ, онда олардың да қатынасы тұрақты және өлшемсіз болады, яғни
; ; (2.4)
Бір жүйеден екінші жүйеге өткенде i, i, iu шамалары өздерінің мәндерін сақтап қалады. Өлшемсіз i саны ұқсастық инварианты - деп атайды және былай жазылады:
i = idem /соның өзі/.
Екі біртекті физикалық шамалардың қатынасын өрнектейтін ұқсастық инвариантың ұқсастық теорияда симплекс -деп атайды.
Мысалы, - геометриялық симплекс.
Ұқсастық инварианттар күрделі әртекті шамалардың қатынастары арқылы да өрнектеледі. Мұндай инварианттарды ұқсастық сандар /критерийлер/ -деп атайды.
Ұқсастық сандардың диференциалдық теңдеулердің бір жағындағы мүшелерін екінші жағындағы мүшелеріне бөліп, ондағы математикалық символдарды /мәселен, дифференциалды/ сызып тастап және dx, dy, dz - мәндерін ұзындықпен // белгілеп табады. Мысалы, Ньютонның екінші заңы бойынша, денеге әсер ететін күш, оның массасы мен үдеуінің көбейтіндісіне тең:
Ньютон ұқсастық саны.
Ұқсастық теория үш теоремаға негізделген.
Бірінші теорема: Ньютон-Бертран теоремасы деп аталып, былай дейді: Бір-біріне ұқсас процестер /құбылыстар/ бірдей ұқсастық сандармен сипатталады және олардың ұқсастық индикаторы бірге тең болады. Мысалы, Ньютонның екінші заңына бағынатын екі жүйені /өндірістік және моделді/ қарастырайық.
Бірінші жүйе үшін:
екінші жүйе үшін:
Екі ұқсас системаның ұқсастық сандары өз мәндерін сақтап қалатындығынан, олардың қатынастары бірге тең болады:
немесе
, , , - болғандықтан
- бұл шаманы ұқсастық индикаторы деп атайды.
Ұқсастық тұрақтылықтарын сәйкес шамалардың қатынасы арқылы өрнектеп, мынаны табамыз:
немесе
Бұл ұқсас жүйелердің - Ньютон саны бірдей болатындығын көрсетеді.
Егер мәнің формулаға қойсақ, онда:
(2.5)
Демек, Ньютон саны денеге әсер ететін күштің // инерция күшіне () қатынасын сипаттайды.
Бірінші теорема: тәжірбие кезінде қандай шамаларды өлшеу керек екндігін көрсетеді.
Екінші теорема: Бэкингем-Федерман теоремасы деп аталып, былай дейді:
Процесске әсер ететін шамалардың байланысынан құрылған дифференциалдық теңдеудің шешімін, осы шамалардың түзілген өлшемсіз комплекстердің, яғни ұқсастық сандардың арасындағы байланыс арқылы өрнектеуге болады.
Егер шамалардың өзара байланысы теңдеуімен берілген болса, онда оны (К1,К2,...Кn)=0 (2.67) байланысы арқылы өрнектеуге болады. Мұнда К1, К2, К3 ... А, В, С, D, Е шамаларыннан түзілген өлшемсіз комплекстер /ұқсастық сандар/.
Бірмәнділік шарттарындағы шамалардан түзілген ұқсастық сандарды /критерийлерді/ анықтаушылар - деп атайды. Процестің бірмәнділігін сипаттау үшін қажет болмайтын физикалық шамалардан түзіліп, және сонымен бірге бірмәнді шартына байланысты болатын ұқсастық сандарды /критерийлерді/ анықталушы сандар - деп атайды.
Мысалы, сұйық немесе газдың құбыр мен қозғалысында берілген бастапқы және шекаралық шарттар /құбырдың диаметрі мен ұзындығы; ағынның физикалық қасиеттері-тығыздығымен тұтқырлығы; жылдамдықтың құбырға кірердегі және құбырдың қабырға жанындағы таралуы/ ағынның кез келген нүктесіндегі жылдамдықты және екі нүкте арасындағы қысымдар айырмасын анықтайды.
Бұл жағдайда, бір мәнді шартқа енбеген - шамасы бар ұқсастық саны анықталушы сан болып саналады.
Анықтаушы сандардың мәндерін анықтаған соң анықталушы санды және одан-қажетті ізделген шаманың сандық мәнің онай табуға болады. Сонымен, егер анықталушы санды К1 - деп белгілесек, онда (2.6)-теңдеуін былай жазуға болады.
К1=(К1,К2,...Кn) (2.6)
Екінші теорема төмендегі сұрақтарға жауап береді: моделде алынған тәжірбиелі мәліметтерді қалай өндеуге немесе процесті өрнектейтің дифференциалдық теңдеулер системасының шешімін, ұқсастық теория тәсілімен қолданып қандай түрде алуға болады.
Үшінші теорема. Кирпечев-Гухман теоремасы - деп аталып, бірінші теоремаға кері болады:
Бірдей дифференциалдық теңдеулер системасымен өрнектелетін және бірмәнділік шарттарының ұқсастығы сақталатын құбылыстар /процестер/ ұқсас болады. Процестерді өрнектейтін дифференциалдық теңдеулер бірдей болғанда бірмәнділік шарттардың ұқсастығы анықтаушы сандардың теңдігінде болады.
Демек, үшінші теореманы былай тұжырымдауға болады: Егер анықтаушы сандар /критерийлер/ бір біріне сан жағынан тең болса, онда мұндай құбылыстар /процестер/ ұқсас болады.Егер моделді және өндірістік процестерді анықтаушы сандары тең болса, онда /2.6/ теңдеуіне байланысты олардың анықталушы сандары да тең болады. Сондықтан, моделді қондырғыдағы тәжірбиелік мәліметтерден алынған /2.6/ -түрдегі теңдеулерді барлық ұқсас процестерге қолдануға болады.
Сонымен, процестерді ұқсастық теориясы бойынша зерттеуді төмендегі сатыларға /этаптарға/ бөлуге болады:
* Процестерді дифференциалдық теңдеулермен өрнектеп, бірмәнділік шарттарды анықтайды.
* Дифференциалдық теңдеулерді түрлендіру арқылы ұқсастық сандарды анықтайды.
* Моделдерде жүргізілген тәжірбиелер негізінде ұқсастық сандар арасындағы анық байланысты анықтайды. Алынған жалпылама теңдеуді басқа ұқсас процестерді есептеуде қолдану мүмкін.
Өлшем бірліктерін талдау тәсілі. Ұқсастық теориясы тәсілдерін процестер дифференциялдық теңдеулер мен өрнектелуі мүмкін кезде ғана қолдануға болады. Бірақ, өте күрделі процестерді зерттеген кезде, көбінесе, олардың дифференциалдық теңдеулермен өрнектеу мүмкін емес. Осындай процестерді зерттегенде оларды өрнектейтін санды (критерийлі) теңдеулер алу үшін өлшем бірліктерін талдау тәсілін қолданады.
Процесті алдынала тәжірбие нәтижесінде зерттегенде, оған /процеске/ қандай физикалық шамалардың әсер ететіндігін және олар қандай өлшемдермен өлшенетіндігі белгілі болса ғана, бұл тәсілді қолдануға болады.
Бұл тәсілдін негізгі Бекингемнің -теоремасы болып табылады: Егер процесті (құбылысты) сипаттайтын жалпы функциялық байланыс n физикалық өлшемді шамалармен (мысалы, жылдамдық, тығыздық, тұтқырлық және т.б.) өрнектелсе және бұл шамалар m негізгі өлшем бірліктерімен (мысалы, масса, ұзындық, уақыт) өлшенсе, онда мұндай функциялық байланыс - осы шамалардан түзілген (n-m) ұқсастық саны (критерийі) бар санды (критерийлі) теңдеумен өрнектеледі.
Мысалы, нақты (тұтқыр) сұйықтың қалыптасқан қозғалысын қарастырайық. Мұндай қозғалыста құбырдың бастапқы және соңғы нүктелеріндегі қысымдар айырмасы (р), құбырдың диаметрі (d) мен ұзындығы (l), сұйықтың тығыздығы (), тұтқырлығы (), жылдамдығы (w) және еркін түсу үдеуі (g) әсер етеді.
Яғни
p = f (d, l, , , w, g )
Демек, физикалық шамалар саны n = 7, ал негізгі өлшем бірліктер саны m = 3 (кг, с, м). Сонымен -теоремасы бойынша (2.73) функциялы байланыс ( n - m) 7 - 3 4 - ұқсастық сан /критерийі/ бар санды теңдеумен өрнектелуі тиіс.
Жалпы функциялы байланысты шамалардың дәрежелі көбейтіндісі арқылы өрнектейміз, яғни:
Шамалардың өлшемін үш негізгі айнымалы M, L, T (масса, ұзындық, уақыт) арқылы өрнектейміз:
Бұл мәндерді (2.79) формулаға қоямыз:
Оң жақтағы жақшаларды ашып бірынғай мүшелерді топтастырамыз
Негізгі өлшемдердің дәреже көрсеткіштерін теңестіреміз.
Бұл теңдеу жүйесің шешу мүмкін емес, себебі теңдеу саны 3, ал белгісіз саны 6, яғни 3 теңдеу жетпейді. Сондықтан үш белгісізді басқа үш белгісіз арқылы өрнектеуге болады. Мысалы y, z, t өрнектеіміз u, r, s арқылы.
y, z, t дәреже көрсеткіш мәндерін (2.79) формулаға қоямыз:
Дәреже көрсеткіштері арқылы ықшамдаймыз:
Мұндағы А, -u, -r, s - тұрақтылары тәжірибе нәтижесінде алынады.
(2.80)-теңдеу - құбыр ішіндегі нақты сұйықтың қалыптасқан қозғалысын өрнектейтін санды (критерийлі) теңдеу. Шынында да -теоремасы көрсеткендей, бұл процесті 4 ұқсастық саны бар теңдеумен өрнектеуге болады екен.
Мұндағы: - Эйлер саны
- Рейнольдс саны
- Фруд саны
-геометриялық симплекс.
Дәл осындай теңдеуді Навье-Стокс теңдеуін ұқсастық теория әдісімен түрлендіріп алғанбыз. Демек, өлшемдер анализінің тәсілі бойынша, процестерді өрнектейтін санды (критерийлі) теңдеуді шығарып алу үшін процеске әсер ететін шамалар саны және олардың бірлік өлшемдері белгілі болса болғаны. Тәжірибе арқылы процестерді зерттеуде бұл тәсілдің маңызы күшті.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Ұқсастық теориясы дегеніміз не? 2. Моделдеу әдісі арқылы қандай сұрақтар шешіледі? 3. Моделдеу әдістерінің артықшылығы неде? 4. Қандай процестер ұқсас болады? 5. Екі ұқсас процестердің арасындағы функциональды байланыс қандай? 6.Ұқсастықтар теориясында қандай теоремалар кездеседі және осы теоремалар көмегімен қандай сұрақтарды шешуге болады? 7. Ұқсастық теоремасының мәні? 8. Федермана-Бэкингема теоремасының мәні неде? 9.Ұқсас моделдер қайдан пайда болады және ненің негізінде модельдер масштабы таңдап алынады? 10.Қандай ұқсастық критерилері және қандай есептерде қолданылады?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 48 - 61 бет
Дәріс 6. Тамақ өндірісіндегі аппараттарға қойылатың талаптар.
Дәріс жоспары.
1. Аппараттарға қойылатын негізгі талаптар: технологиялық, эксплуатациялық, құрылымдық, экономикалық, еңбек қорғау және қаупсіздік техникасы, қоршаған ортаны қорғау.
2. Кәсіпорындағы өндірістік процестерді қарқындату еңбек өнімділігінің артырудың негізгі бағыттары.
3. Жана процестер мен аппараттарды жасаудың кезеңдері. Аппараттарды жобалау негіздері.
Аппараттарға қойылатын талаптар. Аппараттар пайдалану (эксплуатациялық), конструкциялык, эстетикалык, экономикалық және қауіпсіздік техникалық талаптарға жауап берулері қажет.
Аппарат өзінін негізгі қызметіне - процесті тиімді өткізу шарттарына - сәйкес болуы керек. Бұл шарттар процестің түріне, процеске қатынасатын заттардың агрегаттық күйіне, химиялык және физикалық қасиеттері мен құрамдарына байланысты анықталады. Аппаратқа процестердің өтуінің қажетті технологиялык шарттарын (қысым, ағындардың жылдамдығы мен турбуленттік дәрежесі; механикалық жылу, электр және магнитті әсер ету және т.б.) қанағаттандыратын пішін берілуі керек.
Мынадай мысалды қарастырайық. Құрамында жылуға шыдамды емес заттардың бөлшектері бар тұтқыр ерітіндіні (мысалы, құрамында қанттың кристалдары бар қант ерітіндісі) араластару және ысыту керек. Бұл үшін 1.3 -суретте көрсетілген екі түрлі аппаратты қолдану мүмкін. 1.3а-суретте көрсетілген аппаратта қатты зат бөлшектері онын түбіне және бұрыштарына тұнады. Бұл жерлерде өнім қатты қызып, қабырғаға жабысып бузылады. Демек, бұл аппараттың пішіні процестің өтуінің қажетті шарттарына жағдай жасамайды.
Процестің өтуінің қажетті шарттарын 1.3б-суретте көрсетілген аппарат қанағаттандыра алады. Бұл аппараттың цилиндрлі корпусына жалғанған сфералық түбі, оның ішіндегі якорлы араластырғышы тұнбаның тұнуына және оның қызып, қабырғаға жабысуына кедергі жасайды.
1.3-сурет
Бұл келтірілген мысалда, аппараттың құрылымын (конструкциясын) анықтауда процеске қатынасатын заттардың қасиеттерін білу және есепке алу өте қажет. Технологиялық талаптар орындалмаса, онда өнім бұзылады.
Аппараттың ең негізгі сипаттамасының бірі - оның өнімділігі: аппаратта уақыт бірлігінде алынатын өнім мөлшері немесе өңделетін шикізат мөлшері (кг/с, м3/с, дана/с). Аппараттың өнімділігін мерзімді әрекетті процестерді үздіксіз әрекетті процестермен алмастыру арқылы, жоғары температуралы, қысымды, терең вакуумды, ультрадыбысты және т.б. жаңа технологиялық процестерді пайдалану арқылы көбейтуге болады.
Аппарат жасалынатын материал коррозияға төзімді болуы қажет. Аппараттың конструкциясы оны тазалауға, жөндеуге ыңгайлы болуы керек және осы операциялар тез жасалынуы қажет.
Алынатын өнім бірлігіне немесе өңделетін шикізат бірлігіне шығындалған энергия мөлшері мүмкіндігінше аз жұмсалуы, яғни аппараттың энергия сыйымдылығы аз болуы керек.
Конструкциялық талаптарға төмендегілер жатады:
* аппараттың стандарттылығы және бөлшектерінің алмастырылғыштығы;
* аппаратты жинауда ең аз еңбектің шығындалуы;
* тасымалдау, жөндеу ыңғайлығы;
* аппараттың және оның бөлшектерінің массасының ең аз болуы.
Аппараттың массасы аз болуы үшін оның бүйір бетінің көлеміне қатынасы аз болуы керек. Шар пішінді аппаратта бұл қатынас ең аз, ал жазық түпті цилиндр пішінді аппараттар үшін болады. Бұл кезде аппаратты жасауға шығындалған материалдын массасы да аз болады, яғни оның бағасы да азаяды.
Процестің өтуінде сұйық көбіктенбесе немесе буланбаса, онда мұндай аппараттар үшін толтырылу коэффициенті , ал қатты көбіктенсе немесе буланса болады. Қант, ашытқы және фермент өндірістерінде аппараттардың сыйымдылығын толық пайдалану үшін олеин қышқылы, ультрадыбыс, әртүрлі механикалық құрылғылар және т.б. аркылы көбік қабатын сөндіреді. Соңғы кездерде консерві, қант және басқа кәсіпорындарда бұл мақсатта кремнийорганикалық (силиконды) сұйыктар А-154, КЭ-10-12 және т.б. қолданылуда.
Аппараттарға қойылатын ең негізгі талаптардың бірі - олардың, қаупсіз жұмыс істеуі. Сондықтан, аппараттарды сақтандырғыш құрылғылармен жабдықтайды және қозғалмалы бөлігін қоршайды. Тамақ өнеркәсібінің аппараттары санитарлы - гигиеналық талаптарға жауап беруі керек. Бұл үшін аппараттар толық жабық және тазалау, дезинфекциялау онай болуы керек. Аппараттар тамақ өнімдермен әрекеттескенде зиянды заттар пайда болмайтын материалдардан жасалынуы керек.
Аппараттың сыртқы көрінісі пішіні және түсі мүмкіндігінше әдемі болуы қажет.
Аппараттар жасалынатың материалалдар. Тамақ өнеркәсібінің аппараттарын жасау үшін әртүрлі металдар, метал емес материалдар және пластикалык массалар колданылалы.
Металдардан болат, шойын, мыс, латунь, аллюминий, бронза және т.б. қолданылады. Көптеген тамақ өндірістерінде Ст2 және Ст3 қолданылады. Дегенмен, бұл болаттар тез коррозияланады, тамақ өнімі татпен ластанады және темір өнімге өтеді. Темірдің аз мөлшерінің өзі тамаққа қара түс және ұнамсыз металл дәмін береді. Сондықтан, егер аппараттар жай болаттан немесе шойыннан жасалса, онда олардың ішкі беті қорғаныс қабатпен қапталады.
Егер орта агрессивті немесе жоғары температуралы болса, онда болаттардың тат баспайтын, кышқылға төзгіш және қызуға төзгіш арнаулы түрлері қолданылады.
Жоғары коррозиялық төзімділігіне және жылуөткізгіштігіне байланысты мыс жылуалмастырғыш, ректификациялық жәнө т.б. аппарааттарды жасауда колданылады. Тамақ өнеркәсібінде мыстың қоспалары бронза және латунь қолданылады.
Сыра қайнату және сүт өндірістеріндегі аппараттарды жасауда аллюминий кеңінен қолданылады. Аллюминий ауада тотығып, жүқа тотық қабатымен қапталады. Аллюминий ыдыста дайындалған тамақта С витамині сақталады.
Тамақ өнеркәсібінің аппараттарын жасауда шыны кеңінен қолданылады. Шыны тамақ өнімін дайындаудың гигиеналық жағдайын жоғарылатады. Шыны шарап жасау және сүт заводтарындағы аппараттар, құбырлар жасауда қолданылады. Шынының негізгі артықшылықтары: химиялық берік, термиялық кедергі коэффициенті және гидравликалық кедергі коэффициенті төмен; жанғыш емес; гигроскоптық емес. Кемшілігі: морттығы, олардың бөліктерін жалғаудың қиындығы. Соңғы кездерде химиялық, механикалық және термиялық беріктігі жоғары молибденді боросиликатты шынылар қолданылуда.
Темірбетон жинағыш ыдыстарды жасауда қолданылады. Олардан жасалған ыдыстың ішкі беті лакпен қапталады. Тамақ өнеркәсібінде аппараттарды жасауда ағаш қолданылады.
Пластикалық массалардан: винипласт, фаолит, полиэтилен, фторопласт, текстолит және асбовинил кеңінен қолданылады.
Винипласт жақсы пісіріледі және желімденеді. Ол барлық минерал қышқылдарға төзімді. Фаолит құбыр, жылуалмастырғыштың элементтерін, насос, арматура жасауда қолданылады.
Полиэтилен агрессивті ортада жоғары химиялық беріктігімен белгілі. Тімсемді полиэтиленмен болатты және темірбетонды резервуарларды, футеровкалайды; олардан ыдыстар жасайды; олардың пленкасы тамақ онімдерін орау үшін пайдаланады.
Аппараттардың жұмыс бетін коррозиядан сақтау үшін эмаль, керамикалық қышқылға төзгіш плиталар, эпоксидті шайырлар ЭД-5, ЭД-6, бакелитті және полихлорвинилді лактар, т.б. қорғаныс каптамалар қолданылады.
Дәріс 7. Механикалық процестер. Ұсақтау.
Дәріс жоспары.
1. Ұсақтаудын міндеті, тәсілдері мен түрлері.
2. Ұсақтаудың физикалы-механикалық негіздері. Ұсақтау теориясының негізі. Ұсақтауға кететін энергия шығыны.
Механикалық күштердің әсерімен қатты денелерді бөлу процесі ұсақтау деп аталады. Ұсақтау процесінде материалдың көлемі сақталады да, оның бөліктер саны және қоршаған ортамен жанасу беті көбейеді. Ұсақтау процесі спирт, шарап, сыра, крахмал сірне, қызылша қант, ет, ұн, консерві және т.б. өнеркәсіптерінде кеңінен қолданылады.
Ұсақталған материал экстракциялау, жылумен өңдеу және т.б. процестердің өтүін тездетеді және заттардың, жылудың шығындарын азайтады.
Егер ұсақтау кезінде белшектерге белгілі бір пішін беру қажет болмаса, онда бұл процесс ұсақтау, ал егер ұсақтаумен бірге бөлшектерге белгілі бір пішін берілсе, оңда мұндай процесс кесу деп аталады.
Ұсақтау қолданылатын күштердің түріне байланысты: қысу, шағу, сындыру, үйкеу және айыру тәсілдерімен іске асырылады (6.1-сурет). Іс жүзіңде әртүрлі күштер бір мезгілде қолднылады. Мысалы, қысу және соққылау, соққылау және үйкеу және т.б. Бөлшектердің өлшеміне (размеріне) және материаддың механикалық қасиетіне байланысты ұсақтау тәсілін таңдап алады.
Ұсақтаудың тиімділігі ұсақтау дәрежесімен анықталады.
Ұсақтау дәрежесі і материал бөлшектерінің ұсақтауғадейінгі (D) және ұсақтаудан кейінгі (d) өлшемдерінің қатынасына тең, яғни
, (14.1)
Мұнда D және d - бөлшектердің ұсақтауға дейінгі және ұсақтаудан кейінгі орташа өлшемдері. Мысалы, шартәрізді бөлшектер үшін - диаметр, куб тәрізді бөлшектер үшін - қабырғаларының ұзындығы. Егер бөлшектердің пішіні геометриялық дұрыс болмаса, онда орташа геометриялық өлшем:
(14.1*)
Мұнда l, b, h - бөлшектің ең үлкен ұзындығы, ені және биіктігі. Сонымен ұсақтау дәрежесі ұсақтау кезінде материал бөлшегінің өлшемі қанша есе азайғанын көрсетеді. Ұсақтағыштар мен диірмендердің өнімділігі және энергия шығындары ұсақтау дәрежесіне байланысты болады.
Ұсақталатын және ұсақталған материалдың ең ірі бөлшектерінің өлшемдеріне байланысты ұсақтаудың түрлері 14.1- кестеде берілген.
14.1- кесте
Ұсақтаудың түрлері
Бөлшектердің өлшемдері
Ұсақтау дәрежесі
Ұсақтауға дейінгі, мм
Ұсақтаудан кейін, мм
Ірі ұсақтау
1500 300
300 100
2 6
Орташа ұсақтау
300 100
50 10
5 10
Майда ұсақтау
50 10
10 2
10 50
Жүқа ұсақтау
10 7510-3
7510-3 110-4
-
Коллоидті ұсақтау
10-2
2 7510-3
100
Ірі, орташа, майда ұсақтайтын машиналарды шартты түрде ұсақтғыштар, ал жүқа және аса майда ұнтақтайтын машиналарды диірмендер деп бөледі.
Ұсақтау процесі материал бөлшектерінің арасындағы ілінісу күшін жеңетін сыртқы күштердің әсерінен іске асырылады. Бұл кезде белгілі бір жұмыс атқарылады. Ұсақтау теориясындағы ең негізгі проблемалардың бірі - осы атқарылатын жұмыстың шамасын анықтау. Ұсақтауга жұмсалатын жұмыс мына шамалардан құралады:
1) материалдың ұсақталатын бөлшектерінің көлемдік деформациясына жұмсалған жұмыс;
2) бөлшектердің өлшемі кішірею салдарынан пайда болатынжаңа беттерді құруға жұмсалған жұмыс;
3) ұсақтау машиналары жұмыс істеу нәтижесінде пайда болатынжәне қоршаған ортаға пайдасыз шығындалатын жылуға жұмсалған жұмыс.
Мұндағы алғашқы екеуі ұсақтаудағы пайдалы жұмсалатын жұмыс болып табылады.
Ұсақталатын бөлшек көлемінің серпімді деформациясына жұмсалған жұмыс (АД ) көлемнің өзгеруіне пропорционал:
(14.2)
мұнда - қатты дене көлем бірлігінің деформациясына жұмсалған жұмысқа тең пропорционалдық коэффициент; ұсақтағанда - ұсақталған бөлшек көлемінің өзгеруі деформацияланған көлем .
Жаңа беттің пайда болуына жұмсалған жұмыс (АБ) оның өзгеруіне пропорционал:
(14.3)
мүнда - пайда болған жаңа беттің бірлігіне жұмсалған жұмысқа тең пропорционалдық коэффициент; - жаңадан пайда болган бет.
Ұсақтауға жұмсалған сыртқы күштердің толық жүмысы РЕБИНДЕР теңдеуімен өрнектеледі:
(14.4)
Ірі материалдарды і-дің аз мәндерінде ұсактағанда жаңа беттер пайда болуға жұмсалған жұмыстаң аз болуына байланысты оны есепке алмауға болады. Сонымен бірге, бөлшектің көлемінің өзгеруі оның алғашқы көлеміне пропорционал, ал көлем бөлшек өлшемінің (D3) үшінші дәрежесіне пропорционал екендігін есепке алсақ (6.4) -теңдеуді былай жазуға болады:
(14.5)
мүнда - пропорционалдық коэффициент.
(14.5)-теңдеу Кик-Кирпичевтің ұсақтау гипотезасын өрнектейді: Ұсақтауға жұмсалған жұмыс ұсақталатын бөлшектін көлеміне немесе массасына пропорционал. Бұл кездегі толық жұмыс ұсақтау дәрежесі аз болған, ірі ұсақтау жағдайына сәйкес анықталады.
Егер материал жоғары үлкен ұсақтау дәрежесімен ұсақталса, онда (14.4) -теңдеуіндегі көлем деформациясына жұмсалған жұмысты, аз болуына байланысты есепке алмауға болады. Онда, бөлшек бетінің өзгеруі оның алғашқы бетіне пропорционал, ал ол бөлшек өлшемінің (D2) квадратына пропорционал болады:
(14.6)
мұнда - пропорционалдық коэффициент.
(14.6)-теңдеу Риттингер гипотезасын өрнектейді: Ұсақтауға жұмсалған жұмыс жаңадан пайда болган бетке пропорционал. Риттингер гипотезасы ұсақтау дәрежесі жоғары болған (майда ұсақтау) ұсақтауда жұмсалған жұмысты шамалап анықтауда қолданылады.
Егер (6.4)-теңдеудің екі қосындысында есепке алу керек болса (ұсақтау дәрежесі орташа), онда Бонд мына теңдеуді ұсынады:
(14.7)
мұнда - пропорционалдық коэффициент.
Яғни ұсақтауға жұмсалған жұмыс бөлшектің көлемі мен бетінің геометриялық орта мәніне пропорционал.
(14.5) - (14.7) - теңдеулері ұсақтауға жұмсалған жұмыстың абсолют мәнін есептеуге мүмкіндік бермейді, себебі , , коэффициенттер белгісіз. Сондықтан бұл теңдеулерді ұсақтау процестерін салыстыру үшін қолданылады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Не үшін және қандай әдістер көмегімен қатты денелерді ұсақтау жүргізіледі? 2. Ұсақтау дәрежеі дегеніміз не, және ұсақтауға түсетін бөлшектердің өлшемдері қандай? 3. Ұсақтау процесінің мәні қандай? Кирпичев және Ребиндер заңдары қандай? 4. Ұсақтауға жұмсалатын жұмыс қалай анықталады? 5. Ұсақтағыш машиналарының және ұсақтау әдістерінің жіктелуі.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.3. 172-188 бет
Дәріс 8. Механикалық процестер. Ұсақтағыштар.
Дәріс жоспары.
1. Ұсақтау машиналар жөнінде жалпы мәліметтер.
2. Ұсақтағыштардың жұмыс істеу принципі және конструкциялары: жақты, білікті, балғалы, шарлы, конусты.
Тамақ өнеркәсібінде ұсақталатын материалдардың түрлері өте әртүрлі, сондықтан оларды ұсақтайтын машиналардың түрлері де әртүрлі. Дегенмен, машиналар мынадай жалпы талаптарга жауап берулері керек:
1) машиналардың істен шығатың ұсақтағыш элементтерін алмастыру тез және оңай болу керек;
2) ұсатылған материалдың бөлшектерінің өлшемдері бірдей және ұсақтағыштың құрылымы ұсақтау дәрежесін мүмкіндігінше тез және оңай өзгертетін болу керек.
3) құрғақ материалдарды ұсақтағанда шаң аз шығу керек;
4) белгілі дәрежеге дейін ұсақталған материал ұсатқыштан тез шығарылуы керек;
5) ұсақтағыштың массасы мүмкіндігінше аз болуы керек.
Жақты ұсақтағыш. Жақты ұсақтағышта (6.3-сурет) материал жылжымайтын (1) және жылжымалы (2) жақтар арасында қысу арқылы ұсақталады. Эксцентриклі біліктің (3) айналуы арқылы жылжымалы жақ (2) жылжымайтын жаққа (1) жақындайды (жұмысшы жүріс) немесе одан алыстайды (бос жүріс). Жұмыс жүрісі кезінде материал ұсақталады, ал бос жүріс кезінде ұсақталған материал төмен қарай ауырлық күштің әсерінен шығарылады. Қозғалатын жаққа (2) қозғалыс эксцентриклі білікпен (3) жалғанған шатунмен (4) беріледі. Шатун (4) алдыңгы (5) және артқы (6) плиталармен бекітіледі. Жетек (7) және серіппе (8) қозғалыс жүрісінде керіліп, бос жүріске жәрдем береді.
Сыналардың (9) өзара орнын ауыстыру арқылы ұсақтау дәрежесін яғни ұсақталған материал шығатын тесіктің енін реттеуге болады.
6.4-суретте жақты ұсақтағыштың жалпы көрінісі келтірілген. Ұсақтағыштың корпусының алдыңғы қабырғасы болат құймасынан жасалған қозғалмайтын жақ. Жақтардың беті бұдыр бетті болат плиталарымен қапталады. Бұл болат плиталар тез тозатын болғандықтан, оларды тозуға төзімді материалдардан (марганецті немесе хромды құйма болаттан) алмалы-салмалы етіп жасайды.
Ұсақтағыштағы ұсақтайтын күш керуші плиталар (3) арқылы беріледі. Артқы керуші плита қатты майдаланбайтын заттар түскенде ұсақтағышты сынудан сақтап қалады. Бұл плита қаттылығы төмен материалдан жасалынып, ұсақтағышқа қатты металды материал түскенде сынады да, кейін оны алмастырады. Материал жүктелетін тесіктің ені сыналар (5) көмегімен реттеледі. Ұсатқышта қозғалыс электрқозғалтқыштан қайысты беріліс және маховик (6) арқылы беріледі.
Артықшылықтары: құрылымының қарапайымдылығы және сенімділігі; кең көлемде қолданылуы; қызметі оңай және ыңгайлы.
6.3-сурет. Жақты ұсақтағыштың тәсімі: 1- қозғалмайтын жақ; 2- қозғалмалы жақ; 3- эксцентрикі білік; 4- шатун; 5-алдыңғы плита; 6-артқы плита; 7- жетек; 8- серіппе; 9-реттеу сыналары.
6.4-сурет. Жакты ұсақтағытың жалпы көрінісі: 1- корпус; 2- алмастырылатын плиталар; 3- керуші плиталар; 4- ішпек; 5- реттеу сыналары; 6-маховик.
Конусты ұсақтағыштар. Конусты ұсақтағыштарда материал қысу және үйкеу тәсілдерімен ұсақталады. Ұсақталатын материал сыртқы қозғалмайтын және ішкі айналатын конустардың аралығына беріледі. Ішкі айналатын конус сыртқы конусқа эксцентрикалы болып орналасады. Конусты ұсақтағыштар тамақ өнеркәсібінде өте кем қолданылады.
6.5-сурет. Конусты ұсақтағыштың тәсімі: 1- сыртқы қозғалмайтын конус; 2- ұсақталатын материал; 3-ішкі қозғалатын конус.
6.6-сурет. Білікті ұсақтағыштың тәсімі: 1,2-біліктер; 3-ұсақтағыштың корпусы; 4- серіппе.
Білікті ұсақтағыштар. Тамақ өнеркәсібінде астықты, кұнжараны, жеміс-жидектерді және т.б. ұсақтауда білікті ұсақтағыштар тамақ өнеркәсібінде кенінең қолданылады. Ұсақталатың материал горизонталь біліктердің арасында қысу және үйкеу тәсілдерімен майдаланады. Біліктер саны әртүрлі болуы мүмкін (бір жұп немесе бірнеше жұп). Жұп біліктер бір-біріне қарама-қарсы бағытта айналып, материал екеуінің арасында ұсақталады. Біліктердің беті тегіс, бұдыр және тісті болуы мүмкін. Біліктер шойыннан жасалынады да, беті тозуға төзімді марганецті болатпен қапталады.
Екі білікті ұсақтағыштардың тәсімі 6.6-суретте көрсетілген. (1) біліктің подшипнигі қозғалмайтын, ал (2) біліктің подшипнигі жылжымалы болады. Ұсақталмайтын қатты зат түскенде білік (2) серіппе (4) көмегімен жылжып оны өткізіп жібереді.
Білікті ұсақтағыштың өнімділігін жуық шамамен мына формуламен есептеуге болады:
, кг/сағ (6.8)
мұнда - екі білік арасындағы қуыстың ені, м; - қуыстың, яғни біліктің ұзындығы, м; - білік диаметрі, м; - айналу жиілігі, айн/мин; -материалдың тығыздығы, кг/м3; -түзету коэффициенті, ( = 0,50,7 астық үшін).
Ұсақтағыштың білігіндегі қуатты теориялық жолмен анықтау мүмкін емес, сондықтан оны тәжірибелік мәліметтер бойынша әр материалға және ұсатқыш дәрежесіне байланысты анықтайды.
Балғалы ұсақтағыштар. Тамақ өнеркәсібінде астықты, картопты, уытты, қантты, тұзды, құнжараны. қойыртпақты, шлакты және т.б. материалдарды ұсақтауда бағалы ұсақтағыштар қолданылады (6.7-сурет).
Мұндай ұсақтағыштардың жұмысшы органы - стерженге (3) еркін орналасқан балғалар (2) болады. Ұсақтағыш білігі айналғанда балғалар қоректендіргіш (1) арқылы берілетін материалды соққылап майдалайды. Ұсақталған материал елек (4) тесіктерінен өтеді. Үсақтау дәрежесін електің тесігінің диаметрің және балғалардың айналу жылдамдығын өзгерту арқылы реттеуге болады.
Өнімділігін (т/сағ) мына формуламен шамалап есептеуге болады.
6.7-сурет. Балғалы ұсақтағыш: 1-қоректендіргіш; 2- балғалар; 3-стерженьдер; 4- елек.
, (6.9)
мұнда D, L - ротордың диаметрі және ұзындығы, м; n - ротордың айналу жиілігі, айн/мин.; i - ұсақтау дәрежесі; k -тәжірибелік коэффициент
Жұмсалатын қуат (кВт) мына эмпирикалық формуламен есептеледі:
(6.10)
Дезинтеграторлар. Дезинтегратордың тәсімі 6.8-суретте көрсетілген. Оның оське бекітілген екі дискісі (2) және (3) бар. Дискілер қарама-қарсы бағытта үлкен жылдамдықпен айналады. Дискілерге концентрлі шеңбер бойынша саусақтар (соққыштар) орнатылған. Бір дискінің саусактарының әрбір қатары екінші дискінің саусақтарының арасына орналасқан. Материал бункер (5) арқылы беріліп, саусақтар (соққыштар) арқылы майдаланады. Ұсақталған материал бункер (8) арқылы дезинтегратордан шығарылады.
Дискінің айналу жиілігі минутына 200 1000 рет. Сокқылау жылдамдығы 300 м/с дейін, ал соққылау жиілігі -
10-310-4 секунд. Ұсақтау дәрежесі і = 10-нан аспайды және оны дискінің айналу жылдамдығын өзгерту арқылы реттеуге болады.
6.8-сурет. Дезинтегратор:
1,7- біліктер; 2,3- дискілер, 4 - саусақтар /соққыштар/, 5,8- жүктелетін және шығарылатын бункерлер; 6,9- шкивтер.
Шарлы және стерженді диірмендер. Ұнтақтау және аса майда ұнтақтауда шарлы және стерженді диірмендер қолданылады. Бұл диірмендердің ішіне майдалайтын шар немесе стержендер салынады. Осы шарлар немесе стержендердің соққысы және үйкеуі арқылы материал ұнтақталады. 6.9-суретте шарлы диірменнің тәсімі керсетілген. Диірменнің корпусы айналғанда шарлар ортадан тепкіш күштің әсерінен корпусқа жабысып және біраз биіктікке көтеріледі. Шарлар төмен құлағанда олардың арасындағы материал ұсақталынады. Шар диірменнің корпусымен бірге айналмай төмен қарай құлауы үшін оның ауырлық күші G ортадан тепкіш күштен Pо.т. көп болуы керек, яғни
G < Pо.т.
Ортадан тепкіш күш:
мұнда m - шардың массасы; кг; - барабанның айналуының бұрыштық жылдамдығы, рад/с; R - шардың айналуының радиусы, м.
Бұрыштық жылдамдық
Онда ортадан тепкіш күш:
G < Pо.т. болғандықтан
деп қабылдап,
D - диірмен барабанының диаметрі
деп қабылдасақ,
айн/мин
1,2- қуыс цапфалар; 3- шарлар.
Демек, шар диірмен барабанының қабырғасымен бірге айналмауы үшін айналу жиілігі айн./мин - тан аз болуы керек. Ұнтақтауға қолданылатын шарлар болаттан, диабаздан, фарфордан және басқа қатты материалдардан жасалынады. Шарлардың өлшемі ұнтақталатын материалдың размеріне байланысты болады. Болат шарлардың диаметрі 35І75 мм. Диірменнің 30-35% көлемі шарлармен толтырылады.
ІІІарлармен қатар цилиндрлі стержендерде қолданылады. Оларды диірменнің ішіне корпус осіне параллель етіп орналастырады. Шарлы диірмендерге материал алдын-ала 5060 мм дейін ұсақталынып беріледі. 6.9-суретте шарлы диірменнің тәсімі көрсетілген.
Материал қуысты цапфа (1) арқылы беріледі, ал ұсақталған материал өздігінен келесі қуыс цапфа (2) арқылы шығарылады.
Барабанның пішініне және оның ұзындығының L диаметріне D қа-тынасына байланысты қ ы с қ а (), құбырлы (), цилиндрлі - конусты болып бөлінеді.
Арынды диірмен. Арынды диірмендер ұнтақтау және аса майда ұнтақталуда қолда-нылады. Мұндай диірмендерде материалдар ауа, аса ысытылған бу және инертті газ ағындарының энергиясы арқылы ұнтақталады. Бұл кезде ұнтақталған өнімнің 90-95%-і 15 мкм бөлшектер болуы мүмкін. Тік құбырлы камералы арынды диірменнің тәсімі 6.10-суретте көрсетілген
6.10- сурет. Арынды диірменнің тәсімі: 1, 2- камера бұрылыстары; 3-желбезектер; 4- сору; 5- майдаланатын материалды беретін транспортер; 6-шанақ; 7- эжектор; 8- энерготасымалдағыштың құбыры; 9- майдалау зонасы; 10- коллектор; 11- соплалар
Сығылған ауа (аса ысытылған бу) 812 атм қысымда құбыр (8) арқылы соплалар (11) жүйесімен камераның астыңғы жағына беріледі. Соплаларды жұп-жұбымен екі қатарға орнатады.
Бұл кезде әр жұп ағын вертикаль жазықтықта бір-бірін кесіп өтеді. Сонымен бірге соплалар тік жазықтықтан белгілі бұрышпен орналасып, камерадағы ауаның циркуляциясына жағдай жасайды. Ағындардың бір-бірін кесіп өткен нүктелерінде және пайда болған құйындар бөлшектердің бір-бірімен соқтығысуы арқылы майдаланылады.
Камераның бұрылыстарында (1) және (2) пайда болатын ортадан тепкіш және ортаға тартқыш күштер әсерінен ірі бөлшектер құбырдың сыртқы қабырғасына лақтырылады да, тік камера бойымен қайтадан майдалау зонасына беріледі. Құбырдың ішкі қабырғасына жақын майда жеңіл бөлшектер ауа ағынымен желбезектер (3) арқылы сыртқа шығарылады. Ірі бөлшектер желбезектермен (3) соқтығысып төмен қарай ауа ағынына лақтырылады. Майда бөлшектер ауа ағынымен бірге сорылып диірменнен шығарылады. Дайын өнімді ажырату үшін ортадан тепкіш шаңтұндырғыштар және маталы шаңұстағыш сүзгілер қолданылады.
Артықшылықтары: Майдалаудың жоғары тиімділігі, айналатын бөлшектердің жоқтығы, ұсақтау процесін басқа процестермен (кептіру, айдау, экстракция) біріктіріп өткізу мүмкіндігі.
Кемшіліктері: Ұнтақтауға көп энергияның жұмсалуы. Тамақ өнер-кәсібінде арынды диірмендер эфирлі майлы шикізаттарды өңдеуде қолданылады.
Коллоидты диірмен. Мұндай диірмендер паста және эмульсия дайындауда қолданылады. 6.11-суретте конусты коллоидты диірменнің тәсімі көрсетілген.
6.11-сурет. Конусты коллоидты диірмен: 1- білік; 2- ротор; 3- корпус; 4- бұранда; 5- статор; 6- канавкалар; 7- воронка; 8- қақпақ; 9- штуцер.
Аппараттың негізгі жүмыс органдары - статор (6) және конусты ротор (2). Статор (2) корпуска 1 бұранда (4) арқылы бекітілген. Қақпақтағы (8) воронка (7) арқылы материал статор (5) мен ротор (2) арасындағы қуысқа беріліп ұнтақталып штуцер (9) арқылы майдаланып шығарылады. Статор және ротор арасындағы қуыстың шамасы 0,05 мм дейін бұранда (4) арқылы реттеледі. Ротор 100125 м/с жылдамдығында айналады. Коллоидты диірмен сулап майдалауда қолданылады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Ұсақтағыштарға қандай талаптар қойылады. 2. Орташа ұсақтау үшін пайдаланылатын ұсақтағыштар. 3. Құрылғының жұмыс істеу теориясы, қуат шығынын және өлшемдерін анықтауға арналған есептеу формулалары. 4. Ірі ұсақтау үшін пайдаланылатын ұсақтағыштар. 5. Құрылғының жұмыс істеу теориясын, қуат шығынын және өлшемдерін анықтауға арналған есептеу формулалары. 6. Майда ұсақтау үшін пайдаланылатын ұсақтағыштар. 7. Құрылғының жұмыс істеу теориясын, қуат шығынын және өлшемдерін анықтауға арналған есептеу формулалары.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1.
Дәріс 9. Механикалық процестер. Кесу.
Дәріс жоспары.
1. Кесу теориясы негіздері.
2. Кесу түрлері мен тәсілдері.
3. Кесу құрылғылардың негізгі түрлері.
Тамақ өнеркәсібінде негізгі технологиялық процестердің бірі кесу болып табылады. Мысалы, тәтті тағам бұйымдары өндірісінде - кәмпит массасын, нан өндірісінде - қамыр массасын, консерві өндірісінде - көкөніс пен жеміс-жидектерді, қант өндірісінде - қызылшаны, ет өндірісінде - етті кесу керек болады.
Бұл материалдардың физикалы-механикалық қасиетіері әртүрлі болғандықтан, оларды кесу тәсілдері, кесетін құрал мен құрылғының түрлері, кесу жылдамдығы әртүрлі болады.
Кесу машиналарына қойылатын талаптар:
- жоғары өнімділікті;
- кесіліен өнімнің сапасы жоғары;
- пайдалану қарапайымдылығы;
- аз энергетикалық шығын;
- өлшемдері кіші.
Тамақ материалдарын кесетін құрылғылар мынадай түрлерге бөлінеді:
* қолдануына байланысты: қатты, морт, серпімді-тутқыр-пластикалы және әртекті материалдарды кесу үшін.
* жұмыс істеу әрекетіне байланысты: мерзімді,үздіксіз және жартылай үздіксіз әрекетті;
* кесу құралының түріне байланысты: пластиналы, дискалы, ішекті (струналы), гильотинды, роторлы, ультрадыбысты, лазерлі;
4) кесу құральның қозғалысына байланысты: айналмалы, қайтымды- ілгермелі, жазық параллельді, бұрылысты, тербелісті;
5) кескен кездегі кесілген материалдың қозғалысына және оның бекітілу түріне байланысты.
6.12-суретте кесу құралдарының роторлы, гильотинды, дискалы және ішекті (струналы) түрлері келтірілген.
6.І2-сурет. Кесу құралдарының түрлері:
а - ротор; б - гильотинды пышақ; в -дискалы пышақ; г - ішекті (струна) пышақ.
Кесу теориясы. Материалдарды кескенде оларға белгілі бір пішін және өлшем беріледі. 6.13-суретте материалдарды кесу тәсімі көрсетілген. Кесу кезде шекаралық қабаттың бұзылуы салдарынан материалдар бөліктерге бөлінеді. Суретте көрсетілгендей бұзылу алдында серпімді және пластикалық деформация болады. Бұл деформациялар кесу кұралына сыртқы қүштің әсер етуінен болады. Кернеу материалдың уақытша кедергісіне теңескенінде материал бұзылады.
Кесу кездегі жұмыс серпімді және пластикалы деформацияға, сонымен бірге кесу құралымен материал арасындағы үйкелісті женуге жұмсалады.
Кесу жұмысы теориялық жолмен былай анықталады: Кесу құралы (пышақ) жиегінің 1 м ұзындығына материалды бұзатын күшті Р(Н/м) деп белгілейік. Ауданы l·l (м2) материалды кесуге жұмсалған жұмыс А (Дж)
1 м2 ауданға жұмсалған кесудің меншікті жұмысы - Амен ( Дж/м2 )
6.13-сурет. Материалды кесу тасімі: 1-кесілетін материал; 2-кесу құралы; 3-пластикалық деформация аймағы; 4-серпімді деформация аймағы; 5-шекаралық аймақ; 6 -бұзылу сызығы.
6.2-кестеде кейбір материалдар үшін Р және Амен мәндері келтірілген.
6.2-кестеде
Материал
Р, Н/м
Амен ( Дж/м2 )
Сәбіз
Қызылша
Картоп
1380 - 1570
885- 1580
590 - 685
1380 - 1570
885- 1580
590 - 685
Кесу машиналарының түрлері. Қант заводтарында қызылшаны науа немесе пластина тәрізді пішінде кеседі. Консерві өндірісіңде сәбіз, қызылша, картопт.б. кесіледі. Кесу процесі пышақпен материалдың салыстырмалықозғалысына негізделеді. Бұл қозғалыс әртүрлі тәсілдермен орындалады.
Қызылшаны кесуге арналған дискалы кескіш 6.14-суретте көрсетілген.
6.14-сурет. Дискалы кесу: 1- дискі; 2-қозғалмайтын барабан; 3-қаптама; 4-пышақты рамалар
6.14-сурет.а-пышақты рама; б-пышақты рамаға орналастыру тәсімі: 1-пышақты көтеру; 2-санылау; 3-планка; 4-пышақ.
Бұл машина тіліктерді бар айналмалы горизонталь дискі (1) және оның үстіне орналасқан қозғалмайтын барабаннан (2) құралған. Дисканың тіліктеріне пышақтары бар рамалар орнатылған (6.14 а,б-суреттер). Барабан кесілетін қызылшамен толтырылады. Дискі айналғанда қызылша ауырлық күші әсерінен пышаққа жақындайды да пшақтың пішініне сәйкес пішінде кесіледі.
6.15 -суретте ортадан тепкіш кесудің тәсімі келтірілген. Бұл кескіште пшақтар (1) цилиндрлі корпустың жасаушысы бойынша орналасқан. Қалақтары (4) бар улитканың (3) пышақ жиегіне қарама-қарсы минутына 100 120 рет айналғанында қызылша қалақтармен (4) іліп алынып, пышаққа итеріліп беріледі де, кесіледі. Сосын кесілген өнім корпуспен қаптама (5) арасындағы кеңістік арқылы шығарылады.
6.15-сурет. Ортадан тепкіш кесу: 1- пышақ; 2- цилиндрлі конус; 3-улитка; 4-қалақтар; 5-қаптама.
6.16-сурет. Картоп үккіш: 1-барабан; 2-тісті аралар; 3,4 - қысатын бұғаулар; 5- тор.
6.16-суретте көрсетілген үккіш машина крахмал сірне өндірісінде картопты майдалауда қолданылады. Бұл машинанын жұмыс органы 50 м/с жылдамдықпен айналатың тісті аралары (2) бар барабан (1). Ұсақтау дәрежесі екі қысатын бұғаулары арқылы реттеледі. Үстіңгі бұғаудың жұмыс беті болат стержендерінен, ал астыңғы бұғаудігі - аралардан жасалған. Үккішке түскен картоп айлалатын барабанмен корпус арасына қыстырлып аралармен үгіледі. Картоптың сонғы үгілуі барабан және бұғаулары арасында болады. Майдалау дәрежесін көбейту үшін үккіштің астыңғы жағына тор (5) орнатады.
6.17-суретте тәтті тағам өндірісінде қолданатын роторлы кесу көрсетілген. Қалып машиналарының кәмпит массасы (3) науа (2) арқылы кесу құралдарына беріледі. Пышақтар еркін айналатын роторға орнатылады. Әр ширатылып шыққан масса үшін өзінің роторы болады. Ширатылған массаның жылжуының әсерінен ротор айналады. Кесілген кәмпиттер (5) конвейер лентасына (6) беріледі.
6.17-сурет. Роторлы кесу.
6.18-сурет. Зырылдауық
6.18-суретте тоңазытылған және жаңа етті, нанды, картопты, қызылшаны және т.б. кесуге арналған зырылдауық көрсетілген. Өндірістерде қолданылатын зырылдауықтың құрылымы ет жаншығыштың құрылымы сияқты болады.
Материал шнек арқылы пышақты торға қысылып, материал бөлшектері тесіктен жаншылып шығады, ал торға қысылған ұздіксіз айналатын жазық пышақтың жүзімен материал кесіледі. Шнектің айналу саны 600 - 200 минутына.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Кесу тамақ өнеркәсібінің қандай технологиялық процестерінде қолданылады? 2. Кесу машиналарына қандай талаптар қойылады? 3. Кесу жұмысы теориялық жолмен қалай анықталады? 4. Кесу машиналарының түрлері?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.3. бет
Дәріс 10. Механикалық процестер. Престеу.
Дәріс жоспары.
1. Престеу. Шикізатты және тамақ өнімдерді қысыммен өңдеу.
2. Гранулдеу. Пішің беру. Штампілеу. Өнімдерді қысыммен өңдейтін машиналардың эмпирикалық тәуелділіктері.
3. Престеу процесіне әртүрлі факторлардың әсері.
4. Престеу аппараттардың негізгі түрлері мен жұмыс принципі.
Материалдарды қысыммен өңдеу - престеу.
Тамақ өнеркәсібінде ең жиі қолданылатын механикалық процестердің бірі престеу болады. Бұл кезде арнаулы механикалық құрылғылар - престер жәрдемімен материалдарға сыртқы қысым әсер етеді. Престеу мынадай мақсаттарды көздейді:
1) қатты денеден сұйықты ажырату;
2) пластикалық материалдарды қалыптау (формалау);
3) сусымалы материалдарды нығыздау;
4) материалдарды тесіктердең сығып шығарып, қажетті пішінді өнім алу (экструзия).
Қатты денелерден сұйықты сығып шығару екі мақсатты көздеуі мүм-кін: біріншіден сұйық бағалы компонент ретінде (шырын, өсімдік майлары, және т.б.) қатты денеден ажыратылып алынады; екіншіден сұйық бағасыз компонент ретінде (ірімшіктен) ажыратылады. Бұл кезде біртекті сұйық және біртекті нығыздалған қалдық (брикет пішінді) алынады.
Пластикалық материалдарды қалыптау және штамптау, нан пісіру, макарон және кәмпит өндірістерінде қолданады. Бұл процестерге экструзияда жатады. Экструзия процесінде материалдар белгілі бір температурада тесіктерден сығылып шығарылады да, қажетті пішінді: қабылдайды.
Сусымалы материалдарды нығыздау, престеу немесе брикеттеу арқылы орындалып, қызылша, қант заводтарында қызылшалы қыспақтарды алуда қолданады.
Сұйықты сығып алу процесіне мына негізгі факторлар әсер етеді: қысым шамасы; материалдың құрамы мен қасиеттері, әсіресе оның беріктігі мен кеуектілігі; материалдың өлшемдері; престеу уақыты; процестің термиялық жағдайы; пресстелетін қабаттың қалыңдығы.
Жалпы жағдайда қысым өскен сайын престеу тиімділігі артады. Дегенмен, өндірістің технологиялық ерекшеліктерімен қысымның шамасы шектеледі. Сұйықты сыгып алу процесінің күрделілігіне байланысты қажетті қысым шамасын есептеп анықтайтын тиянақты формула жоқ. Дегенмен, кейбір ізденістер бар. Мысалы, өсімдік майын сығып алуда мына эмпирикалық формуланы пайдалануға болады:
(15.4)
мұнда W - шыққан май мөлшері, %; С - материалдың түріне байланысты константа; W0 - материалдағы майдың бастапқы мөлшері, %; р - сығып алудағы қысым шамасы, Па; - сығып алу уақыты; - майдың кинематикалық тұтқырлығы, м2/с; а - майдың түріне байланысты дәреже көрсеткіш.
Сығып алынатын сұйық сығу процесінде көлденең қимасы өзгеріп тұратын капиллярлардың күрделі жүйесі бойынша сүзу процесіндегі ұзақ жол жүрүі керек. Сондықтан, капиллярлар арқылы ағатын сұйық мөлшерін Пуазейль теңдеуі арқылы анықтауға болады:
(15.5)
мүнда р - капиллярдағы қысымдар айырмасы; Па; d - капилляр диаметрі, м; - сұйықтың динамикалық тұтқырлығы, Па·с; l - капилляр ұзындығы, м.
Бұл теңдеуге байланысты сығылып шығатын сұйықтың мөлшері қысымдар айырмасы және капилляр өлшеміне тура пропорционал, ал сұйықтың тұтқырлығына және капилляр ұзындығына кері пропорционал. Демек, сұйықтың толық сығылып шығуы үшін қысымды көбейтіп, тұтқырлықты азайту керек.
Дегенмен, қысым шектен тыс көбейгенде капиллярлардың қимасы тарылады, яғни престің өнімділігі азаяды. Сондықтан, тиімді қысым ша-масы материалдың структуралы-механикалық қасиетін, алынатын сұйықтың мөлшері мен сапасын есепке алып, тәжірибелік жолмен анықталады.
Сұйықтың толық шығуын қамтамасыз ету үшін материал кейбір кезде алдын-ала ұсақталады және термиялық, электрлік әдіспен өңделеді. Сұйықтың тұтқырлығын азайту үшін материалды технологиялық жағдай көтере алатын температураға дейін ысытады.
Пластикалық тұтқырлы материалға жататын өнімдер қалыпталады және штампталады.
Мұндай өнімдер белгілі бір шекке дейін ғана серпімді деформацияланады. Бұл шектен өткен соң олар кері қайтпайтындай деформацияланады және тұтқыр сұйық сияқты ағады. Мұндай тұтқыр денелердің ағысы Бингам заңына бағынады.
Пластикалық тұтқыр денелерге релаксация құбылысы тән болады. Релаксация (сорып алу) деп, тұрақты, белгілі деформацияда денедегі кернеудің азаюын айтады. Релаксация уақыт бойынша, ягни белгілі мерзімде өтеді. Релаксация мерзімі деп, тұрақты деформацияда кернеудің е (е - натураль логарифмнің негізі) есе азаю уақытын айтады.
Осыған байланысты қалыптау, штамптау уақыты релаксация мер-зімінен аз болмау керек. Тек осындай жағдайда процесс аяқталды деп есептеуге болады.
Қамыр тәрізді материалдарды штамптауда, олардың бетіне сурет салуда кернеудің қажетті мәнін мына формуламен анықтауға болады:
(15.6 )
мұнда қал - қалдық деформация;
- штамптау уақыты,с;
- тұтқырлық, Па·с.
Қалдық деформация мәні:
(15.7)
мұнда - штампталған суреттің калыңдығы, м; h - штампталатын заттың бастапқы қалыңдыгы, м.
-дің мәні тәжірибе арқылы анықталады; кәмпитті бидай қамырының түрлері үшін = 1,26 9,9 Па·с.
Престеу процесінің тиімділігін сипаттайтын жалпы параметр нығыздау коэффициенті болып табылады:
(15.8)
мұнда Vб - материалдың бастапқы көлемі, м3; Vс - престеуден кейінгі материалдың көлемі, м3.
Престеу процесін есептеуде престеу коэффициентін қолданады:
(15.9)
- ның мәні 3 тен 20-ның аралығында, ал КП = 60 95%. Бұл коэффициенттердің мәні престелетін материалдынң қасиетіне байланысты. Барлык престеу процесін талдағанында Фурьенің модификациялық үқсастық санын пайдаланады:
(15.10)
мұнда Foп - престеудегі Фурье ұқсастық саны; с - престеу тұрақтылығы, м/с; h - престелетін қабаттың қалыңдығы, м. Әр өнімнің престеу тұрақтылығы тәжірибелік тәсілмен анықталады.
Престеуге жұмсалған жұмыс:
(15.11)
Мұнда АП - пресстеу жұмысы, Дж; F - престелетін материалдың (матрицаның) көлденең қимасының ауданы, м ; р - престеу қысымы, Па; Һ0, Һс - материалдың (брикеттің) бастапқы және соңгы биіктігі, м.
Жұмыс істеу әрекетіне байланысты престер мерзімді және үздіксіз әрекетті, ал жұмысшы қысымды алу тәсіліне байланысты механикалық, пневматикалық және гидравликалық болады. Өнеркәсіпте үздіксіз әрекетті шнекті және білікті престер және мерзімді әрекетті пневматикалық престер жиі қолданылады.
Қалыпталатын материалдардың физикалық қасиеттерінің әртүрлігіне байланысты қалыптайтын машиналардың үш түрі болады: айдамалы, жаятын және штамптайтын.
Брикеттеу машиналары - шақпақ қант және жем өндіруде кеңінен қолданылады. Алынған брикеттер қатты және уатылмайтын болуы үшін, материалдар ылғал күйінде немесе оларға байланыстырғыш сұйықтар (өсімдік майы және т.б.) қосып престейді.
Сусымалы және пластикалық массаларды араластыру үшін қолданылатын аппараттар әртүрлі. Жұмыс істеу әрекетіне байланысты мерзімді және үздіксіз әрекетті. Айналу жиілігіне байланысты жай жүргіш және тез жүргіш. Құрылымдарының (конструкция) түріне байланысты қалақты, барабанды, шнекті, ортадан тепкіш және соққылы болады.
Пластикалық массаны араластыратын аппараттар әртүрлі ингредиенттердің (су, ұн, ашытқы, қант, туз, май және т.б.) біркелкі қоспасын ғана алып қоймай, сонымен бірге оны езеді, ауамен қанықтырады, оған белгілі механикалық қасиет береді. Мұндай аппараттар мерзімді және үздіксіз әрекетті болады.
Аппарат түрін таңдап алу араластырылатын материалдың қасиетімен анықталады. Пластикалық масса , арпа қамыры, айналатын араластырғышы бар аппаратта араластыру мүмкін. Эластикалық - серпімді массаны жоғары сортты ұннан жасалған бидай қамырын араластыру үшін күрделі траекториямен қозғалатын араластырғыштар қажет. Мұндай қамырды араластыру үшін кейбір кезде бір-біріне қарама-қарсы горизонталь осьте әртүрлі жылдамдықта айналатын екі араластырғыш органдар қолдануы мүмкін.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Престеу процесі дегеніміз не? 2. Материалдарды қысыммен өңдеудің мақсаты не? 3. Материалдарды қысыммен өңдеу теориясының негіздерін қалай жазуға болады? 4. Тамақ өнімдерін қысыммен өңдеуге арналған машиналардың жіктелуі? 5. Кеңінен тараған престердің құрылымын сипаттап беріңіздер? 6. Тамақ өнімдерің қысыммен өңдейтің машиналардың жіктелуі. 7. Ең жиі қолданатың престердің құрылғысың және олардың өнімділігін анықтау.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.3. 189 - 203 бет
Дәріс 11. Механикалық процестер. Сұрыптау.
Дәріс жоспары.
1. Тамақ өндірісіндегі сусымалы материалдарды бөлу процесінің қолдану. Сұрыптау тәсілдерінің сипаттамасы: өлшемдеріне, пішініне, тығыздығына, магнитті және электрлі қасиеттеріне қарай.
2. Електі әдіс. Електердің түрлері. Көп еселі елеудің негізгі әдістері. Сұрыптау машиналардың түрлері.
3. Әртекті сусымалы жүйелерді бөлуге арналған аппараттардың жұмыс принципі мен қызметі: гидравликалық, ауалы, ортадан тепкіш, магнитті және электрлі сепараторлар.
Тамақ өнеркәсібінде сусымалы материалдарды өндеуде оларды пішініне және өлшеміне, газ және сұйық орталарда тұну жылдамдығына, магнитті қасиеттеріне қарай ажырату қажет болады. Мысалы, сыра қайнату және спирт өндірісінде астықты алдын-ала басқа заттардан тазартады; ұн тартатын диірменде ұнды кебектен ажыратады, кейбір кезде сусымалы материалды металды қоспалардаң ажыратады.
Сусымалы қоспаларды әртүрлі фракцияға ажырату сұрыптау процесі деп аталады.
Ажыратылатын фракциялардың қасиеттеріне байланысты сусымалы материалдарды сұрыптаудың мынадай тәсілдері болады:
1) бөлшектердің пішіні және өлшемі (размеріне) бойынша: елек және триерлерді пайдалану арқылы;
2) тұну жылдамдығы бойынша: газды және сұйық орталарда ажырату;
3) электромагнитті қасиеттері бойынша сепараторларды пайдалану арқылы;
4) электростатикалық және флотация тәсілдерімен ажырату.
Бөлшектерді өлшемі бойынша сұрыптау електер жәрдемімен орындалады. Тамақ өнеркәсібінде қолданатын електердің екі түрі болады: жүқа болат табақшасына штампталған тесіктер; метал сымынан немесе нейлон, капрон, жібек жіптерінен тоқылған торлар.
Тоқылган торлар квадратты немесе тік төртбұрышты пішінді, ал штампталған тесіктердің пішіндері әртүрлі болады.
6.19 - сурет. Елек.
а- тоқылған торлар; б- штампталған тесіктердің пішіндері.
6.20-сурет. Електі талдаудың нәтижесі.
Електің өткізу қабілеттігі оның пайдалы қимасымен сипатталады:
(15.1)
мұнда - пайдалы қима; Fт - тордағы тесіктер қималарының ауданы; F - тордың барлық қимасының ауданы.
Штампталған торлардың пайдалы ауданы 50%-ке, ал тоқылған торлардыкі - 70% -ке дейін болады.
Електер тесіктердің өлшеміне байланысты нөмірленеді. Квадратты тесігі бар електер, тесік қабырғаларының өлшеміне (миллиметрмен) байланысты нөмірленеді. Мысалы, №4 және № 0,4 електердің тесіктерінің өлшемдері 4 мм және 0,4 мм болады.
Сұрыптаудың әртурлі тәсілдері бар. Іс жүзінде бір және көп рет сұрыптау қолданылады. Көп рет сұрыптаудың үш түрлі тасілі болады: майдадан іріге (15.1а-сурет), іріден майдаға (15.1б-сурет) және құрастырылған (15.1в-сурет).
15.1 - сурет. Көп рет сұрыптау тәсімі: а- майдадан іріге қарай; б- іріден майдаға қарай; в- құрастырылған. 1- жүктегіш шанақтар; 2- електер; 3-қабылдағыш шанақтар.
Майдадан іріге қарай сұрыптауда аппараттарды пайдалану оңай, бірақ тиімділігі аз, себебі кіші тесікті секциялар ірі бөлшектермен бітеліп қалады. Іріден майдаға қарай сұрыптаудың тиімділігі жоғары, бірақ қондырғыны пайдалаңу қиындау. Құрастырылған әдісте жоғарыдағы кемшіліктер кем кездеседі.
Електер жазық, цилиндрлі немесе коңусты болады. Жазық електер қайтпалы - ілгерімелі немесе дірілді, ал цилиндрлі електер айналмалы қозғалыс жасайды. 15.2-суретте тербелмелі және дірілдегіш електер көрсетілген. Тербелмелі електер (15.2а-сурет) бір және көп ярусты болады. Бір ярусты електе майдадан іріге қарай, ал көп ярустыда іріден майдаға немесе құрастыралған тәсілде еленеді.
Дірілдегіш електерде 15.2б-сурет бір және көп ярусты болуы мүмкін. Мұнда електер дебалансы (3) бар арнайы дірілдеткіш жәрдемімен тербелмелі қозғалыс жасайды.
15.2-сурет. Електер: а-тербелмелі: 1-эксцентрик; 2- корпус; 3- тіреуіш; б - дірілдегіш: 1- електің торы; 2- корпус; 3- дебаланс; 4- білік; 5 - серіппе.
Дірілдегіш електің артықшылықтары: тор тесігінің аз бітелуі; өнімділігі үлкен; әмбебаптығы, яғни әртүрлі ылғал материалдарды елеу мүмкіндігі; пайдалануға икемді; энергия шығыны аз.
Цилиндрлі немесе конусты електерді бурат деп атайды. Ұнды елеуге арналган конусты бураттың тәсімі 15.3-суретте көрсетілген. Конусты барабанның (3) беті торлы болады. Бұл тесіктердің өлшемі сусымалы материалдың бағыты бойынша үлкейе береді. Бураттың өнімділігі барабанның айналу жиілігі көбейген сайын көбейеді. Дегенмен, үлкен жиілікте ортадан тепкіш күштің әсерінен материал барабанға жабысып, бірге айналуы мүмкін.
15.3-сурет. Бураттың тәсімі: 1-қоректендіргіш шнек; 2- қаптама; 3-конусты барабан; 4- шнек.
15.4-сурет. Барабанды триердің тәсімі: 1- ұзын дән; 2- қысқа дән; 3-шнек; 4- науа.
Көлденең қимасы бірдей, ал ұзындығы әртүрлі бөлшектерді електерде ажырату мүмкін емес. Мысалы, бүтін астық дәнін оның жартылай дәндерінен немесе арам шөп дәндерінен ажырату үшін триерлер (15.4-сурет) қолданылады. Триердің жұмысшы органы ішкі беті штампталған немесе бұрғыланған үяшықтары бар барабан немесе дискі болады. Астықтың дәндері барабанның ішіне салынады. Барабан айналғанда үяшықтар дәнмен толтырылады. Қысқа және арам шөп дәндері үяшыққа тереңдеу жайғасады. Сондықтан барабан айналғанда ұзын бүтін дәндер үяшықтардан бұрын барабан ішіне, ал қысқа және арамшөп дәндері жоғары көтеріліп барабанның бұрылу бұрышы үлкен болғанда барабан ішіне орналасқан науаға (4) түседіде, шнек (3) арқьлы триерден шығарылады. Барабанның ең үлкен айналу жиілігін (15.2) - формула сияқты анықталады. Жұмысшы айналу жиілігін былай қабылдауға болады:
(15.2)
мұнда D, R- триер барабанының диаметрі, радиусы.
Дискілі триердің жұмьіс істеу принципі барабанды триердікіндей. Дискінің ішкі бетіне үяшықтар штампталған болады.
Сәбіз, қызылша, картоп және астық дәндерінің ішінде әртүрлі металды қоспалар болуы мүмкін. Бұл металды қоспалар ферромагнитті қасиетке және олар оңдеу машиналарының (ұсатқыш, кескіш, үккіш және т.б.) жұмысшы бөлшектерінің жұмыстан тез шығуына немесе сынуына септігін тигізеді. Сондықтан, мұндай зиянды қоспалардан ажырату үшін магнитті сепараторлар қолданылады. Шикізаттардан ферромагнитті заттарды ажырату үшін оларды тұрақты магнит немесе электромагнит жанынан жүқа қабатта (100 мм-ден көп емес) өткізеді.
Тұрақты магниттің көтеру күшін мына формуламен шамалап анықтауға болады:
, Н (15.3)
мұнда В - магнитті индукция, Т (тесла);
F - магниттің көлденең қима ауданы, м .
15.5-сурет. Тұрақты магнитті сепаратор: 1- тұрақты магнит; 2-науа; 3- ысырма.
15.6-сурет. Электромагнитті сепаратор: 1- полюстер; 2- ось; 3-барабан; 4- науа; 5- қабылдағыш
Тұрақты магнитті сепаратор (15.5-сурет) сусымалы материал өтетін науаға (2) 3-5° көлбеу бұрышпен орнатылған тақа тәрізді тұрақты магниттен (1) құралады. Материал қабатының қалыңдығы ысырмамен (3) реттеледі. Магнитпен ұсталған металды қоспалар мерзімді алынып тұрады.
Электромагнитті сепараторларда (15.6-сурет) тұрақты токпен қоректенетін электромагниттер орнатылады. Мұндай сепараторлардың көтеру күші тұрақты магнитке қараганда көп болғандықтан кеңірек қолданылады. Аппаратқа қозғалмайтын магнитті жүйе (полюстер) ор-натылады да, оның сыртында латуннан жасалған барабан (3) ось бойынша айналады. Материал барабанға науа (4) арқьлы беріледі. Ортадан тепкіш күш әсерінен материал лақтырылып тасталады, ал ферромагнитті; қоспалар магниттен барабан бетінде ұсталынып қалады. Барабан айналғанда ұсталған қоспалар магнит өрісінен шығып, қабылдағышқа (5) түседі.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Елеу мәні. 2. Електер, олардың сипаттамалары және оларды дайындау әдістері? 3. Електік анализ теориясының негіздері қандай? 4. Електердің ПӘК және електердің анализдерінің нәтижелері графиктік және математикалық түрде қалай көрсетіледі? 5. Елеуге арналған машиналар қандай белгілеріне байланысты жіктелінеді?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.3. 189 - 203 бет
Дәріс 12. Гидромеханикалық процестер.
Дәріс жоспары.
1. Әртекті жүйелер.
2. Тамақ өнеркәсібінде әртекті жүйелердің пайда болуы. Гидромеханикалық процестер тобының қурылысы, олардын жалпы міндеттері.
3. Сұйық және газды әртекті жүйелерді ажырату.Сұйықты жүйелердi ажырату.
Әртектi жүйелер
9.1- кесте
Дисперсионды сыртқы) фаза
Дисперстi фаза
Дисперстi фаза бөлшектерiнiң өлшемдерi, мкм
Әртектi жүйенiң аты
Ескерту
Газ
Қатты бөлшектер
5-100
0,3-5
шаң
түтiн
Механикалық газды жүйе
Газ
Сұйық бөлшектер
0,3-3
тұман
Конденсацияланған газды жүйелер, аэрозольдер
Сұйық
Қатты бөлшектер
100
Суспензия iрi
0,5-100
Майда
0,1-0,5
Лайлы (өте майда)
0,1
Коллоидты ерiтiндi
Броундық қозғалыстың бар болу шартында
Сұйық
Сұйық
0,5
Эмульсия
Сұйық
Газ
Көбiк
Әртекті жүйе екі және оданда көп фазалардан құралған болады. Бұл фазалардың біреуі дисперсионды немесе сыртқы фаза болып, оның ішінде басқа фазалардың бөлшектері таралған болады. Бұл таралған бөлшектерді дисперсті немесе ішкі фаза деп атайды. Фазалардың физикалық күйіне байланысты әртекті жүйелердің келесі түрлері болады.
Әртектi жүйелердi ажыратуға арналған процестер мен аппараттар
9.2- кесте
Негiзгi қозғаушы күш
Әртектi жүйе
Процесс
Аппарат
Ауырлық күшi
Шаң, түтiн
Суспензия
Сұйық-қатты бөлшек
Тұну
Тұну
Шаңтұндырғыш камералар
Тұндырғыш
Қысымдар айырмасы
Суспензия
Шаң, түтiн
Сүзу
Сүзу
Сүзгiлер
Газды сүзгiлер
Ортадан тепкiш күш
Шаң, түтiн
Суспензия
Суспензия
Эмульсия
Тұну
Тұну
Сүзу немесе тұну
Сүзу немесе тұну
Циклон
Гидроциклон
Сүзгiлi центрифуга немесе тұнбалы центрифуга
Электрлi күштiң өрiсi
Шаң, түтiн, тұман
Тұну
Электр сүзгi
Акустика күшiнiң өрiсi
Шаң, түтiн, тұман
Тұну
Ультрадыбысты /УД/ - сирена және т.б.
Бұл кестеден тұну процесi негiзiнен шаң мен суспензиялады ажыратқанда қолданылатындығы көрiнiп тұр. Тұну процесi негiзiнен ауырлық, ортадан тепкiш, электростатикалық және акустикалық күштердiң әсерiнен өткiзiледi.
Сүзу процесiн суспензия және шаңдардың сұйық және газдары өткiзiп, ал қатты бөлшектерiн ұстап қалатын кеуектi бөгеттер жәрдемiмен өткiзедi. Мұнда процесс қысымдар айырмасының күшi әсерiнен өтедi.
Суспензия және эмульсияларда ортадан тепкiш күш әсерiмен ажырату процесiн центрифугалау деп атайды. Бұл процесте тұнба және сұйық фаза /фугат/ пайда болады.
Шаң, түтiн және тұмандағы қатты бөлшектердi сұйық жәрдемiмен ажырату процесiн сұйықпен ажырату деп атайды. Бұл процесте ауырлық және инерция күштерi әсер етедi.
Сұйықты және газды әртектi жүйелердi ажырату процесiнiң бiрдей екендiгiне қарамастан, кейбiр тәсiлдермен қолданылатын аппараттардың өзiндiк ерекшелiктерi болады. Содықтан, сұйықты және газды әртектi жүйелердi ажыратуды төменде жекелеп қарастырамыз.
Ажыратудың материалдық балансы.
Ажыртылатын жүйе (сыртқы фаза) және оның ішінде таралған в (дисперсті фаза) заттарынан құралған делік. Төменде берілгендерді қабылдаймыз.
Gқ, Gм, Gт - берілген қоспа, мөлдірленген сұйық және тұнба мөлшері, кг.
Хқ, Хм, Хт - в затының қоспадағы мөлдірленген сұйықтағы және тұнбадағы массалық үлестері.
Егер заттардың шығыны болмаса, онда ажыратудың материалдық тепе-теңдігін былай жазуға болады:
Заттардың барлық мөлшері бойынша:
Gқ = Gм + Gт (9.1)
Дисперсті фаза (в заты) бойынша:
Gқ Хқ = Gм Хм + Gт Хт (9.2)
Егер қоспадағы в затының массалық үлесі берілген болса, онда (9.1) және (9.2) теңдеулерінен мөлдірленген сұйық Gм және тұнба Gт мөлшерін анықтауға болады:
(9.3)
(9.4)
Мөлдірленген сұйықтағы және тұнбадағы в затының массалық үлестерін әр технологиялық процестердің шартына байланысты таңдап алуға болады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Әртекті жүйелер дегеніміз не? 2.Әртекті жүйелер пайда болатын процестер? 3. Әртекті жүйелерді ажырату процесі. 4. Осы әдістердің мәні. 5. Бөлу әдістері қалай жіктеледі? 6. Көпкомпонентті жүйелерді қандай теңдеулермен табуға болады? 7. Әртекті жүйелердің физика-химиялық негіздері қалай анықталады? 8. Әртекті жүйелердің негізгі физико-химиялық параметрлері (тығыздық, тұтқырлық, малекулярлық масса және т.б.) қалай анықталады?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 137-140 бет
Дәріс 13. Араластыру.
Дәріс жоспары.
1. Араластырудың мақсаттары.
2. Араластыру тәсілдері: пневматикалық, циркуляциялық, механикалық.
3. Механикалық араластырғыштар: қалақшалы, пропелерлі, турбиналы. Араластырғыштардың түрің тандау.
Араластыру тамақ технологиясында бір ортадағы екінші ортаның осы көлемде біркелкі түзілуі үшін, әрі жылу және масса алмасу процестерін қарқынды түрде күшейту үшін көп қолданылатын гидромеханикалық процесс. Араластыру процесі тамақ және ет - сүт өндірісінде әртүрлі эмульсия және суспензия, сонымен қатар жентектелген ет, қамыр, тәттілер массасын дайындауда кеңінен қолданылады.
Жылу және массаалмасу процестерінде араластыру процесі шекаралық қабатты азайту арқылы белгілі бір реакцияға қатысатын қосылыстардың бетін ұлғайту үшін қолданылады, ол процестің қарқынды түрде жеделдеуіне әсерін тигізеді. Тамақ өндірісінде көбінесе сұйық ортараларды араластыру жиі қолданылады.
Сұйық орталарды араластырудың негізгі үш тәсілі болады:
1) механикалық - әртүрлі құрылысты араластырғыштар жәрдемімен;
2) пневматикалық - сығылған ауа немесе инертті газдар жәрдемімен;
3) циркуляциялық - насостар немесе соплалар жәрдемімен.
Араластырудың тамақ өндірісіндегі кең тараған тәсілі - механикалық араластыру. Механикалық араластыру әртүрлі құрлысты қалақтары бар араластырғышпен /рамалы, қалақты, пропеллері, турбиналы, жалпақ қалақты т.б./ жүргізіледі.
Пневматикалық (барботажды) араластыру. Араластырылатын сұйықтың химиялық активтiгi үлкен және газ (мысалы, ауадағы оттегi) сұйықпен химиялық әрекеттесуi қажет болғанда сығылған инерттi газбен немесе ауамен пневматикалық араластыру қолданылады. Араластырудың бұл тәсiлi төмен қарқынды процесс және энергия шығыны механикалық араластыруға қарағанда көп.
Циркуляциялық араластыру. Сұйық ортаны қарқынды араластыру үшін оны аппарат - циркуляциялық насос - аппарат контуры бойынша көп қайталап насоспен сорып айдау керек Араластыруға ортадан тепкіш насос немесе ағынды насостар пайдаланылады.
Құбырлардағы араластыру. Құбырлардағы араластыру ең қарапайым тәсіл және сұйықтарды тасымалдағанда қолданылады. Бұл тәсіл аз тұтқырлы және бір-бірінде тез еритін сұйықтарды араластыруда қолданылады. Араластыру құбыр ішіне диафрагма, жартылай бөгеттер, винтті насадка және т.б. орнатылу арқылы жүзеге асады . Араластыруда сұйық ағынының энергиясы пайдаланылады.
Ауамен және циркуляциялық араластыру тәсілдері жоғары тиімділікті болып келеді, бірақ мынадай кемшіліктері бар:
1) салыстырмалы түрде көп энергия шығыны;
2) ауамен араластырғанда тамақтың /ашу/ тотығу мүмкіншілігі немесе оның жылжымалық фазасының булану мүмкіншілігі.
1-сурет. Араластырғыштардың типтері:
а-үш қалақшалы; б - екі қалақшалы; в - пропеллерлі;
г - ашық турбиналы; д- қайырылған қалақшалары бар ашық турбиналы; е - жабық турбиналы.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Араластыру дегеніміз не? 2. Араластыру процесінің жіктелуі және мәні. 3. Сұйық орталарды араластыру әдістері. 4. Механикалық араластырғыштар. 5. Олардың жұмыстарының негіздері және құрылғылары.
Дәріс 14. Механикалық араластыру.
Дәріс жоспары.
1. Механикалық араластырғыштардың тұтынатың қуаты. Араластырудың критерийлі тендеуі.
2. Араластырғыштардың графоаналитикалық есептеу әдісі.
3. Араластыру процесінің қарқындылығын жоғарлату.
Араластыру процесіндегі механикалық араластырғыштардың тұтынатын қуаты критерийлі жалпыма теңдеуінен анықтауға болады :
(10.1)
мұндағы:
Euм немесе КN - модификацияланған Эйлер саны немесе қуат критерийі
(10.2)
Reм - модификацияланған Рейнольдс саны
(10.3)
А және m - тұрақты сандар, тәжірибелік жолымен анықталады.
Есептеулердi жеңiлдету үшiн қуаттың тәжрибелiк мәндерi KN және Reм арасындағы графикалық байланыспен берiледi. графикалық байланысы көптеген стандартты араластырғыштар үшiн келтiрiлген.
Механикалық араластырғыштермен сұйықтарыды арлсатырғанда екi түрлi: ламинарлық және турбуленттiк режимдер болады. Ламинарлық режимде /Reм< 30/ сұйық арластырғыш қалақтармен бiрге жай араласады.
/Reм> 102/ болғанда турбуленттiк режим пайда болады. /Reм> 105/- кемелденген турбуленттi (автомоделдi) режим. Бұл кезде KN -нiң мәнi Reм - мәнiне байланысты болмайды.
Араластыру процестің жүру сапасы - араластырудың тиімділікпен қолданылуында және оның жүруі үшін қойылған мақсаттың орындалуында, сонымен қатар араластыру сапасы араластырғыш құрылғылар мен аппараттың құрылысына және араласатын сұйыққа берiлетiн энергия шамасына байланысты болады.
Араластыру қарқындылығы технологиялық процестiң берiлген нәтижесiне жету үшiн кеткен уақыт мөлшерiмен немесе белгiлi уақыттағы араластырғыштың айналу санымен анықталады. Араластыру қарқындылығы қаншалықты жоғары болса, араластырудан берiлген сапалығына жету үшiн соншалықты аз уақыт керек етедi.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Араластырғыш жұмысына тұтынатын қуаты қандай негізгі шамаға байланысты? 2. Араластыру кезіндегі энергия шығыны үшін критериальды теңдеудің жалпы түрі қалай жазылады? 3. Араластырғыш үшін Эйлер және Рейнольдс сандары қалай анықталады? 4. Араластырғышты қозғалысқа келтіретін электроқозғалтқыш қуаты қалай анықталады? 5. Әртүрлі араластырғыштар үшін электроқозғалтқыштың қуатын қалай таңдайды? 12. Араластыру тиімділігін бағалау.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 193-201 бет
Дәріс 15. Пневматикалық араластыру.
Дәріс жоспары.
1. Пневматикалық араластыру аппараттары: барботер, эрлифт.
2. Пневматикалық араластырудағы қажетті қысым, газдың қөлемдік мөлшері, газдың жұмысы.
Араластырылатын сұйықтың химиялық активтiгi үлкен және газ (мысалы, ауадағы оттегi) сұйықпен химиялық әрекеттесуi қажет болғанда сығылған инерттi газбен немесе ауамен пневматикалық араластыру қолданылады. Араластырудың бұл тәсiлi төмен қарқынды процесс және энергия шығыны механикалық араластыруға қарағанда көп.
Пневматикалық араластыру аппараттары барботер және эрлифпен жабдықталуы керек.
Барботер - аппарат түбiне орнатылған көп тесiктi сақиналы немесе ирек құбыр (6.9-сурет). Тесiктен шыққан сығылған газ көпiршiктерi сұйық қабатынан өтiп (барботаж), оны араластырады.
Эрлифттi арластыруда (6.10-сурет) сығылған ауа орталық циркуляциялық құбырға берiледi. Ауа көпiршiктерi сұйықты iлестiрiп құбырмен жоғары көтерiледi, сосын сұйық құбыр және аппарат арасындағы сақиналы кеңiстiкпен төмен қарай ағып, араласады. Эрлифттегi газ жылдамдығы 2 м/с, ал циркуляциялы ағын жылдамдығы 1 м/с.
Пневматикалық араластыру химия өндiрiсiнде ағынды суларды биологиялық тазалауда, полимериациялауда, газдарды тазалауда және т.б. қолданылады. Пневматикалық араластырғыштарды есептеуде қажеттi қысым және сығылған газ шығыны (мөлшерi) анықталады. Араластыру қажет болған сығылған газ қысымы /Па/ төмендегiше анықталады:
мұнда Н - араластырылатын сұйық деңгейiнiң биiктiгi, м;
- араластырылатын сұйықтың тығыздығы, кг/м3;
- сұйық бетiндегi қысым, Па.
Газ құбырындағы қысым шығыны сұйық деңгейi кедергiсiнiң 20 % -не тең деп қабылданған (1,2 - коэффициентi).
Газдың көлемдiк мөлшерiн V (м3/сағ) төмендегi эмприкалық формуламен есептеуге болады:
мұнда - аппараттағы сұйықтың бетi, м2;
- газ қысымы, бар;
- тәжрибелік коэффициент: жай арластыруда ; төмен қарқынды арластыруда және жоғары қарқынды араластыруда .
Сұйықтың 1 м2 еркін бетіне қажетті газ мөлшерін (шығынын) төмендегідей қабылдайды: жай араластыруда - 0,4 м3/м2 минут; төмен қарқынды - 0,8 м3/м2 минут, жоғары қарқынды - 1 м3/м2 минут.
Газдың барботер тесігінен шыққандағы жылдамдығы 20-40 м/с.
Газдың сұйықты араластырудағы жұмысы /болғанда/ төмендегіше есептеледі:
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Пневматикалық араластыруға арналған араластырғыштар.
2. Пневматикалық араластырғыштарды есептеуде қажеттi қысым және сығылған газ шығыны (мөлшерi) қалай анықталады?
3. Газдың сұйықты араластырудағы жұмысы қалай анықталады?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 193-201 бет
Дәріс 16. Циркуляциялық араластыру.
Дәріс жоспары.
1. Сұйық орталарды циркуляциялық араластыру.
2. Циркуляциялық араластырудың схемалары.
3. Құбырлардағы араластыру.
Сұйық ортаны қарқынды араластыру үшін оны аппарат-циркуляциялык насос-аппарат контуры бойынша коп қайталап насоспен айдау керек 6.11-сурет. Араластыруға ортадан тепкіш насос немесе ағынды насостар пайдаланылады. Аппаратка сұйық берілетін кұбырлар сұйық шашырап беретін арнаулы шашыратқыш саптамамен (насадка) жабдықталады.
5.11-сурет. Циркуляциялық аралас-тыру: 1-аппарат; 2-насос; 3-шашы-ратқыш; 4-құбыр; 5-эжектор
5.12-сурет. Құбырлардағы араласты-ру: а) диафрагмалы; ә) жартылай бөгетті; б) винтті
Құбырлардағы араластыру. Қүбырлардағы араластыру ең қарапайым тәсіл және сұйыктарды тасымалдағанда қолданылады. Бұл тасіл аз тұтқырлы және бір-бірінде тез еритін сұйықтарды араластыруда қолданылады. Араластыру құбыр ішіне диафрагма, жартылай бөгеттер, винтті насадка және т.б. орнатылу арқылы жүзеге асады (6.12-сурет). Араластыруда сұйық ағынның энергиясы пайдаланады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Ағынды араластыруға арналған араластырғыштар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 193-201 бет
Дәріс 17. Тұну процесінің теориясы.
Дәріс жоспары.
1. Тұну теориясының негізі. Қозғаушы күші. Қатты бөлшектердің сұйықтар ішіндегі қозғалысына кедергі. Ауырлық күші әсерінен денелердің тұнуы.
2. Стокс формуласы. Тұну режимдері. Тұнудың критерийлі тендеуі. Суспензиядағы бөлшектердін пішіні мен концентрациясының әсері. Қысылып тұну жылдамдығы.
Денелердің сұйықтар ішіндегі қозғалысына кедергі. Кейбір технологиялық просестер қатты және сұйық бөлшектердің сұйықтағы немесе газдағы газ көпіршктерінің сұйықтағы қозғалысымен байланысты. Бұл жағдайда сұйықтар немесе газдар бөлшектер қозғалысына кедергі жасайды. Бұл кедергіні жену үшін энергия шығыдалады. Кедергінің шамасы бөлшектер қозғалысынның режиміне және олардың пішініне байланысты болады. Біз өте жиі кездесетін - қатты бөлшектің сұйықтағы немесе газдағы қозғалысын қарастырайық. Бұл қозғалыстың ламинарлық, өтпелі және турбулентті режимдері болады. Қозғалыс режимі модификациялық Рейнольдс санымен сипаталады. Мұнда w - бөлшектің жылдамдығы; dб - бөлшектің диаметрі; о, о - сұйық (газ) ортаның тығыздығы мен тұтқырлығы.
Ламинарлы режим бөлшектер майда және ортаның тұтқырлығының көп болуына байланысты олардын қозғалысы аз жылдамдықпен сипатталады. Бұл кезде сұйық бөлшектерді жай ағыстап өтеді және энергия тек үйкеліс кедергісін женуге жұмсалады (2.30а-сурет).
Турбулентті режим бөлшектердің ірі және тығыздығы көп, ал ортаның тұтқырлығының аз болуына байланысты үлкен жылдамдықпен сипатталады. Жылдамдықтың және инерция күшінің үлкен болуы салдарынан бөлшектің артқы жағында ағынның ретсіз араласқан құйынды қозғалысы пайда болады (2.30б-сурет). Соның әсерінен бөлшектің артқы жағында қысым азаяды. Турбуленттік режимде кедергі негізінен инерция күштерімен анықталады да үйкеліс кедергісін есептемеуге болады.
Ортанын бөлшекке әсер ететін кедергі күші мына формуламен анықталады:
Мұнда - ортаның кедергі коэффиценті;
F - бөлшектің қозғалу бағытына перпендикуляр жазықтықтағы проекциясының ауданы, м2;
о - ортаның тығыздығы, кг/м3;
w - бөлшектің жылдамдығы, м/с.
Ауырлық күші әсерінең дннелердің түнуы. Қозғалыссыз тұрған орта ішіндегі шар тәрізді қатты дененің ауырлық күші әсерінең тұну қозғалысын қарастырамыз. Массасы m болған бөлшек өзінің салмақ күшінің әсерінең төмен қарай тұна бастаса, онда оның жылдамдығы алғашқы сәттен көбейеді. Егер кедергі болмаса, онда оның жылдамдығ w = g тең болады. Бірақ жылдамдық көбейген сайын кедергі де көбейе бастайды да өте аз уақыт ішінде динамикалық тепе-теңдік орнайды: ортаның кедергі күші R бөлшекті қозғайтың күшке тең болады. Осы кезден бастап бөлшек бірқалыпты тұрақты жылдамдықпен қозғала бастайды. Осы жылдамдықты тұну жылдамдығы wт - деп атайды.
Диаметрі d шар тәрізді бөлшекті қозғайтын күш оның ауырлық күші G және ығыструшы күш А айырмасына (G-A)-ға тең. Бұл айырма бөлшек көлеміндегі: ортаның ауырлық күшіне тең:
(2.71)
мұнда қ - қатты бөлшектің тығыздығы, кг/м3;
о - ортаның тығыздығы, кг/м3.
Ортаның кедергі күші:
(2.72)
(2.71) және (2.72) формуларың теңестіріп тұну жылдамдығын табамыз:
бұл жерден
(2.73)
(2.68), (2.69), (2.70) теңдеулердегі мәндерің (2.73)-теңдеуге қойып әртүрлі режимге сәйкес тұну жылдамдығының формулаларын табуға болады. Мысалы, ламинарлық режимде тұну жылдамдығының табу үшін (2.73) формулаға мәнің қоямыз:
мұндағы - Рейнольдс саны.
Теңдеудің екі жағында квадратқа дәрежелеп мынаны табамыз:
(2.74)
(2.74)-тұнудағы Стокс формуласы -деп аталады және ол ламинарлық режимдегі (Re 2) шар тәрізді бөлшектің тұну жылдамдығын есептеуге арналған.
Өтпелі режимдегі мәнің (2.73)-формуласына қойып және ықшамдап төмендегіні жазуға болады:
Турбуленттік режим үшін 0,44 мәнің қойсақ:
Тұну жылдамдығын төмендегі тәсілдермен есептеуге болады:
а) біртіндеп жуықтау тәсілі: бұл тәсіл бойынша тұнудың режимі белгілі деп қабылдап (мәселен, ламинарлық), сәйкес теңдеулер (2.74), (2.74а), (2.74б) арқылы wт есептеледі де сосын Reт - ы есептейді. Егер Reт мәні бастапқы қабылданған аралықта (мәселен, Reт 2) жатса, онда wт - мәні дұрыс есептелген болады. Ал егер Reт қабылданған аралықта жатпаса, онда есептеуді қайталайды. Бұл тәсіл өте қиын.
б) Лященко тәсілі. Бұл тәсіл бойынша формуланы былай түрлендіреді: - мен алмастырып, теңдеудің екі жағында квадратқа дәрежелейді:
бұл жерден
мұндағы -Архимед саны (күрделі ұқсастық саң).
Онда
Re - санының әр режимдегі шекаралық мәндерін қойып, Ar-тің сәйкес сандарын табуға болады:
Ламинарлық режим:
; (2.75)
егер Re 2, Ar 36
Демек, ламинарлық режим Аr 36.
Өтпелі режим:
; (2.75а)
Re 500 болғанда Аr 83000. 36 Аr 83000.
Турбулентті режим 0,44.
. (2.75б)
Бұл режимде Ar 83000 болады.
Сонымен, Ar саның алдын-ала есептеп, оның мәні бойынша режимді анықтайды. Сосын (2.75), (2.75а), (2.75б) формулалары бойынша Re - мәнің есептейді де, тұну жылдамдығын формуламен анықтайды.
Пішіні шар тәрізді емес бөлшектер үшін былай анықталады:
мұнда 1- пішін коэффициенті; f (Ar) байланысы келтірілген (мысалы, пластинкалы бөлшектер үшін 0,43; қырлы бөлшектер үшін 0,66); wт.ш. - шар пішінді бөлшектердің тұну жылдамдығы.
Қысылысып тұну жылдамдығы. Жоғарыдағы мәселелерде біз жеке алынған бөлшектің еркін тұнуын қарастырдық. Бұл жағдайда бөлшектердің концентрациясы өте аз және тұну кезінде олар бір-бірімен жанаспайды деп есептедік. Іс жүзінде тұндыру процестері белгілі көлемдегі өндіріс аппараттарында бөлшектердің концентрациясы көп болғанда өткізіледі. Мұндай жағдайда бөлшектер бір-біріне жанасады, соғылады, яғни тұнуға кедергі көбейеді де осының салдарынаң тұну жылдамдығы азаяды. Осы жылдамдықты қысылысып тұну жылдамдығы деп атайды. Бұл кезде кіші бөлшектер үлкен бөлшектерге кедергі жасап, жылдамдығын азайтады, ал үлкен бөлшектер кіші бөлшектерді өзімен қоса ала кетіп, олардын тұнуын тездетеді. Сонымен әр түрлі өлшемді бөлшектердің жылдамдықтары бір біріне жақындап ұйымдасқан тұну пайда болады. Мұнда әр қимадағы жылдамдамдықтар бір біріне шамалас, ал аппараттың биіктігі бойынша әр түрлі болады.
Барлық режимдер үшін қысылысып тұну жылдамдығын төмендегі формуламен есептейді:
Мұндағы Reқ.т (2.74), ал Ar (2.76) - формулалары арқылы анықталады.
- сұйықтың суспензиядағы көлем жағынан алынған үлесі.
V - сұйықтың суспензиядағы көлем, м3
Vo - суспензиядағы қатты бөлшектер көлемі, м3
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Тұндыру процесі дегеніміз не? 2. Ньютон заңының мәні және оның негізінде тұндыру жылдамдығын анықтау? 3. Бөлшектерді гравитациялық өрісте тұндыру үшін Лященко әдісі және оның мәні? 4.Тұндыру теориясының жалпы критериалды теңдеуін қалай анықтайды? Cуспензия концентрациясы,бөлшектердің пішіні,бөлшектердің біркелкілік дәрежесі және ортаның тұтқырлығы тұну жылдамдығына қалай әсер етеді?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 193-201 бет
Дәріс 18. Тұндырғыштардың түрлері.
Дәріс жоспары.
1. Тұндырудың технологиялық мақсаттары. Мерзімді, жартылай үздіксіз, үздіксіз әрекетті тұндырғыштар.
2. Тұндырғыштардың өнімділігің анықтау.
3. Тұнудың материалдық балансы.
Тұндыру әртекті жүйелерді ажыратудың басқа тәсілдеріне қарағанда ең оңай және арзан болып есептеледі. Әдетте, тұндыру процесін ажыратудың ең бірінші тәсілі есебінде пайдаланылады. Бұл процестің жәрдемімен суспензияларды алдын-ала қоюландырады, сүзу және центрифугалау арқылы ажыратуды тездетеді.
Тұндыруды тұндырғыш немесе қоюландырғыш деп аталатын аппараттарда өткізеді. Бұл аппараттар мерзімді, үздіксіз әрекетті болыр бөлінеді. Үздіксіз әрекетті аппараттар бір, екі және көп қабатты болады.
Мерзімді әрекетті тұндырғыштар биіктігі төмендеу бассейндерде болады. Оларда араластырғыш болмайды. Мұндай аппараттар суспензиямен толықтырылып, белгілі бір уақыт шамасында тұндырылады. Осы уақытта қатты бөлшектер аппараттың түбіне тұнады. Аппараттың үстіңгі жағындағы тұнбаның жоғарғы жағынан мөлдір сұйықты сифонды түтік енмесе кран шүмек арқылы ағызады, ал түбіндегі қою сұйық массаны - шламды ең астыңғы кран арқылы түсіреді. Аппараттардың түп жағы көбінесе конус, ал жоғарғы жағы цилиндр пішінді болып келеді.
Жартылай үздіксіз әрекетті жұмыс істейтін көлбеу бөгеттері бар тұндырғыш көрсетілген. Суспензия құбыр арқылы аппарат корпусының ішіне беріледі. Аппарат ішіне көлбеу бөгеттер орнатылған. Олар сұйық ағынын жоғары және төмен бағыттап, сұйықтың аппаратта болу уақытын және тұну бетін ұлғайтады. Тұнба конусы бункерде жиналып, белгілі бір мерзімде алынады да, ал мөлдірленген сұйық аппараттан құбыр арқылы үздіксіз шығарылады.
Өнеркәсіпте көбінесе үздіксіз әрекетті тұндырғыштар қолданылады. Бұл аппараттың түп жағы жай конусты, ал жоғарғы жағы онша биік емес цилиндр болады. Жоғарғы жағында сақиналы науа бар. Тұндырғыш ішіне көлбеу қалақшалары бар араластырғыш орнатылған. Тұнған затты шығарылатын тесікке үздіксіз жылжытып тұру үшін көлбеу қалақшалардың тарақ тәрізді қырғыштары бар. Араластырғыш минутына 0,0150,5 яғни тұну процесіне әсер етпейтіндей өте аз жылдамдықта айналады. Ажыратылатын қоспа құбыр арқылы аппараттың ортасына үздіксіз беріліп тұрады. Мөлдірленген сұйық сақиналы науаға асып құйылып, құбыр арқылы үздіксіз ағып тұрады. Тұнба (шлам) - аққыш қою суспензия (қатты бөлшек концентрациясы 35-55%- тен көп емес) диафрагмалы сорап арқылы аппараттан сорылып алынып тұрады. Араластырғыштың білігі редуктор арқылы электр қозғалтқышпен айналдырылады.
Алынған тұнбамен бірге сұйықтың көп бөлігі шығындалады. Сұйық шығыны аз болу үшін және қоюланған суспензиядан сұйықты бөліп алу үшін тұнбаны екінші тұндырғышқа жібереді. Мұнда тұнба сумен жуылады және екінші аппараттан шыққан тұнбаның сұйығы сумен араласқан болады. Осылай тізбектеліп бір-бірімен қосылған тұндрғыштар арқылы тұнбадан 97-98% сұйықты бөліп алуға болады. Жуатын су мөлшерін азайту үшін тұндырды қарама-қарсы ағынды: тұнба бірінші тұндырғыштан соңғысына, ал жуатын су тұнбаға кері бағытта, яғни соңғы аппараттан біріншіге қарай беріледі
Бұл тұндырғыштардың мынадай артықшылықтары бар:
а) үздіксіз әрекетті;
ә) өнімділігі жоғары, 3000 т/тәу;
б) тұнбаның тығыздығы біркелкі;
в) тұнбаның сусыздануы тиімді.
Кемшіліктері:
1) Өте үлкен: диаметрлері 1,8 м-ден 30м, ал кейбір өндірісте суды тазалау үщін 100 м-ге дейін болады. Диаметрлері үлкен болғандықтан көп орынды керек етеді. Сондықтан орынды тежеу үшін көпқабатты тұндырғыштар қолданылады;
2) айналатын білігі және қырғышты араластырғышының болуы.
Мұндай тұндырғыштар бірінің үстіне бірі орналасқан бірнеше аппараттан құралған болады. Ажыратылатын суспензия бөліп беретін құрылғыдан стакан арқылы әрбір қабатқа беріледі. Мөлдірленген сұйық ағызылатын құбырлар арқылы коллекторға жиналады. Қоюланған тұнба жабық типтегі тұндырғышта әр қабаттан бөлек, ал теңестірілген типтегі тұндырғышта тек төменгі қабаттан алынып, ыдыста жиналады.
Үздіксіз әреккетті конусты сөрелі тұндырғыштардың да тұну беті көп болады. Ажыратылатын суспензия конусты сөрелер арасындағы каналдарға құбыр арқылы беріліп таратылады. Қатты бөлшектер конусты сөрелер бетіне тұнып, көлбеу сөрелер арқылы корпустың қабырғасына қарай жылжиды, сосын тұнба алынатын құбыр арқылы тиісті жерге беріледі. Мөлдірленген сұйық жоғарғы екі сөренің арасындағы канал және құбыр арқылы шығарылады. Бұл аппараттың артықшылығы:
а) қозғалатын бөлшегі жоқ;
б) қызыметінің қарапайымдылығы.
Эмульсияларды ажырататын үздіксіз әрекетті тұндырғыш - горизонталь резервуардың ішіне эмульсияның кіретін құбырына қарама-қарсы майда тесіктері бар бөгет орындалған. Бұл бөгет кіретін эмульсия ағының бәсендету үшін қойылған. Түндыру процесін жеделдету үшін тұндырғыш ішіндегі эмульсия қозғалысы ламинарлы болу керек. Жеңіл фаза құбыр, ауыр фаза құбыр арқылы алынып тұрады. Резервуардан сұйық түгел ағып кетпеу үшін құбырға сифонды ажырататын құрылғы орнатылады.
Тұндырғышты жүйедегі ең кіші бөлшектің тұнуына есептеп жобалайды. Сондықтан, қоспаның аппаратта болу уақытын, қысылып тұнудағы ең кіші бөлшектің аппарат түбіне тұну уақытына тең немесе одан көп деп алу керек.
Суспензияның қоюланған тұнба қабатына және биіктігі /м/ мөлдірленген сұйық қабатына ажыратылу уақытын есептейік. Егер тұну беті /м2/ болса уақыт бірлігінде алынатын мөлдірленген сұйық көлемін былайша анықтауға болады.
(11.1)
Осы уақыт ішінде жылдамдықпен тұнатын бөлшектер /м/ жолды өту керек. Демек,
(11.2)
(11.2) - дағы - тың мәнін (5.5) формулаға қойып мынаны табамыз.
(11.3)
(11.3) - теңдеу тұндырғыштың өнімділігі оның биіктігіне байланысты болмай, тұну бетіне және тұну жылдамдығына байланысты екендігін көрсетеді. Сондықтар, тұндырғыштардың биіктігі аз /1,8-4,5 м дейін/, ал тұну беті үлкен болады.
Қажетті тұну бетін (11.3) теңдеуден анықтаймыз.
(м2) (11.4)
Мөлдірленген сұйықтың массалық мөлшері /кг/ Gм, ал тығыздығы болса онда
яғни (11.5)
(9.3)- теңдеудегі Gм мәнін (11.5) формулаға қойсақ:
(11.6)
(11.6) теңдеуін қорытып шығарған кезде тұндырғыштың барлық ауданындағы сұйық қозғылысының біркелкі еместігі есепке алынған жоқ. Сондықтан, аппараттағы сұйықтың құйынды қозғалысы және қозғалыссыз қалатын зоналар болмайды деп қабылданған. Бұл жағдайдың барлығы тұну жылдамдығын азайтады. Осы себепті инженерлік есептеулерде (11.6) теңдеуі арқылы анықталған тұну бетін 30-35% - ке көп етіп алу керек, яғни 1,31,35 коэффициенттеріне көбейту керек. Көп қабатты тұндырғыштарды есептегенде жалпы бетті қабаттарға теңдей етіп бөледі.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Мерзімді әрекетті тұндырғыштар. 2. Жартылай үздіксіз әрекетті тұндырғыштар. 3. Олардың қолданылу аймағы? 4. Үздіксіз әрекетті тұндырғыштардың конструкциясы қандай? 5. Олардың кемшіліктері мен артықшылықтары қандай? 7. Тұндыру жылдамдығын қалай анықтауға болады?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 140-145 бет
Дәріс 19. Центрифугалау.
Дәріс жоспары.
1. Ортадан тепкіш өрісіндегі сұйық әртекті жүйелерді ажырату.
2. Фруд критерийі.
3. Центрифугалау процесінің жылдамдығын және өнімділігін анықтау. Негізгі технологиялық есептеулер.
Сұйық әртекті жүйелерді ортадан тепкіш күш әсерімен ажыратуды центрифугалау деп атайды. Центрифугалау процесі арнаулы машиналар - центрифугаларда өткізіледі. Центрифугалардың негізгі бөлігі - тік немесе горизонталь білікте үлкен жылдамдықпен айналатын барабан болады. Центрифугалар тұндырғыш және сүзгіш болып бөлінеді.
Тұндырғыш центрифугалардың барабанының қабарығасы тұтас болады (5.22а-сурет). Суспензия немесе эмульция барабанның төменгі жағына беріледі де, қатты бөлшектер немесе үлкен тығыздықты сұйық фаза ортадан тепкіш күш әсерінен барабан қабырғасына қарай ығысады, ал тығыздығы төмен сұйық фаза аппараттын өсіне жақын орналасады. Барабанның қабғасында тұнба қабырғасына қарай ығысады, ал тығыздығы төмен сұйық фаза аппапараттың өсіне жақын орналасады. Барабанның қабырғасында тұнба қабаты пайда болып, ал ажыратылатын сұйық фаза немесе фугат барабанның үстіңгі жағынан шығарылады.
Тұндырғыш центрифуга
Сүзгіш центрифуга
Сүзгіш центрифугалардың барабанының қабырғасы көп тесікті болады (5.22б-сурет). Мұндай барабанның ішкі беті сүзгі матамен қапталады. Ортадан тепкіш күштің әсерінен қатты бөлшектер матаның бетінде ұсталынып қалады, ал сұйық тұнба қабаты және мата арқылы барабанның тесіктерінен сыртқа шығарылады.
Тұндырғыш центрифугалардағы эмульсияларды ажырату - сепарация, ал центрифуга - сепаратор деп аталады.
Тұндырғыш центрифугада суспензияны ажырату - ортадан тепкіш мөлдірлену (суспензияда қатты бөлшектер өте аз болғанда, мысалы, лак және жағар майлар) және ортадан тепкіш тұну (суспензияда қатты бөлшектер көп болғанда, мысалы, көмірдің судағы суспензиясы) болып бөлінеді.
Сүзгіш центрифугаларда суспензияны ортадан тепкіш сүзу деп атайды.
Барабан және оның iшiндегi суспензия (эмульсия) айналғанда болатын ортадан тепкiш күштiң мәнi:
, Н
мұнда - барабан және материалдың салмағы, Н; - барабанның шеңберлік жылдамдығы, м/с; - барабанның 1 минуттағы айналу саны; - барабанның iшкi радиусы, м; - еркiн түсу үдеуi, м/с; - деп қабылданған
Центрифугалардың жұмыс істеу тиімділігі ажырату факторына байланысты болады, яғни ажырату факторы қаншалықты көп болса, центрифуганың ажырату қаблеті соншалықты жоғары болады.
Центрифуганың ажырату қаблетін сипаттайтын екінші көрсеткіші, оның өнімділігінің индексі болып табылады. Ол ажырату факторы Ка мен барабанның тұну бетінің көбейтіндісіне тең:
, м2 (5.41)
Центрифугалауға жұмсалған қуатты есептеу. Мерзiмдi және үздiксiз әрекеттi центрифугаларды айналдыруға жұмсалған электроқозғалтқыштың қуаты бiр тәсiлмен есептеледi. Бұл жағдайда мерзiмдi әрекеттi аппараттар суспензиясыз жүктелмей айналдырылады деп есептейдi.
Егер фугат барабанның айналмалы жылдамдығымен шығарылса, онда оған жұмсалған қуат төмендегiше анықталады:
кВт
мұнда - суспензия мөлшерi, кг/с.
Центрифуга подшипниктерiндегi үйкелiске жұмсалған қуат:
кВт
мұнда - барабан және материалдың жалпы массасы, кг;
- подшипниктегi үйкелiс коэффициентi;
- центрифуга бiлiгiнiң диаметрi, м;
- бiлiктiң бiр минуттағы айналыс саны.
Барабанның ауамен үйкелiсiне жұмсалған қуатты төмендегi эмприкалық формуламен есептейдi.
кВт
мұнда - ауаның тығыздығы, кг/м3;
- барабанның сыртқы диаметрi, м;
- барабанның айналу жылдамдығы
Жалпы қуат:
(12.7)
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Сүзгіш центрифугалардағы ортадан тепкіш қысымның анықтамасы қандай? 2. Мерзімді әрекетті центрифуганың өнімділігі қалай анықталады? 3. Өндірісте жұмыс істейтін үздіксіз әрекетті ценртифуганың түрі, жұмыс істеу принципі және өнімділігі қалай анықталады? 4. Үздіксіз әрекетті тұндырғыш центрифуганың өнімділігі қалай анықталады? 5. Олардың жұмыс істеу принципі қандай? 6. Тәрелкелі сепараторлар қандай мақсатта пайдаланылады және қалай жұмыс істейді? 7. Сепараторлардың өнімділігі қалай анықталады, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 20. Центрифугалардың түрлері.
Дәріс жоспары.
1. Тұндырғыш центрифугалар: негізгі ерекшіліктер бойынша жіктелуі және негізгі конструкциялары.
2. Тұнбаны мерзімді түсіру, тұнбасы пшақпен алынатын центрифугалар. НОГШ маркалы центрифуга.
3.Сепараторлар.
Жұмыс істеу принциптеріне байланысты центрифугалар төмендегі түрлерге бөлінеді:
1) мерзімді әрекетті
2) жартылай үздіксіз әрекетті
3) үздіксіз әрекетті.
Ажырату факторына байланысты:
1) егер Ка < 3500 болса қалыпты центрифуга;
2) егер Ка > 3500 аса жоғары центрифуга.
Барабанның орналасуына байланысты:
1) горизонталды
2) көлбеулі
3) тік
Барабанды бекіту тәсіліне байланысты: тік орналасқан және аспалы Тұнбаны түсіру тәсілдеріне байланысты: қол күшімен, пышақпен, шнекпен, ілгерінді кейінді қозғалатын піспекпен, ауырлық немесе гравитациялық күш әсерімен, ортадан тепкіш күш әсерімен деп жіктеледі.
Үш колонналы сүзгiш центрифуга (5.24-сурет). Суспензия тесiктi барабанның 1 iшiне құйылады. Барабан конус 2 арқылы электроқозғалтқышпен айналатын бiлiкке 3 орнатылған. Сұйық фаза мата және барабанның тесiктерi арқылы өтiп, қозғалмайтын қаптамамен 5 жабылған станинаның түбiне 4 жиналады. Барабанның қабырғасына жиналған тұнбаны қол күшiмен (мысалы, күрекпен) қаптама қақпағын 6 ашып шығарады.
Кемшiлiктерi: 1) Тұнбаны қол күшiмен жоғарыдан шығарудың қиындығы;
2) подшипниктердi, тежеуiштi және олардың төгiлген сұйықпе коррозиясын тексерудiң қиындығы.
Аспалы тұндырғыш центрифуга (5.25-сурет). Суспензия білікке 3 орнатылған ротор 2 ішіне құбыр 1 арқылы беріледі. Қатты бөлшектер ортадан тепкіш күш әсерінен ротордың қабырғасына тұнып жиналады. Сұйық фаза ротордың өсіне жақын орналасып, ротордың жоғары жағынан, ротор мен қаптама 4 арасындағы кеңістікке асып түседі де, штуцер 5 арқылы шығарылады. Тұнбаны байлаған конусты қақпақты 6 ашып, қолмен қабырғалар 7 арасынан түсіреді. Мұндай центрифугалар аз концентрациялы өте майда дисперсті суспензияларды ажырату үшін қолданылады.
5.26-суретте тұнбаны ауырлық күші әсерімен түсіретін центрифуга көрсетілген. Барабанның төменгі жағы конусты болғандықтан, оны тоқтатқанда тұнба ауырлық күші әсерінен жылжып түседі. Суспензия таратушы тегерішке 3 барабанның төмен жылдамдығында беріледі.
Тұнбаны пышақпен түсіретін горизонтальды автоматты центрифуга (5.27-сурет). Суспензия беру, оны ажырату және тұнбаны түсіру операциялары арнаулы автоматты құрылғы жәрдемімен бірінен кейін бірі кезекпен орындалады. Тұнба жоғары және төмен қозғалатын пышақтың 6 көмегімен түсіріледі. Суспензия құбыр 3 арқылы беріліп клапан 4 жәрдемімен оның берілуі тоқтатылады. Клапанның жұмыс істеуі және пышақтың 6 әрекеті майлы цилиндр 5 арқылы төмендегіше атқарылады: а) суспензия берілгенде - клапан 4 ашық және пышақ 6 төмен түсірілген; б) тұнбаны түсіруде - клапан жабық, пышақ жоғары көтерілген.
Тұнба көлбеу науа 7 арқылы ауырлық күші әсерінен шығарылады.Тұнбаның түсуін жеңілдету үшін пневматикалық балға 8 науаны 7 соғып тұрады. Мұндай центрифугалар орта және ірі дисперсті суспензияларды ажыратқанда қолданылады.
Артықшылықтары: 1) тұнбаны түсіру үшін барабанды тоқтатудың қажеті жоқ; 2) процесс толық автоматтандырылған.
Кемшіліктері: 1) тұнбаны пышақпен түсіргенде оның майдалануы.
Тұнбаны піспекпен түсіретін үздіксіз әрекетті центрифуга (5.28-сурет).. Суспензия конусты воронканың 2 тар жеріне құбыр 1 арқылы беріледі. Барабан 3 көп тесікті болып, оның ішкі беті металды тормен 4 қапталған. Ортадан тепкіш күштің әсерінен сұйық фаза фугат тордың тесігінен өтіп, щтуцер 6 арқылы шығарылады. Тұнба тордың бетінде жиналып, піспекпен 5 итеріліп қаптамаға 7 түсіріледі. Піспектің ілгері, кейінді қозғалысының бағыты автоматты түрде өзгертіледі. Піспек қуыс білікпен 9, шток 8 піспек және конусты воронкамен бірдей жылдамдықта айналады. Мұндай центрифугалар ірі дисперсті оңай ажыратылатын суспензиялар үшін қолданылады.
Артықшылықтары: 1) үздіксіз әрекетте жұмыс істеуі; 2) пышақ және шнекпен түсіретін центрифугаларға қарағанда тұнбаның майланбауы.
Кемшіліктері: 1) фугаттың тордан өткен тұнбамен араласуы; 2) тұнбаны жылжыту үшін энергияның көптеу жұмсалуы; 3) сүзгі бөгетінің тез тозуы.
Тұнбаны шнекпен түсіретін үздіксіз әрекетті центрифуга (5.29-сурет). Шнек жәрдемімен тұнба горизонталды тұндырғыш центрифугаларда түсіріледі. Конусты және цилиндрлі-конусты барабан қуысты цапфада айналады. Барабан ішінде қуыс білікке орнатылған (цапфасы бар барабанның ішінде) шнек өте жай айналады.
Суспензия құбыр және тесіктер арқылы сыртқы барабанға беріледі. Барабанның кеңдеу жағында суспензия тұнады, ал оның тесіктерінен фугат асып шығады. Тұнба шнек жәрдемімен барабанның қарама-қарсы шетіндегі тесіктерге қарай жайлап жылжиды. Шнекті барабанның жылбамдығы оның онымен бағыты бірдей барабанның жылдамдығынан аздау болғандықтан тұнба жылжиды. Жылдамдықтардың мұндай айырмашылығы дифференциалды редіктор жәрдемімен қамтамасыз етіледі. Егер тұнбаны жуу керек болса, онда құбыр арқылы су беріледі. Бұл қондырғының артықшылығы: жоғары өнімділікті, майда дисперсті көп концентрациялы суспензияларды ажырату мүмкіндігі. Кемшіліктері: энергия шығыны көп, тұнба көп майдалагады, фугат майда бөлшектермен араласып кетеді.
Өте майда суспензия және эмульсияларды ажырату үшін өте үлкен ортадан тепкіш күш қажет. Мұндай жағдайда түтікті аса жоғары центрифугалар және сұйықты сепараторлар қолданылады.
Түтікті аса жоғары центрифуга. Центрифуганың барабаны кіші диаметрлі (200 мм дейін) тұтас қабырғалы болады және ол өте жоғары жылдамдықт аайналады (минутына 45000-ға дейін). Мұндай центрифугалардың ажырату факторы 15 000-ға дейін болады, сондықтан өте майда дисепрсті жүйелерді (мысалы, лактарды) ажыратуда қолданылады. Түтікті аса жоғары центрифугада ажыратылатын әртекті жүйе құбыр арқылы барабанның ішіне беріледі де, шағыстырғышқа соғылып, барабанның қабырғасына қарай жылжиды. Сұйық барабанның қабырғасынан айырмай қозғалу үшін барабанның ішінде айналмалы радиалды қалақшалар орнатылған. Барабанның басында ауыр және жеңіл сұйықтарды бөлек шығаратын тесіктер бар. Ауыр сұйық құбыр 6, ал жеңіл сұйық 7 құбыр арқылы шығарылады.
Суспензияларды ажытатқанда, тұнба барабан қабырғасына жабысып тұнады. Тұнбаны центрифуганы тоқтатып, қол күшімен алады. Мұндай центрифуганың артықшылықтары: ажытатудың өте жоғары қарқындылығы, ықшамды және саңылаусыз. Кемшіліктері: суспензияның мемрзімді ажыратылуы, сыйымдылығының аз болуы және тұнбаның қол күшімен алынуы.
Сұйықты сепараторлар (5.31-сурет). Мұндай сепараторлар эмульсияларды ажыратуда және сұйықтарды мөлдірлеуде кеңінен қолданылады. Бұл центррифуганың барабандарының дитаметрлері 150-300 мм болады және олар минутына 5000-10000 рет айналады.
Барабанның ішінде конусты табақшалар орналасқан. Эмульсия орталық құбырмен барабанның төменгі жағына беріліп, табақшадағы тесіктер арқылы олардың арасында жұқа қабатты болып таралады. Тығыздығы үлкен сұйық ортадан тепкіш күш әсерінен шетке беріліп тесікарқылы шығарылады. Жеңіл сұйық барабанның өсіне қарай жылжып сақиналы канал арқылы шығарылады. Жеңіл сұйық барабанның өсіне қарай жылжып сақиналы канал арқылы шығарылады. Сұйықтың барабаннан айырылмай айналуы үшін барабан қабырғаларымен жабдықталған. Тамақ өнеркәсібінде мұндай сепараторлар сүтті ажыратуда кеңіне қолданылады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Сүзгіш центрифугалардағы ортадан тепкіш қысымның анықтамасы қандай? 2. Мерзімді әрекетті центрифуганың өнімділігі қалай анықталады? 3. Өндірісте жұмыс істейтін үздіксіз әрекетті ценртифуганың түрі, жұмыс істеу принципі және өнімділігі қалай анықталады? 4. Үздіксіз әрекетті тұндырғыш центрифуганың өнімділігі қалай анықталады? 5. Олардың жұмыс істеу принципі қандай? 6. Тәрелкелі сепараторлар қандай мақсатта пайдаланылады және қалай жұмыс істейді? 7. Сепараторлардың өнімділігі қалай анықталады, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 165-192 бет
Дәріс 21. Сүзу.
Дәріс жоспары.
1. Сүзу процесінін түрлері. Тұнба пайда болу жолымен сүзу. Знаменский тендеуі. Сүзу режимдері. Кеуектерді бітеу арқылы жолымен сүзу.
2. Сүзу бөгеттері. Сүзу жылдамдығы. Знаменский тендеуі. Сүзу режимдері.
Сүзу процесі - қатты бөлшектерді ұстап қалатын, ал сұйықты өткізіп жіберетін кеуекті бөгеттер жәрдемімен суспензияларды ажырату.
Сусензияларды с ү з г і- деп аталатын апараттарда ажыратылады. Сүзгілер сүзу бөгеттері арқылы екі бөлікке бөлініп, оның бір бөлігіне суспензия құйылады. Осы екі бөліктің екі жағындағы қысымдар айырмасының әсерінен сұйық сүзу бөгеттерінің кеуктерінен өтіп, олардың бетінде қатты бөлшектер ұсталынып қалады. Сонымен суспензия таза с ү з і н д і және ылғалды т ұ н б а ғ а ажыратылады. Кейбір кезде қатты бөлшектер сүзу бөгетінің кеуектерінде ұсталынып, тұнба пайда болмайды. Осындай қасиеттерге байланысты сүзу процесі екі түрге бөлінеді:
1) Тұнба пайда болу жолымен түсу;
2) Сүзу бөгетінің кеуектерін толтыру (бітеу) арқылы сүзу.
3) Аралық.
Тамақ өнеркәсібінде тұнба пайда болу тәсілі қант заводтарында қанағаттарылған шырынды, сыра заводтарында ірікпені, ашықты зауыттарында ашытқы массаларын сүзуде қолданылады.
Сүзу процесінің қозғаушы күші - қысымдар айырмасы болып табылады. Іс жузінде сүзу процесі үш түрлі режимде өткізіледі:
1) тұрақты қысымдар айырмасында
2) тұрақты жылдамдықта
3) процес жылдамдығының және қысымдар айырмасының өзгеруінде .
Өндірісте сүзу процесін төмендегі қысымдар айырмасында өткізеді:
1) Суспензияның гидростатикалық қысымы әсерінен МПа
2) Вакуум әсерінен МПа
3) Қысылған газ (ауа) әсерінен МПа
4) Суспензия поршенді немесе ортадан тепкіш насос жәрдемімен берілсе МПа
Сүзу процесінің өнімділігі және алынатын сүзіндінің тазалығы, көбінесе, сүзу бөгеттерінің қасиеттеріне және олардың дұрыс таңдауына байланысты, Олар мынадай қасиеттерге ие болу керек:
1) кеуектерінің өлшемі тұнбаның бөлшектерін ұстап қалатындай;
2) гидравликалық кедергісі аз;
3) сүзілетін ортаның әсеріне химиялық берікті;
4) механикалық және жылулық беріктіктері жеткілікті болу керек.
Сүзу бөгеттері металды торлардан, мақталы матадан, жүнді матадан, синтетикалық және керамикалық материалдардан, шынылы мақтадан және т.б. жасалады. Сонымен бірге сүзгі бөгеті ретінде құм, түйіршік тас, тұнба және т.б. қабаттары қолданылады. Сүзу бөгеттері құрылысына байланысты иілгіш және иілмейтін болып бөлінеді.
Сүзу процесінің қарқындылығы және сүзгілердің өнімділігі сүзу жылдамдығының шамасымен сипатталады - уақыт бірлігінде сүзгі бетінен алынған сүзінді көлемін көрсетеді.
, (13.1)
мұнда: Vc - сүзіндінің көлемі, м3; Fc - сүзі бөгетінің беті, м2; - сүзу уақыты, с.
Тұнба және сүзі бөгетінің кеуектерінде сүзінді ағынның қозғалысы Рейнольдстің саның өте төмен мәндерімен сипатталады (Re 35), яғни сүзінді ағыны ламинарлық қозғалыс режимінде өтеді. Сонымен бірге, сүзу жылдамдығы қысымдар айырмасына тура пропорционал, ал сұйықтың тұтқырлық кедергісіне кері пропорционал болады, яғни
(13.2)
- қысымдар айырмасы, Па; - суспензияның сұйық фазасының тұтқырлығы, Па.с;
- тұнба қабатының кедергісі, м-1; - сүзу бөгеттерінің кедергісі, м-1.
(13.1) және (13.2) формуларын теңестіріп, сүзу процесінің негізгі дифференциалды теңдеуін төмендегіше жазуға болады:
(13.3)
Сүзгілер жұмыс істеу әрекетіне байланысты мерзімді және үздіксіз әрекетті болады. Тұнба пайда болатын процестерге мерзімді және үздіксіз әрекетті, ал сүзгі бөгеттерінің кеуектерін толтыру процесінде тек мерзімді әрекетті сүзгілер пайдаланылады.
Қысымдар айырмасын қамтамасыз ету тәсіліне байланысты сүзгілер вакуумда / МПа/және қысым астында / МПа/ жұмыс істейтін болып бөлінеді. Қысым астынды жұмыс істейтін сүзгілердің құрылымының механикалық беріктігі жоғары болуы қажет болғандықтан вакуумды сүзгілерді пайдалану тиімділеу. Дегенмен, тұнбаның гидравликалық кедергісі үлкен болса және көп сығылмайтын тұнба болса, онда қысымдар астында жұмыс істейтін сүзгілерді пайдалану тиімді болады.
Технологиялық мақсатқа байланысты сүзгілер: супензияларды ажырататын және өндірістік газдарды тазалайтын болып бөлінеді.
Сүзу бөгеттеріне байланысты сүзгілер: маталы бөгетті, сығылмайтын дәнді бөгетті (құмды, көмірлі) және қатты бөгетті (металды тор, кеуекті керамика, т.б.) болып бөлінеді.
Сүзу процесінің өтуіне және сүзгілердің тиімді жұмыс істеуіне суспензиядағы қатты бөлшектердің ауырлық күші әсерінен тұнуының көп маңызы бар. Сондықтан, сүзгілер сүзінді қозғалысының және оның ауырлық күшінің өзара бағыттары бойынша: қарама-қарсы бағытты (бұрыш-180), бір бағытты (бұрыш 0) және перпендикуляр бағытты (бұрыш 90) болып бөлінеді.
Сүзгілер
Мерзімді әрекетті
Үздіксіз әреккетті
Нуту сүзгілер
ФПАКМ
Сүзгі - престер
Тімсемді
Жазықты сүзу бөгеттері
Ленталы
Табақшалы
Дискілі
Табақшалы
Патронды
Цилиндрлі сүз бөгеттері
Барабанды
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Сүзу процесінің мәні қандай? 2. Сүзуге арналған аппараттардың жұмысшы органдары. 3. Сүзу кезінде туатын кедергіні жеңуге кеткен қысым неден пайда болад? 4. Сүзу процесінің қарқындылығын сипаттайтын шама және сүзу аппараттарының өнімділігін анықтау формулалары қандай? 5. Сүзу процесі жүретін режимдер қандай? 6. Процестің жылдамдығын қандай формуламен анықтауға болады. 7. Сүзу кезінде құрылымдық кеергіні қалай анықтауға болады? 8. Құрылымдық кедергі неге тең және оның өлшем бірілктері қандай? 9. Сүзу кезіндегі толық және меншікті кедергілер дегеніміз не? 10. Толық және меншікті кедергілердің өлшем бірліктері қандай? 11. Көпқабатты сүзгі арқылы сүзудің мәні мен маңызы. 12.Тұрақты жылдамдық кезінде сүзуді жүргізу. 13. Осы әдістің артықшылықтары мен кемшіліктері.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 145-165 бет
Дәріс 22. Сүзгілер.
Дәріс жоспары.
1. Сүзгілер түрлерінің тәсімдері.
2. Нутч-сүзгі. Пресс-сүзгі. Вакуум-сүзгілер: таспалы вакуум-сүзгі, барабанды сүзгі.
3. Сүзгілерді есептеу: сүзу уақыты, жылдамдығы және өнімділігі.
Нутч - сүзгілер. Вакуумда немесе қысым астында мерзімді жұмыс істейтін өте қарапайым сүзгілер жатады. Мұндай сүзгілер де сүзіндіоның ауырлық күшінің бағыттары бірдей болады. Олар цилиндр немесе тіктөртбұрыш пішінді тік аппарат болып жасалынады. Суспензия жоғарыдан құйылады да, сүзінді вакуум немесе қысым әсерінен сүзгі бөгеттерінен өтеді.Сығылған ауа бергенде аппаратта артықша қысым пайда болады. Сүзгі бөгетінің бетінде пайда болған тұнба, жуылғаннан соң қол күшінің жәрдемімен аппараттан шығарылады. 5.10- суретте 3 атм. Көп емес қысым астында жұмыс ісьтейтін нуту-сүзгінің құрылымы көрсетілген.
Мұндай сүзгілердің жиаметрлері 1 м, ал көлемі 0,5 м3 дейін болады. Артықшылықтары: Тұнбаның біркелкі және толық жуылуы.
Кемшіліктері: 1 м2 сүзу бетіне сәйкес келетін сүзгінің алатын орнының салыстырма ауданы көп. Қазіргі кезде нутч- сүзгілер аз өнімділікті өндірістерде кеңінен қолданылады.
Сүзгі- престер. Қысым астында мерзімді әрекетте жұмыс істейтін сүзгілерге тік рамалы сүзгі-престер жатады. Мұндай сүзгілерде сүзіндінің және оның ауырлық күшінің бағыттыр бір-біріне перпендикуляр болады.Сүзгi-пресс (5.11 - сурет) бiрiнен кейiн бiрi тiзбектелiп орнатылған тақталар (плиталар) 1 және 2 рамалардын құралған. Олар екi жағынан екi параллель таяныш стержендерге 3 бекiтiледi. Тақталар мен рамалар арасындағы сүзгi маталары (бөгеттерi) қойылады. 6 рамалар мен тақталар, жылжитын тақтамен 5, қозғалмайтын тақта 4 арасын роликтерi бар гидравликалық механизм жәрдемiмен тұмшалап (саңылаусыз) қысылады. Суспензия құбыр 7 арқылы, ал жуатын су құбыр 8 арқылы берiледi. Құбырлар 7 және 8 қозғалмайтын тақтада 4 орналасады да, тақталар сұйық шүмек 9 арқыы шығарылады.
Өндірісте тұнбаны гидравликалық және механикалық тәсілдермен түсіргенде рамалар мен тақталарды жылжытпай, тұнбаны су ағынымен суспензия күйінде шығарады. Механикалық тәсілде сүзгіге орнатылған қайырмалы дөңгелек тік рамалар жәрдемімен түсіріледі.
Тақталардың (5.12-сурет) беттерiнiң шеттерi тегiс 1, ал ортасы науалы бұдыр 2 болып жасалынған. Олар сүзгi бөгеттермен 3 жабылған және олардың сүзiндiге және жуатын сұйыққа арналған шүмектерi бар. Тақталар мен рамаларда суспензия және жуатын сұйық өтетiн 5 және 6 тесiктер жасалған. Сүзгi бөгеттерiнде де дәл осы тесiктерге сәйкес келетiн тесiктер болады.
Тақталы-рамалы сүзгi-престiң жұмыс iстеу тәсiмi (5.13-суретте) көрсетiлген. Сүзу кезеңiнде суспензия үлкен қысыммен орта канал 1 және каналдар 2 арқылы екi жағынан сүзгi бөгеттермен және раманың iшкi бетiмен 5 шектелген кеңiстiкке 3 берiледi. Сүзiндi екi сүзгi бөгетiнен бiрдей өтiп, канал 6 және шүмек 7 арқылы шығарылады. Бұл кезде барлық тақталардың 4 шүмектерi 7 ашық болады. Кеңiстiк 3 тұнбаға толған соң, суспензия берудi тоқтатады.
Жуу кезiнде жуатын сұйық 8 және 9 каналдар арқылы берiледi де, тұнба қабатынан өтiп, крандар 7 арқылы шығарылады. Тұнбаны жуып болған соң, оны сығылған ауа немесе у арқылы құрғатады, ал одан соң жылжымалы тақтаны жылжытып, тақталар мен рамаларды ажыратып, тұнба шығарылады.
Тақталар мен рамалар тіктөртбұрышты немесе дөңгелек пішінді етіп шойыннан, болаттан, ағаштан және керамикадан жасалынады. Рамалар саны 22-ден 46-ға дейін, ал олардың қалыңдығы 2546 мм болады. Мысалы, шойыннан жасалған рамалардың өлшемі 10001000 мм болғанда сүзу беті 140 м2, ал қысым 10 атм болады.
Артықшылығы: сүзу бетінің көптігі; істен шыққан кейбір тақталардың шүмектерін бекіту арқылы жұмысқа қоспауға болады; жұмыс істеген кезінде қозғалатын бөлшегі жоқ.
Кемшілігі: қол күшінің керектігі; сүзгі бөгеттерінің тез тозуы; тұнбаның жақсы жуылмауы.
Горизонталь камералы автоматтандырылған сүзгі-престер /ФПАКМ/ мерзімді әрекетте жұмыс істейді және құрамында 5500 кг/м3, размері 3 мм-ден кем қатты бөлшектері бар майда дисперсиялы суспензияларды сүзу үшін қолданылады. Сүзінді қозғалысының және оның ауырлық күшінің бағыттары бірдей.
Бұл сүзгiлердiң сүзу тақтларының 1 (5.14а-сурет) үстiңгi жағы торлы табамен 2 жабылып, астыңғы жағында сүзiндi жиналатын кеңiстiк болады. Тақталардың төменгi жағы рама 4 тәрiздi болады да, тақталарды сыққанда суспензия және тұнба үшiн камера 5 пайда болады. Сүзу тақталарының арасында серпiмдi су өткiзбейтiн диафрагма 6 орнатылған.
Торлы табананың 2 үстiнде сүзгi матасы (бөгет) 7 орналасқан. Сүзу, тұнбаны жуу және оны үрлеу мерзiмдерiнде камераға 5 коллектордан 8 каналдар 9 арқылы суспензия, жуатын таза сұйық және сығылған ауа кезегiмен берiледi (среттегi А - жағдайы). Бұл кезде сүзiндi, жуатын сұйық және сығыған ауа атмосфералық қысымда каналдар 10 және коллектор 11 арқылы сүзгiден шығарылады. Сосын 13 канал арқылы кеңiстiкке 12 жоғары қысымда су берiлiп, диафрагма 6 жәрдемiмен тұнбаның суын сығып алады (суреттегi Б- жағдай). Тұнбаның суын алған соң тақталар бiр-бiрiнен ажыратылады және олардың арасынан тұнба шығарылады (сурнеттегi В- жаңдай).
Автоматтандырылған сүзгi - пресiнiң жұмыс iстеу тәсiмi 5.14а-суретте көрсетiлген. Горизонталь тақталар 7 жоғырғы 5 және төменгi 12 сүйенiш тақталар арасына орналасқан. Олар электромеханикалық қысатын құрылғы 11 жәрдемiмен тiк стержень 6 бойлап жылжиды. Тақталар 7 арасымен бағыттаушы роликтер 3 жәрдемiмен шексiз ленталы сүзгi мата тартылған. Тұнбаның қалыңдығы сұзгң мата бетiнде 0,5 мм- ден аспау керек. Тұнба жуылып, диафрагма арқылы суы сығылған соң, сүзгi мата барабан 15 арқылы қозғалып оның бетiндегi тұнба пышақтар 8 жәрдемiмен транспортерге 14 тақталардың екi жағынан да түсiрiледi. Сүзгi мата регенерациялық камерада 13 жуылып тазаланады. Мұндай сүзгi престерiнiң жұмыс iстеу циклдары төмендегiоперациялардан тұрады: тақталарды сығу, сүзу, тұнбаны жуу және оны үрлеу, тақталарды ажыратуы, тұнбаны түсiру және сүзгi мматаны жуып тазалау. Бұл операциялардың барлығы уақыт релесi жәрдемiмен автоматты түрде басқарылаы. Мұндай сүзгiлердiң еңбек өнiмдiлiгi рамалы-тақталы сүзгi престерге қарағанда 410 есе көп. Сүзу бетi 25 м2 дейiн болады.
Тімсемді сүзгілер қысым астында істейтін мерзімді әрекетті сүзгілерге жатады. Сүзінді және оның ауырлық күшінің бағыттары бір-біріне перпендикуляр. Мұндай сүзгілердің бірнеше түрлері бар. 5.15 - суретте автоматтандырылған тiк тiмсемдi сүзгi /ЛВ-130/ көрсетiлген. Раманың ортасындағы ойықтар суспензия және жуатын сұйық берiлетiн құбырды 3 суырмай раманы оңай шығаруға мүмкiндiк бередi. Құбыр айналмалы және iлгерiлi- кейiн жылжығанда оның соплаларынан шыққан су арқылы тұнба ағызылып түсiрiледi.
Минутына 1012 рет айналатын қалақша 5 сүзгiнiң конусты бөлiгiнен тұнбаны шығаруды тездетедi. Сүзiндi әр рамадан штуцер және сақиналы коллектор арқылы 7 арқылы шығарылады. Осы коллектор арқылы тұнбны үрлеу немесе булау үшi сығылған ауа немесе бу берiледi. Гидроцилиндр 8 сүзгiнiң қақпағын 1 ашады.
Сүзгiнiң жұмысын басқару автоматтандырылған.
Сүзгiнiң /ЛВ-130/ техникалық сипаттамалары: сүзу бетi - 130 м2, рамалар саны - 42, сүзу қысымының ең үлкен мәнi - 3,0 МПа, жуатын судың қысымы - 5,0 МПа, сүзiндi бойынша өнiмдiлiгi - 20 м3/сағ, сүзгiнiң массасы - 9,8 т.
Мұндай сүзгiлер горизонталь тiмсемдi сүзгiлерге қрағанда 60 % -ке аз орын алады жәе металл сиымдылығы 35 % -ке төмен.
Патронды сүзгілердің жұмыс істеу принципі тімсемді сүзгілерге ұқсас болады да, тек корпус ішінде тімсем орнына сүзгі патрондары орналасқан болады. Жоғарғы жағы ашық металл немесе керамикалық құбырлардан жасалған кеуекті патрондарға сүзгі матасы кигізіледі. Патрондар сүзгілер көбінесе суспензияларды қоюландыру үшін қолданылады.
Барабанды сүзгілер. Химия өндірісінде барабанды вакуум сүзгілер жиі қолданылады. Бұл сүзгі үздіксіз жұмыс істейді және мұндағы сүзіндінің қозғалысы мен оның ауырлық күшінің бағыттары бір-біріне қарама қарсы.
Сүзгiнiң (5.17-сурет) негiзгi бөлегi - цилиндрi тор тесiктi барабан 1, ал оның сырты металды тор және сүзгi бөгетiмен қапталады. Барабан бетiнiң 0,30,4 бөлiгi суспензия толтыылға астауға 4 батырылады. Барабан минутына 0,12,6 рет өзiнiң өсi бойынша айналады. Суспензиядан астаудың түбiне тұнба жиналмауы үшiн астаудың iшiне тербелмелi араластырғыш 5 орнатылған. Барабанның бетi бiр-бiрiмен қатынаспайтын көптеген секторларға бөлiнген. Әрбiр сектор түтiк 2 арқылы таратқыш құрылғының 3 қозғалмайтын бөлiгiнiң әртүрлi қуыстарымен қосылған.
Сүзу кезiнде астаудағы 4 суспензиямен жанасатын сектор түтiк арқылы вакууммен қосылған қуыспен 6 жалғасады. Бұл кезде сүзiндi түтiк және қуыс арқылы жинағышқа берiледi, ал сектордың бетiнде тұнба пайда болады.
Тұнбаны алғашқы құрғатқанда сектор осы қуыстан 6 ажыратылмайды да, вакуумның әсерiмен атмосфералық ауа тұнбаның кеуектерiндегi сұйық фазаны сүзiндiмен бiрге сорып шығарады.
Тұнбаны жуғанда сектор түтiк арқылы вакууммен жалғасқан қуыспен 8 қосылады. Шашыратқыш құрылғымен 7 берiлген жуатын сұйық түтiк және қуыс 8 арқылы басқа жинағышқа берiледi.
Тұнбаны екiншi рет құрғатқанда, тұнба атмосфералық ауамен жанасады, ал сектор сол қуыстан 8 ажыратылмайды.Сондықтан жуатын сұйық тұнба кеуектерiнен шығарылып, жинағышқа берiледi. Тұнбаны жуған кезде ол жарылып кетпеу үшiн оның бетiмен бағыттаушы ролик 10 жәрдемiмен шексiз лента 9 жылжиды.
Тұнба түсiруде сектор түтiк арқылы сығылған ауамен жалғасатын қуыспен 11 қосылады. Сығылған ауа әсерiнен тұнба қопсытылып, матадан пышақпен 12 ажыратылып түсiрiледi.
Матаның кеуектерiн тазалау үшiн қуыспен 13 түтiк арқылы сүзiндi бағытына қарама-қарсы сығылған ауа берiледi.
Тартқыш құрылғы (5.18-сурет) айналатын және қозғалмайтын екi тегергiштен (дискiден) құралған. Айналатын тегерiш бiрнеше тесiктер болып, олардың әрбiр тесiгi тегерiш айналғанда бiрiнен кейiн бiрi кезектесiп қозғалмайтын тегерiштiң тесiктерiмен (1,2,3) жалғасады.
Барабанды вакуум сүзгiлердiң сүзу бетi 1 ден 40 м2-ге дейiн, диаметрi 13 м, ұзындығы 0,354 м дейiн болады.
Артықшылықтары:
1) әртүрлi суспензияларды ажыратуға болады;
2) химиялық активтi ортаға берiк материалдардан жасауға болады;
3) пайдаланудың оңайлығы.
Кемшiлiктерi:
1) сүзгi бетiнiң аздығы және сүзгiнiң қымбаттылығы;
2) тұнбаны мұқияттап жуудың және құрғатудың қиындығы.
Тегерішті /дискалы/ вакуум сүзгі. Мұндай аппараттарда сүзінді қозғалысының бағыты ауырлық күшінің бағытына перпендикуляр. Сүзгінің сыртқы көрінісі 5.20-суретте көрсетілген: жарты цилиндр пішінді секцияларға 2 бөлінген астаулар ішінде іші қуыс білікке орнатылған тік сүзгілі тегеріштер айналады. Таратқыш құрылғы 3 жәрдемімен, сүзінді аппараттан құбыр 6 арқылы шығарылып, ал құбыр 5 арқылы сығылған ауа беріледі. Таратқыш құрылғының құрылысы барабанды сүзгідегідей, әр астауда суспензия бір деңгейде болады және маятникті араластырғыш жәрдемімен үздіксіз араластырылып тұрады. Тегеріштің жарты диаметрі суспензияға батырылған болады. Әр тегеріш бір-біріне бұрандалар арқылы тығыз бекітілген торлы бетті секторлардан құралған. Тұнба қырғыштар 4 немесе пышақтар арқылы түсіріледі. Химиялық машина жасау зауыттардан шығарылатын стандартты тегерішті сүзгілердің сипаттамалары: сүзгі беті - 185 м2; тегеріштің диаметрі - 0,92,5 м; тегеріш саны - 110; тегеріштің айналу саны - 0,132,0 минутына; электрқозғалтқыштың қуаты - 0,25,0 кВт.
Артықшылықтары: 1) сүзгі бетінің көптігі; 2) жұмыстан шыққан кейбір тегерішті немесе сүзгі бөгеттерін алмастыру оңай; 3) сүзгі бөгетінің /матаның/ шығыны аз; 4) энергия аз жұмсалады.
Кемшіліктері: 1) тұнбаның жуылуы нашар. Сондықтан бұл сүзгілерді біркелкі және жай тұнатын қатты бөлшектері бар суспензияларды ажыратуға қолданады.
Ленталы вакуум сүзгілер. Бұл сүзгілерде ауырлық күші әсерінің және сүзінді қозғалысының бағыттары бірдей. Тесіктері және жиегі бар резиналы лента қозғалтқыш 2 және кергіш 3 барабандар арқылы жылжиды. Шексіз ленталы сүзгіш мата роликтер арқылы резиналы лентаның бетінде керіліп жылжиды. Суспензия астауша /науа/ 8, ал тұнбаны жуатын су шашыратқыш 7 арқылы сүзгі матаның бетіне беріледі. Сүзінді камераға 8, ал жуатын су камераға 10 вакууммен сорылып коллекторлар 9,10 арқылы жинағыштарға бөлек беріледі. Қозғалтқыш барабанда сүзгі мата резиналы лентадан айырылып бағыттаушы роликтен 12 иіліп өтеді; бұл кезде тұнба бункерге /шанаққа/ 13 түсіріледі. Екі роликтер арасындағы аралықта сүзгі мата жуылып, шөткемен тазаланады. Жабысқақ тұнбаларды түсіру үшін тесіктеріне сығылған ауа жіберілетін кішкене білектер қолданылады. Ленталы сүзгілердің лентасының ені 0,51,0 м және сүзгі беті 3,24,8 м2 болады.
Артықшылықтары: 1) құрылымының қарапайымдылығы; 2) сүзінді және жуатын судың араласпауы; 3) тұнбаның тиянақты жуылуы; 4) сүзу және тұну бағыттарының бірдейлігі.
Кемшіліктері: 1)сүзгі бетінің аздығы және сүзгі матаның толық пайдаланбауы;
2) сүзтінің көп ауданды иеленуі; 3) лентаның тез тозуы.
Сүзгілерді есептеу. 1. Мерзімді әрекетті сүзгілерді есептеу. Сүзгілерді есептеуде, берілген немесе таңдап алынған сүзгі беті бойынша, бір сүзгінің өнімділігін, сосын жалпы қондырғы өнімділігі бойынша сүзгілер санын анықтайды. Жалпы есептеу жолы төмендегiдей:
а) егер сүзгiнiң жұмыс iстеу циклында тұнбаны жуу және құрғату операциялары жоқ болса және сүзу процесi болғанда өткiзiлсе, онда сүзу уақыты төмендегi формуламен анықталады:
(5.29)
мұнда - қосалқы операцияларға (сүзгi дайыдау, суспензия құю және тұнбаны түсiру) кеткен уақыт.
ә) (5.30)
Теңдеуi бойынша сүзгiнiң бiр циклында алынатын сүзiндi көлемiн анықтайды. Мұнда орнына , ал орнына - берiлген немесе таңдап алынған сүзгi бетiнiң ауданы қойылады.
б) Бiр тәулiктегi сүзгi жұмысының жалпы циклдар саны:
(5.31)
мұнда - қондырғының сүзiндi бойынша өнiмдiлiгi, м3/тәулiк.
в) Бiр сүзгiнiң тәулiктегi циклдар саны:
(5.32)
г) Сүзгiлер саны:
(5.33)
Үздiксiз әрекеттi сүзгiлердi есептеу. Есептеуде берiлген өнiмдiлiк бойынша сүзгi бетiнiң жылжу жылдамдығын және сүзгiлердiң санын анықтайды. Мысалы, барабанды вакуум сүзгiнi жалпы есептеу жолы төмендегiдей:
а) Ең көп тәжрибелiк мәлiметтер бойынша өнiмдiлiктi қамтамасыз ету үшiн тұнба қабатының ең аз қалыңдығын қабылдайды.
ә) Сүзгiнiң көлемiн анықтаймыз:
(5.34)
б) Көлемнiң мәнiн болғандағы сүзу процесiнiң теңдеуiне қойып және деп қабылдап, қабылданған қалыңдықтағы тұнба алу үшiнкеткен уақытты анықтайды:
(5.35)
в) Барабанның жалпы секция санының // бiрiншi құрғатуда - , екiншi құрғатуда - , тұнбаны түсiру және матаны тазалау зоналарында - секциялары бар деп қабылдаймыз.
г) Әр стадияның уақытының төмендегi байланыстарын анықтайды:
бiрiншi құрғату
мұнда - тұнбаны жуу уақыты; - сүзу және тұнбаны жуу зоналарындағы секциялар саны.
Екiншi құрғату:
Тұнбаны түсiру және матены тазалау:
д) Циклдың жалпы уақыты:
(5.37)
е) Барабанның айналу саны ( 1 минутта):
ж) Әр зонаның орталық бұрыштары олардың сәйкес уақыттарына пропорционал деп анықтайды. Мысалы, сүзу зонасының орталық бұрышы:
(5.38)
з) Сүзiндi бойынша сүзгiнiң өнiмдiлiгi:
(5.39)
и) Қондырғының сүзiндi бойынша өнiмдiлiгi , (м3/тәулiк) белгiлi болса, онда сүзгiлер саны
(5.40)
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 145-165 бет
Дәріс 23. Дисперсиялау.
Дәріс жоспары.
1. Дисперсиялау процесінің анықтамасы мен мағнасы. Дисперсиялау түрлері. Эмульгация процесінің мағнасы. Эмульсорлар. Негізгі есптеулері.
2. Гомогенизация процесінің мағынасы. Гомогенизаторлар. Есептеу негізгі.
3. Тозаңдату. Тозаңдату тәсілдері. Тозаңдатқыштардың түрлері.
Сұйық ішінде катты немесе сұйық және газтәрізді заттарды, сонымен бірге, газ ішінде сұйық және қатты затарды майдалап, дисперсті жүйелер алу процесі дисперсиялау деп аталады. Бұл процестердің үш негізгі - эмульгациялау, гомогендеу және сұйықтарды тозаңдату түрлерін қарастырамыз.
Эмульгациялау тамақ өнеркәсібінде судағы май және майдағы су типтегі эмульсиялар алуда қолданылады. Бірініші жағдайда дисперсиялық орта - су, ал екіншісінде - май болады. Орнықты эмульсиялар алу үшін тұрақтандырғыш бетті - әрекетті заттардан құралған эмульгаторлар қолданылады. Эмульгаторлар май түйіршіктерінің бетінде өте жүқа қабықша болып қапталып, эмульсияның қабаттануына кедергі жасайды. Тамақ өнеркәсібінде эмульгатор ретінде желатин (іркілдек), агар-агар (теңіэ балдырынан алынатын зат), жұмыртқа белогі, казеин, крахмал және т.б. қолданылады.
Май фазасының дисперстілігі көбейгенде эмульсияның орнықтылығы артады. Сондықтан эмульгацияларда дисперсті фазаның бөлшектерінің майдалығын және олардың бірыңғай таралуын қамтамасыз ету керек. Мысалы, жоғары сапалы қабатталмайтың майонездің негізгі май бөлшектерінің (95%) размері 810 мкм көп болмауы керек. 10 мкм-дан үлкен размерлі бөлшектер 12 %-тен көп болмауы керек. Эмульгациялау температурасы майдың балқу температурасынан 1520°С көп болады.
Эмульгациялау үшін араластырғышты, циркуляциялық ортадан тепкіш, коллоидты диірмен және ультрадыбысты эмульсорлар қолданылады.
5.13-суретте үздіксіз әрекетті ортадан тепкіш эмульсордың тәсімі көрсетілген. Су, май және эмульгатордың қоспалары өте жылдам айналатын құрьлғыға беріліп, ортадан тепкіш күш әсерінен тар қуыстар немесе тесіктер арқылы лақтырылып тасталады және осының нәтижесінде дисперсияланады.
5.13а-суретте көрсетілген эмульсорда қоспа қуыстар арқылы көп рет лақтырылады. Қоспа алдымен құбыр (4) арқылы айналатын дискіге (6) орнатылған бірінші сақинаға беріледі. Бұл сақинадагы тесік арқылы қоспа лақтырылып екінші сақинаға және т.с.с. беріледі. Айналатын дискіге (6) орнатылған төртінші сақинадағы тесіктен лақтырылған эмульсия құбыр (5) арқылы эмульсордан шығарылады. Дискінің айналу жиілігі 1020 с-1. Дискілі эмульсордағы (5.13б-сурет) дискінің айналу жиілігі 200 с-1 дейін.
5.13-сурет. Ортадан тепкіш эмульсорлардың тәсімі:
а-сақиналы ортадан тепкіш эмульсор: 1-қақпақ; 2,3-қозғалмайтын сақиналар; 4-қоспа берілетін құбыр; 5-эмульсия шығарылатың құбыр; 6-айналатын дискі; 7,9-айналатын дискіге орнатылған сақиналар; 8-білік; 10-корпус
б-дискілі эмульсор: 1-эмульсия шығарылатың құбыр; 2-қабылдағьш камера; 3-қоспа берілетін кұбыр; 4-дискі.
Эмульсияның көптеген түрлерін алуда коллоидті диірмендер (15.14-сурет) қолданылады. Ротор және камера арасындағы қуыстың размері 0,10,5 мм. Ротордың айналу жиілігі 250400 с-1.
Ультрадыбысты эмульсорларда (5.15-сурет) қоспа 12 МПа қысыммен сопладан (2) жоғары жылдамдықта шығып, пластиналардың (4) қырына соғылады. Бұл соққының әсерінен пластиналар 22 КГц-ке дейінгі ультрадыбысты жиілікпен тербелмелі қозгалады. Тербелмелі қозғалыс сұйыққа беріліп, дисперсті фазаны майдалайды.
5.14-сурет. Коллоидты дийірмен: 1-эмульсия шығатын құбыр; 2-камера; 3-коспа берілетін воронка; 4-шнекті араластырғыш; 5-конусты ротор; 6-білік.
15.15-сурет. Ультрадыбысты эмульсор: а-алдынан көрініс; б-жанынан көрініс; 1, 6-құбырлар; 2-сопло; 3-камера; 4-пластина; 5-пластина орнатылған құрылғы.
Эмульсияларды әрі қарай дисперсиялап (дисперстілгі фазаның өлшемі 12 мкм-дан көп болмау керек) өнім алу үшін гомогенизация процесі қолданады. Сүт және кілегей (сливки ) және т.б. гомогенизациялау үшін клапанды гомогенизаторлар (5.16-сурет) кеңінен қолданылады. Дисперстігін жоғарылату қажет болған эмульсия 860 МПа қысымда биіктігі 80100 мкм аралығындағы қуыстан сығылып өтеді. Мұндай қысымдағы эмульсия үш және алтыцилиндрлі плунжерлі насос арқылы беріледі. Қуыстың биіктігі клапанға (3) қысым көрсететін серіппе (4) арқылы реттеледі. Іс жүзінде 2 және 3 сатылы тізбектеліп қосылған гомогенизаторлар қолданылады. Гомогенизациялағандағы бөлшектердің орташа размері қысымның шамасымен анықталады. Бөлшектердің орташа өлшемін проф. Н.В. Барановскийдің эмпирикалық формуласымен анықтайды:
(5.5)
мұнда dф - бөлшектердің орташа өлшемі, м; р - гомогенизациялау қысымы, МПа.
Сұйық клапан қуысынан өткенде оның клапан бетіне үйкелісі салдарынан механикалық энергия жылу энергиясына айналады да, сұйықты ысытады. Сұйықтың температурасының жоғарлауын мына формуламен анықтауға болады:
(5.6)
мұнда р - қысым, Па; ρ - сұйықтың тығыздығы, кг/м3; с - сұйықтың меншікті жылу сыйымдылығы, Дж/кгК.
Δt -ның мәні іс жүзінде 46С тең.
5.16-сурет. Клапанды гомогенизатор:
1-өнім берілетін құбыр; 2-клапан ершігі; 3-клапан; 4-серіппе.
Сұйықты тозаңдату процесі - газды (ауаны) ортаға сұйықты дисперсилау - сұйық және тұтқыр өнімдерді кептіруде, пештерде сұйық отынның жануында, абсорбцияда т.б. қолданылады. Бұл кезде сұйық ағыны немесе оның қабықшасы көптеген майда тамшыларға майдаланады.
Тозаңдатудың мынадай тәсілдері болады:
- гидравликалық;
- механикалық;
- пневматикалық;
- электрлі;
- ультрадыбысты;
- пульсациялық.
Гидравликалық тозаңдатуда тозаңдатқыш сопласының тесіктерінең үлкен жылдамдықта шыққан ағын майда бөлшектерге бөлінеді.
Механикалық тозаңдатуда айналатын дискілерге сұйық ортадан тепкіш әсерінен тозаңдатылады.
Пневматикалық тозаңдатуда артықша қысымдағы газ немесе ауа әсері қолданылады.
Электрлі тозаңдатуда күшті электр өрісі әсерінен сұйық ағыны майда бөлшектерге бөлінеді.
Ультрадыбысты тозаңдатудың екі тәсілі бар: біріншісінде сұйык тербелмелі пьезоэлектрлі генераторға беріледі; екіншісінде газды орта ультрадыбысты тербелісте болады. Екінші тәсілді көбінесе акустикалық деп атайды.
Пульсациялық тозаңдату қысымының пульсациясы және сұйық мөлшерін өзгерту арқылы іске асырылады.
Тамақ өнеркәсібінде гидравликалық, механикалық және пневмати-калық тәсілдер қолданылады.
Гидравликалық тозаңдатуда арынды және ортадан тепкіш форсункалар (5.17-сурет) қолданылады. Арынды форсункаларда (5.17а-сурет) сұйық ағыны сопладан үшып шығып, шашырайды, ал ортадан тепкіш форсункаларда (5.17б-сурет) сопладан шығу алдында айналмалы қозғалыста болады.
5.17а-сурет. Арынды форсунка
5.17б-сурет. Ортадан тепкіш форсунка
Тамақ өнеркәсібінде тозаңдаткыш кептіргіштерде жиі қолданылатын каналды ортадан тепкіш дискінің (5.18-сурет) айналу жиілігі 100300 с-1 аралығында болады. Дискінің ортасына берілген сұйық 100150 м/с айналмалы жылдамдықта дискіден лақтырылады. Осының салдарынан сұйық өте майда тамшыларға майдаланады.
5.18-сурет. Каналды ортадан тепкіш дискі
5.19-сурет.Пневматикалықфорсунка: 1-сығылған ауа берілетің құбыр; 2-өнім берілетін құбьгр; 3-өнім камерасы; 4-бағыттаушы дискі.
Пневматикалық форсункаларда (5.19-сурет) тозаңдатылатын өнімқысыммен таратқыш табақшаға (4) беріледі. Бұл табақшаға сығылған ауа беріледі де, сұйыкты тозаңдатады. Мұндағы пайда болған сұйық бөлшектерінің өлшемі 100200 мкм болады. Мұндай майда бөлшектерді механикалық және ортадан тепкіш форсункаларда алу қиын. Сондықтан пневматикалык форсункалар кептіргіш камераларына тұтқыр өнімдерді тозаңдатуда тиімді пайдаланылады. Мысалы, құргақ пюре және әртүрлі пасталарды кептіру арқылы алуда, сүт және өсімдік қоспаларын тозаңдатуда қолданылады.
Сұйықтарды тозаңдатканда олардың беті көбейеді. Ауамен тозаңдатылатын өнімдердің жанасу бетін мына формуламен анықтауға болады:
(5.7)
мұнда F - өнімнің жанасу беті, м ; G - тозаңдатылған өнімнің мөлшері, кг; ρ - өнімнің тығыздығы, кг/м3; dор - тамшылардың орташа диаметрі, м.
Бөлшектер (тамшылар) саны (N) мына формуламен акықталады:
(5.8)
(5.7) және (5.8) формулалары бойынша есептеулер 1 кг өнімді тозаңдатқанда орташа диаметрі 50 мкм болған 15109 дейін тамшы пайда болады. Бұл тамшылардың ауамен жанасу беті 100300 м2 болады (салыстыру үшін 1 дм3 беті 0,06 м2 екендігін еске алыңыз).
Тамшылардың орташа диаметрін эмпирикалық формулаларменанықтауға болады. Дискілі тозаңдатуда проф. М.Е. Лурье мына формуланы ұсынады:
(5.9)
мұнда n - дискінің айналу жиілігі, c-1; - өнімнің беттік керілуі, Н/м; R - дискінің радиусы, м.
Форсункалардан шыққан тамшылардың орташа өлшемін анықтауда проф. Н.С. Панасенков мына формуланы ұсынады:
(5.10)
мұнда rop- тамшының орташа радиусы, м; D - форсункакың диаметрі, м; Re - форсунка сопласындағы сұйықтың қозғалысын сипаттайтын Рейнольдс саны.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 24. Жалғансұйылу.
Дәріс жоспары.
1. Процестің анықтамасы мен мағнасы. Дәнді материал қабаты арқылы өтетін газ және сұйық қозғалысы.
2. Жалған сұйылудың сын жылдамдықтары. Жалған сұйылу саны. Процесс режимдері.
3. Жалғансұйылуды қолдану аймақтары.
Сұйықтың кейбір қасиеттеріне ие болатын сусымалы дәнді материалдар қабатын жалғансұйылу қабаты - деп атайды. Сырт көрінісінен жалғансұйылу қабаты сұйықтың қайнауына үқсайды, сондықтан оны <<қайнау>> қабаты - деп те атайды.
Дәнді бөлшектер қабатының жалғансұйылуы, осы қабаттан төменнен жоғарыға қарай сұйық немесе газ жібергенде пайда болады.
Жалғансұйылу құбылысын, вертикаль құбыр ішіндегі горизонталь тор бетіне салынған қатты бөлшектер қабатынан газды төменнен жоғары қарай қысыммен жіберу арқылы байқауға болады (2.33-сурет). Бұл кезде қабаттың биіктігінде қысымдар айырмасы пайда болады. Газдың төмен жылдамдықтарында қабат қозғалыссыз күйде қалады (2.33а-сурет). Газдың жылдамдығы көбейген сайын қабаттың кедергісі көбейе түседі. Бірақ газ жылдамдығы бір аумалы мәнге жеткен кезде, қабаттағы қатты бөлшектер қозғала бастайды да, қабаттың кеуектілігі және биіктігі үлкейеді (2.33б-сурет). Бөлшектердің арасындағы қашықтық үлкейген соң, бөлшектер ретсіз (тәртіпсіз) бірімен-бірі араласып қозғалады. Бөлшек қабатының бұл ретсіз қозғалысы сұйықтың қайнау күйіне ұқсайды. Жалған сұйылған қабатқа сұйықтың мынадай қасиеттері тән болады: ағымдылық; ыдысты қисайтқанда қабаттың жоғарғы беті горизонталь күйінде қалады; қабатқа тасталған ауыр зат түбіне тұнады, ал жеңіл зат бетінде қалқиды. Яғни қатты бөлшектер қабаты сұйыққа айналғандай болады. Сондықтан бұл қабатты жалғансұйылу қабаты - деп атайды.
Қатты дененің қатысуымен байланысты болған көптеген технологиялық процестер (мысалы, кептіру, адсорбция, кристалдандыру, катализ және т.б.) жалғансұйылу қабатында өткізілсе, онда олардың (жылдамдығы) қарқындылығы өседі.
Қозғалыссыз қабаттың жалғансұйылу қабатына өткен кезге сәйкес келетін ағынның жылдамдығын жалған сұйылу жылдамдығы - деп атайды.
Жылдамдықты одан әрі көбейте берсек қабаттың кеуектілігі мен биіктігі өсе береді. Жылдамдықтың екінші бір аумалы (wұ) мәнінде қатты бөлшектер ағынмен бірге ілесіп ұшып кетеді. Бөлшектердің ағынмен жаппай ілесіп кету құбылысын пневмотранспорт дейді және ол өндірістерде сусымалы материалдарды тасымалдауда қолданылады. Бұл жағдайға сәйкес ағын жылдамдығын ұшырып әкету (wұ) жылдамдығы - деп атайды.
Жалғансұйылу қабаты wж.с. және wұ жылдамдықтармен шеқараланады. wж.с. және wұ арасындағы кезкелген жылдамдық жұмыс жылдамдығы - деп аталады. Жұмыс жылдамдығының w жалғансұйылу жылдамдығына қатынасы жалғансұйылу саны - деп аталады.
Кw - бөлшектердің араласу қарқындылығын көрсетеді.
Жалғансұйылу санының ең үлкен мәні - га тең болады. Кw - ның ең қолайлы мәндерін технологиялық процестердің түріне қарап қабылдап алады. Мысалы: егер жалғансұйылу санының ең үлкен мәні Кmax = 40/50 болса Кw = 3/7, ал Кmax = 20/30 болса, Кw = 1,5/3 деп қабылдайды.
Жалғансұйылу біртекті және әртекті болады. Біртекті жалғансұйылуда wж.с. және wұ жылдамдықтары арасында қатты дәнді бөлшектер барлық қабат биіктігі бойынша бірдей таралған болады. Мұндай жалғансұйылу іс жүзінде тамшылы сұйықтар арқылы болады.
Бірақ өнеркәсіптерде жалғансұйылу көбінесе газ ағынымен өткізетін процестерде қолданылады. Мұндай кездегі жалғансұйылу әртекті болады.
Кейбір жағдайда газ ағынының бір бөлегі көпіршіктер түрінде қабаттан өтеді. Бұл көпіршіктердің размері газдың жылдамдығы өскен сайын ұлгайып, олар қатты бөлшектерді қабат үстіне шығарып тастап тұрады.
Көпіршіктердің размері қейде аппараттың диаметріне тең болып ұлғаюы мүмкін. Бұл кезде жалғансұйылу қабаты газды <<тығынмен>> әртүрлі бөлікке бөлініп, қабат поршень сияқты көтеріледі. Мұндай режимді поршеньді - деп атайды. Бұл режим қатты дәнді бөлшектердің диаметрі үлкен, ал аппараттың диаметрі аз болған жағдайда пайда болады. Поршеньді режимде қатты бөлшектердің араласуы қиындалады, яғни газ бен бөлшектер арасындағы жанасу азаяды.
Өте майда және бір-біріне жабысқақ бөлшектердің жалғансұйылуында қабатта каналдар пайда болады. Газ каналдар арқылы өтеді де, қатты бөлшектің негізгі массасы араласпай қалады.
Конус және конусты-цилиндр сияқты аппараттарда фонтанды қабат пайда болады. Мұндай кезде газ немесе сұйық ағыны аппараттың осін қатты бөлшектермен бірге фонтан сияқты жоғары көтеріледі де, сосын қатты бөлшектер аппарттың қабырғасы жанымен төмен қарай жылжиды.
Соңғы кезде химия өнеркәсібінде жалғансұйылуды қолданудың төмендегі жаңа бағыттары кеңінен қарастырылуда:
1) жоғары қысым және температурадағы жалғансұйылу;
2) ортадан тепкіш күштер өрісіндегі жалғансұйылу;
3) дірілді жалғансұйылу;
4) құйынды жалғансұйылу т.б.
Жалғансұйылудың негізгі гидродинамикалық сипаттамаларын (wж.с., wұ, ж.с., Н ж.с.) анықтау:
І. Жалғансұйылу жылдамдығын (wж.с.) төмендегі тәсілдермен анықтауға болады:
а) Лабораториялық тәсіл: Арнаулы қондырғыда қабаттың гидравликалық кедергісін рк әртүрлі жалған жылдамдыққа w байланысты өлшейді және олардың нәтижесімен рк f(w) графигін /2.34-сурет/ құрады. Графиктен А нүктесіне сәйкес wж.с. - ны табады.
б) Есептеу тәсілі: Жалғансұйылу жылдамдығын wж.с. есептеуге әдебиеттерде өте көп теңдеулер келтірілген. Шар тәрізді біртекті бөлшектер үшін wж.с. есептеу үшін Тодес теңдеуін пайдалануға болады:
Бұл формуламен wж.с. есептегенде алдымен Ar санын (2.76) формуласы бойынша есептейді, сосын /33/ формуламен Reж.с. табады ды, анықтайды.
в) графикті тәсіл: 20% қателікпен, яғни жуық шамамен есептеу үшін Ly = f (Ar, ) графикалық байланысты пайдаланады.
Бөлшектің берілген диаметрі (d) және қабаттың кеуектілігі () арқылы жалғансұйылу жылдамдығын wж.с. - ны есептеуге болады, ол үшін Ar - санын /2.76/ формула бойынша есептеп 2.36 - графиктен Ly -ны табады, сосын /2.77/ - формула бойынша wж.с. - ны анықтайды.
Егер жалғансұйылу жылдамдығы берілсе, онда жалғансұйылатын дәнді бөлшектің ең аз диаметрін есептеуге болады. Ол үшін берілген wж.с. мәнімен /2.77/ - формула бойынша Ly есептеледі, сосын графиктен Ar тауып, /2.76/ - формула бойынша d -ді есептейді.
II. Ұшырып әкету жылдамдығын wұ - лабораториялық және есептеу тәсілі арқылы анықталады.
а) Лабораториялық тәсіл: рк f(w) графигі құрылып, одан С - нүктесіне сәйкес wұ - ды табады.
б) Есептеу тәсілі: wұ - ды жалғыз шар тәрізді бөлшектердің еркін тұну жылдамдығын есептейтін формуламен анықтауға болады:
(2.117)
III. Жалғансұйылу принципінде істейтін аппараттарды есептеуде қабаттың кеуектілігі және оның кеңею дәрежесін анықтау өте қажет. Бұл шамалар дәнді бөлшектер мен ағынның физикалық қасиеттеріне байланысты. Жалғансұйылу қабатынын кеуектілігін шамамен мына формуламен анықтауға болады:
(2.118)
IV. Кеуектілік өскен сайын жалғансұйылу қабатының көлемі және оның биіктігі Hж.с. көбейеді.
Hж.с. мына төмендегі формуламен есептеледі:
(2.119)
бұл жерден (2.120)
Мұнда
Но және Нж.с. - қозғалыссыз және жалғансұйылу қабаттарының биіктігі;
о және ж.с. - қозғалыссыз және жалғансұйылу қабаттарының кеуектілігі;
о және ж.с. - қатты дәнді бөлшектердің және ағынның тығыздықтары.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 25. Көбіктүзілу.
Дәріс жоспары.
1. Қөбіктүзілу және ұрғылау процестері, олардың мағнасы. Көбіктердің сипаттамасы.
2. Көбіктүзілу процесіндегі жүйенің физикалық параметрлерінің өзгеруі.
3. Көбіктүзілу және ұрғылау процестерің жүзеге асыратын аппараттар. Тамақ өндірісінде қолданылуы.
Сұйық қабатынан әртүрлі тесіктер арқылы таралып газ өткенде /газдың барботажында/ көбік пайда болады. Бұл көбік газ мөлшері және газ бен сұйықтың меншікті жанасу бетімен сипатталуы мүмкін.
Газ мөлшері көбіктің жалпы көлемдегі газдың көлемдік үлесін көрсетеді, яғни
(2.121)
Мұндағы Vг - көбіктегі газ көлемі,
Vс - көбіктегі сұйық көлемі, ал
Vг +Vс Vк - көбіктің жалпы көлемі.
Көбіктің көлем бірлігіндегі газ бен сұйықтың жанасу бетін меншікті бет а (м2/м3) - деп атайды. және а мәндері белгілі болса көпіршіктің орташа беттік көлемдік диаметрін dор анықтауға болады. Мысалы, V м3 көлемде n көпіршік бар делік, онда газ мөлшері: , ал меншікті бет . Бұл теңдеулерден көлемді V-ны анықтап, теңестірсек
;
қысқартқаннан соң
(2.122)
Егер газ жекеленген тесіктерден шығып, сұйық қабаты арқылы өтсе, онда ол сұйық бетіне жекеленген еркін көбіршік түрінде қалқып шығады /еркін қозғалыс/. Сұйық бетіне қалқып шығатын газ көпіршігіне үш күш әсер етеді:
көтеруші /архимедттік/ күш ;
сұйықтың кедергі күші;
беттік керілу күші .
Мұнда сұйықтың кедергі күші беттік керілу күшіне байланысты болады. Беттік керілу күшінің әсерінен көпіршік шар тәрізді пішінін сақтап қалуға тырысады. Көпіршік қанша майда болса, сонша беттік керілу күші көп болады, ал көпіршіктің диаметрі көбейген сайын ол көбірек деформацияланады және пішіні шардан бөлек болады.
Еркін қозғалыста тесік жанында пайда болған көпіршіктің диаметрі алдымен тесік диаметріне (dт) дейін үлкейеді, сосын ол үзіледі. Бұл жағдай архимедті күштің беттік керілу күшіне тең болғанда, яғни
Мұнда - беттік керілу, бұл жерден көпіршіктің үзілу сәтіндегі диаметрін анықтауға болады:
/2.123/-теңдеуінен көпіршіктің диаметрі газдың мөлшеріне (Vг) байланысты болмай тесіктің диаметрі dт - ға және сұйықтың физикалық қасиетіне байланысты екендігі көрініп тұр. Газ мөлшері көбейген сайын көпіршік саны және оның үзілу жиілігі (, с-1) артады.
Газ мөлшерінің белгілі бір аумалы мәнінде (Vау), тесік жанында пайда болған көпіршіктер түзеле алмай бір-бірінен жанасып тізбектеліп қозғалады (қалқиды). Бұл кездегі Vау мәнін төмендегіше анықтауға болады:
Мұнда wк.к. - көпіршіктің көтерілу (қалқып шығу) жылдамдығы; оның мәнін еркін тұну жылдамдығы сияқты /2.101/-формуламен қатты бөлшек тығыздығын (қ) газдың тығыздығымен (г), ал ортаның тығыздығын (о) сұйық тығыздығымен (с) алмастырып, есептеуге болады.
Көпіршік қозғалысының режимдерінен Рейнольдс санымен анықтайды. Егер Rek < 9 болса ламинарлық, ал Rek > 9 болса турбуленттік режим болады.
Өндіріс аппараттарындағы газдың көптеген тесіктерден шығып, сұйық қабатынын барботажында /өтуінде/ көпіршіктер бір-біріне әсер етуі салдарынан олар бірімен-бірі қосылуы /коалесценция құбылысы/ немесе майда көпіршіктерге бөлінуі және т.б. болуы мүмкін. Бұл жағдайда көпіршіктердің қозғалысы еркін болмай қысылысқан болады. Сондықтан өндіріс аппараттарындағы барботаж процесі күрделі болады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 26. Жуу.
Дәріс жоспары.
1. Жуу процесінің қызметі мен принципиалды негіздері. Жуғыш сұйықтардың өнделетін бетке механикалық және физика-химиялық әсерінің қарқыны.
2. Жануарлар мен өсімдік шикізаттарың жуу процесі.
3. Ыдыс, инвентарь және жабдықтарды жуу.
4. Процестің ұзақтығына, жуғыш заттардың температурасына, құрамына, саны мен концентрациясына тиімділігі.
5. Жуғыш аппараттардың жұмыс принципі.
Әртүрлі шикізаттардың материалдардың, ыдыстардың, құрал-саймандардың және жабдықтардың бетіндегі бөтен қабаттарды жуу арқылы тазалау процесі тамақ өнеркәсібінің барлық салаларында негізгі процестердің бірі болып табылалы. Шикізаттың және өнімдердің көптеген түрлерінің бетіндегі бұл бөтен қабат табиғи түрде немесе оларды сақтау және тасымалдау кезінде пайда болады.
Ыдыстардағы бөтен қабат - тамақ қалдығы, жабдықтардағы жабысып қалған тамақ бөлшектері және күйген тамақ қалдығы. Мұндай ластанған қабатты жуатын сұйықпен майдалау және дисперсиялау арқылы тазалайды.
Барлық жуу процестерінің төмендегідей түрлері болады:
1. Шикізаттарды жуу процесі;
2. Металдан, шыныдан және керамикадан жасалған ыдыстарды жуу процесі;
3. Құрал - саймандарды жуу процесі;
4. Жабдықтарды жуу процесі.
Барлық жагдайда да жуудың мақсаты тұтынушыларды таза ыдыстармен, өнімдермен қамтамасыз ету және ауру жұқтыратын микроорганизмдерден сақтау.
Жуу процесінің тиімділігі мынадай параметрлерге байланыстыболады: механикалық және физикалық - химиялық әсерінің қарқындылығы; процестің өту уақыты; жуатын заттың құрамы және активтігі; жуатын сұйықтың температурасы; жуатын сұйықтың мөлшері; жуатың сұйықтың концентрациясы.
Механикалық әсер әртүрлі қырғыштарды, шөткелерді, жуатың сұйықтың арынының әсерін пайдалану және жуылатын затты араластыру арқылы іске асырылады. Тазаланылатын бетті ісіндіру, жібіту, немесе жуатын сумен немесе затпен еріту арқылы физикалық-химиялық әсер іске асырылады.
Механикалық әсерді күшейткенде жуу қарқындылығы көбейеді, бірақ мұның шегі болады, себебі, оны шектен тыс көбейткенде жуылатын заттың құрамымен қасиеті бұзылуы мүмкін.
Жуу уақытын көбейткенде жуу тиімділігі артады, дегенмен, еңбек өнімділігін арттыру мақсатында оның шамасын азайтуға ұмтылады. Ол үшін механикалық, физикалық-механикалық әсерлердің қарқындылығың көбейту немесе тиімді жуатын заттарды таңдап алу қажет.
Жуатын заттардың құрамы мен активтігі тазаланылатын беттің ісінуін, жібуін және дисперсиялануын қамтамасыз етуі қажет. Жуатын заттардың құрамында жуылатын заттарға агрессивті әсер ететін улы заттар болмауы керек те, микроорганизмдерді құртатын дезинфекциялайтын, стерилдейтін заттар болу керек.
Жуатын сұйықтардың температурасының көп болуы жуу тиімділігін арттырады. Дегенмен мұнда да шек болуы керек. Егер қолмен жуылатын болса, температура қол күймейтіндей; шыны ыдыс жуылса, температуралар айырмасы олар сынбайтындай болуы керек. Жуу температурасын өнімнің сапасын және құрамын өзгертпейтіндей етіп таңдап алынады.
Жуатын сұйықтың мөлшерін экономикалық тиімді етіп алады.
Жуатын сұйықтың концентрациясын жуылатын затқа зиянды әсер етпейтін және онымен жұмыс істеу қауіпсіз болатын болуы керек.
Концентрациясы жоғары жуатын сұйықпен жуғанда, олар жуылған заттар бетінен әбден сумен шайылуы керек.
Егер жуатын сұйықтың арыны жуылатын заттың бетіне перпендикуляр бағытталса, онда жуу тиімділігі артады. Арынның жазық қабырға бетіне әсер күші мына формуламен анықталады:
(5.11)
Мұнда - сұйықтың тығыздығы, кг/м3; V - сұйық мөлшері, м3/с; w - сұйықтың жылдамдығы, м/с.
5.20-сурет. Сұйық арынның қабырғаға әсері:
а- жазық қабырғаға; б -дөңес қабырғаға; в - ойыс қабырғаға.
Арынның дөңес қабырға бетіне әсер күші (5.20-сурет)
(5.12)
Ойыс қабырға бетіне әсер күші
(5.13)
Көптеген ыдыс, құрал-сайман, жабдықтар жуатын машиналарда сұйық арыны бетке перпендикуляр бағытталып беріледі, дегенмен бұл кезде арынның әсері кейбір бетке перпендикуляр беріледі, ал қалған беттері сұйық қабықшасымен жуылады. Соңғы кездерде жуатын сұйықты беру үшін айналатын сопла қолданылады. Бұл кезде сұйық арын ыдыстың барлық бетіне әсер етеді.
Жуатын машиналардың түрлері, конструкциялары және жұмыс істеу принциптері арнаулы "Тамақ өнеркәсібінің жабдықтары" деген пәнде қарастырылады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 27. Грануляция.
Дәріс жоспары.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 28. Газды әртекті жүйелерді ажырату-1.
Дәріс жоспары.
1. Тамақ өндірісінің кәсіпорындарында ауаны тазалау. Тазалау тәсілдері.
2. Газдарды гравитациялық тазалау. Шаң тұндырғыш камералар, олардың сипаттамалары және есептеу жолы.
Тамақ өнеркәсібінің технологиялық процестерінде аэрозольді жүйелер (ауа және газ) қолданылады. Мысалы, тамақ өнімдерін кептіргенде кептіргіш агент ретінде, ашытқы және биохимиялық өндірісінде массаларды аэрациялауда, пневмотасымалдауда ауа қолданылады. Бұл процестерде берілетін ауа әртүрлі механикалық қоспалардан тазалануы қажет. Биохимиялык өндірісте ауаны микроорганизмдерден дәрілеп тазалайды, стерилдейді. Сонымен бірге, кептіргіш қондырғыларынан (сүтті, қантты, сорпаны, шырынды және т.б. өнімдерді кептіргенде) шықкан ауаның ішінде осы өнімдердің бөлшектері болады. Пневмотасымалдау және аэрозольды кұрылғыларынан, диірмен және ұсақтау қондырғыларынан шыққан ауа ішінде қымбат тамақ өнімдері болады.
Осындай құрылғылармен қондырғылардан шыққан ауадан қымбат өнімдерді ажыратып алу өнімнін шығынын азайтып, жалпы өндірістің тиімділігін арттырады. Сонымен қатар энергетикалық және технологиялық қондырғылардан шыққан газдарды тазалау айнала ортаны және ауаны зиянды заттардан қорғайды.
Газдарды тазалауда төмендегі тәсілдер қолданылады:
1. Ауырлык күші әсерінен тұндыру (гравитациялық тұндыру);
2. Ортадан тепкіш және инерция күштері әсерінен тұндыру;
3. Газдарды сүзу бөгеттері арқылы өткізіп сүзу;
4. Газдарды сұйықтар жәрдемімен тазалау;
5. Электростатикалық күштер әсерінен тұндыру ( электрлі тазалау).
Іс жүзінде бір ғана тазалау аппаратында қажетті болған тазалау дәрежесін қамтамасыз ету мүмкін емес. Сондықтан көбінесе әртүрлі аппараттары бар екі немесе көпсатылы қондырғылар қолданылады.
Мәселен, алдымен ірі бөлшектерді тұндыру камераларында, сосын майда бөлшектерді электрлі сүзгіде тұндырады.
Әрбір аппарат газдың тазалану дәрежесімен ,(%) сипатталады және ол төмендегіше анықталады:
мұнда
G1 және G2 - тазаланбаған жәнө тазаланған газдағы қаттты бөлшектер мөлшері, кг/с;
V1 және V2 - тазаланбаған және тазаланған газдың көлемдік мөлшері, м3/с;
x1 және х2 - қалыпты жағдайға келтірілген тазаланбаған және тазланған газдардағы бөлшектердің концентрациясы, кг/м3.
Газдарды гравитациялық тазалау. Қатты бөлшектердің газды ортадағы және сұйықты ортадағы тұну заңдылықтары бірдей. Жоғарыдағы (2.73)-теңдеуде көрсетілгендей, тұну жылдамдығы қатты бөлшек және газ тығыздықтарының айырмасына (қ.б.-г) тура пропорционал. Газдың тығыздығы сұйыктың тығыздығынан бірнеше есе аз болғаңдықтан, газдағы тұңу жылдамдық сұйықтағы тұңу жылдамдықтан өте көп. Соңдада газдарды ауырлык күші әсерінен тұндыру процесінің тиімділігі аз, себебі әсер ететін ауырлық күшінің шамасы ортадан тепкіш және т.б. күтермен салыстырғанда аз.
Газдарды шаңнан ауырлық күші әсерінен тазалау үшін шаң тұндырғыш камералары (4.30-сурет) колданылады. Ішіне горизонталь бөгеттер (сөрелер) орналастырылған камераға (1) шаңды газ беріледі. Газ сөрелер арасыңда қозғалғанда шаңдар оның бетіне тұнады. Сөрелердің ара қашқтығының аз болуы 0,1 0,4 м, қатты бөлшектердің тұңу жолын азайтады.
4.30-сурет. Шаңтұрғыш камера. 1-камера; 2 - горизонталь бөгеттер - сөрелер; 3 - шағыстырушы бөгет; 4-есіктер.
Газды сөрелер арасында біркелкі тарату үшін газды шығу жолына тік шағыстыру бөгет (3) орнатылады. Газ бұл бөгетті айналып өткенде инерция күшінің әсерінен (бағыты кенет өзгергеннен) қосымша қатты бөлшектер тұнады. Сөрелер бетіндегі тұнған шаң бөлшектері камераның бір жағында орналасқан есіктер (4) арқылы мерзімді уакыт сайын қол күшімен тазартылып тұрады. Газды үздіксіз тазалау үшін екі параллель істейтін камералар қойылады: біреуінде газ тазаланады, ал екіншісінде сөрелерді шаңнан тазартады.
Шаңтұндырғыш камералардың жұмыс бетін суспензиялардың тұндырғышы сияқты есептейді, тек қана газдарды тазалағанда хт = 1 қабылдауға болады.
Ауырлық күш әсерінен тек өте ірі бөлшектерді ғана тұндыруға болады. Сондықтан шаңтұндырғыш камераларда газдарды алдын-ала және ірі размерлі бөлшектерден (d > 100 мкм) тазалау үшін қолданады. Мұндай камералардың газдардың шаңнан тазалану дәрежесі 3040 %- тен аспайды.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 29. Газды әртекті жүйелерді ажырату-2.
Дәріс жоспары.
1. Газдарды ортадан тепкіш күш әсерімен тазалау. Циклондардың құрылыс схемалары мен есептеудің негіздері.
2. Батареялы циклондар.
Ортадан тепкіш күштердің әсерімен газдарды тазалау. Ортадан тепкіш күштің әсерінен газдарды циклондарда тазалайды (4.31-сурет). Циклонның корпусы (1) тік цилиндр, ал түбі (2) конус пішінді болады. Шаңды газ патрубок (4) арқылы циклонның жоғарғы жағына үлкен жылдамдықта 2030 м/с жанамалап кіреді. Корпустың ішінде шаңды газ ағыны төмен қарай циклонның ішкі қабырғасында спираль бойынша қозғалады. Мұндай қозғалыста ортадан тепкіш күш пайда болады. Бұл күш әсерінен газдағы шаң бөлшектері циклонның ішкі қабырғасына қарай қозғалады, сосын қабырғаға соқтығып өзінің кинетикалық энергиясын жоғалтады да ауырлық күштің әсерінен төменгі шаңжинағышка (5) түседі. Мұнда шаң тұнады, ал тазаланған газ спираль бойынша айналу қозғалысын жалғай отырып, жоғары қарай көтеріледі де, орталық құбыр (6) арқылы аппараттан шығады.
Өндірісте НИИОГаз циклондары кеңінен қолданылады. Олардың корпусының диаметрі 100-ден 1000 мм-ге дейін болып жасалады. Циклондарда тазаланатын газдағы шаңның концентрациясы 0,20,4 кг/м3 аралығында болу керек. Циклондарда газдардың тазалану дәрежесі ажырату факторына
байланысты болады. Осыдан газдардың тазалану дәрежесін көбейту үшін газ ағынының айналу радиусын кішірейту немесе газдың жылдамдығын көбейту керек екендігі көрініп тур. Бірақ газдың жыллдамдығын көбейсе циклонның гидравликалык кедергісі көбейеді және газ ағынының турбуленттігінің артуы нәтижесінен газды тазалау нашарлайды. Циклонның радиусын азайтса, оның онімділігі азаяды. Сондықтан көп мөлшердегі газдарды тазалау үшін үлкен диаметрлі циклон орнына батареялы циклондар (мультициклондар) пайдалынады. Мұндай циклондар бірнеше кіші диаметрлі циклон элементтерінен құралған болады. 4.32а-суретте батареялы циклонның тәсімі, 4.32б-суретте циклон элеметінің құрылысы және 4.32в-суретте сырткы көрінісі көрсетілген.
4.32-сурет. Батареялы циклон
а) - батареялы циклон; б) - циклон элементінің құрылысы; в) - батареялы циклонның сырткы көрінісі: 1 - корпус, 2 - шаңды газ кіретін құбыр; 3 - газ таратушы камера; 4 - жоғарғы және төменгі құбырлар тобы; 5-тазалаңған газ шығатын кұбыр; 6 - циклон элементінің корпус, 7-элементтерден тазаланған газ шығатын құбырлар; 8 - винт; 9 - шаң түсетің бункер.
Бірнеше циклон элементтері үстіңгі және астыңгы кұбырлы торға (4) бекітіліп корпусқа (1) орнатылады.
Аппаратқа құбыр (2) арқылы кірген шаңды газ бір уақыттың өзінде газ таратушы камера (3) арқылы барлық элементтерге бірдей таратылады жәнө оларда тазаланып, элементтердегі газ шығарушы құбырлар (7) арқылы жалпы камераға, сосын кұбыр (5) арқылы циклоннаң шығады. Барлық элементтерден түскен шаң бөлшектері аппараттың төменгі бөлігіндегі бункерге (9) жиналып сыртқа шығарылады. Шаңды газ элементтерге (4.32б-сурет) корпус (6) мен орталық кұбыр (6) арасындағы сақиналы кеңістіктің үстінен кіреді. Сақиналы кеністікке газға айналмалы қозғалыс беретін винт (8) орналаскан.
Кеңінен қолданылатын батареялы циклоңдардаң элементтерінің диаметрі 100, 150 және 200 мм болып жасалады. Батареялы және жай циклондардың (НИИОГаз) тазалау дәрежелеріңің шаң бөлшектерінің диаметріне байланыстары төмендегі кестеде көрсетіліген.
Кесте 5.3
Шаң бөлшектерінің диаметрі, мкм
Тазалау дәрежесі ,%
батареялы циклон
циклон НИИОГаз
d 5
6585
3085
d 10
8590
7095
d 20
90
9099
Шаңды газ мөлшері көп және бірнеше жай циклондарды қолдану тиімсіз болған кездерде батареялы циклондар пайдалынады. Циклондардың артықшылығы: 1) кұрылысы қарапайым; 2) қозғалатын бөліктері жоқ; 3) пайдалану оңай және арзан.
Циклондардың кемшілігі: 1) гидравликалык кедергісі жоғары (400700 Па); 2) диаметрі 10 мкм-ден кіші бөлшектөр үшін газдың тазалану дәрежесі төмен; 3) шаң бөлшектері соққысы әсерінен аппарат корпусының жүқаланып тозуы.
Циклондарды шаң бөлшектерінің размері 10 мкм көп болған кезде қолдану тиімді.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Циклондар және аэроциклондардың жұмыс істеу принципі.
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
Дәріс 30. Газды әртекті жүйелерді ажырату-3.
Дәріс жоспары.
1. Газдарды сүзу арқылы тазалау. Жеңді сүзгілер.
2. Газдарды сұйықтармен тазалау.Скрубберлер.
3. Газдарды электрлі тазалау. Бөлшектерді коагуляциялау.
Газдарды сүзу арқылы тазалау. Шаңды газдар кеуекті бөгеттер арқылы өткенде шаңдар ұсталып, газ өтіп кетеді. Өндірісте көп қолданылатын мұндай сүзгілерге жеңді сүзгілер жатады (4.32-сурет). Шаңды газды желдеткіш (1) газ кұбырымен (2) камера (3) аркылы жеңдерге (4) беріледі. Жеңдер тарату торының (5) қысқа құбырларына кигізіліп бекітіледі. Шаң матаның кеуектерінде ұсталады, ал тазаланған газ клапан (6) және кұбыр (7) арқылы аппараттан шығарылады. Камераның қақағына орнатылған таратушы мөханизм жәрдеммен сүзгінің кейбір секцияларына белгілі бір уақыт ішінде, матада ұсталған шаңды тазалау үшін шаңды газды жібермейді.
4.32-суретте І, ІІІ және ІV-секцияларда газ тазаланатын, ал ІІ -секцияда жеңнің шаңнан тазаланатын көзі көрсетілген. ІІ - секциядағы жеңді шаңнан тазалау үшін клапан (6) жабылып, ал клапан (8) ашылады да, ол аркылы желдеткіш (9) жәрдемімен коллектор бойынша ауа немесе тазаланған газды жеңді үрлеу үшін жібереді. Бұл ауа (немесе газ) шаңды газдың бағытына карама-қарсы жіберіліп, құбыр (2) арқылы шығады. Сондықтан (9) желдеткіштін тегеуіріні желдеткіштін (1) тегеуірінен көп болуы керек. Жеңді үрлеумен , қатар окы механикалык әдіспен (механизм 10 жәрдемімен) сілкиді. Шаң камераға (3) түсіп шнек (12) жәрдемімен қақпа (13) арқылы шығарылады.
4.33-сурет. Жеңді сүзгі. І - ІV - секциялар; 1,9 - желдеткіштер; 2 - шаңды газ кіретін қубыр; 3 - камера; 4 - жендер; 5 - таратушы тор; 6 - клапаңдар; 7 - тазаланған газ шығарылатын құбыр; 10 - сілкитін механиэм; 11 - рама; 12 - шнек; 13 - қақпақ.
ІІ-секциядағы жеңдер шаңнан тазаланғаннан соң оған шаңды газ жіберіп, келесі секцияға ауа (немесе газ) жіберіп, жеңдерді шаңнан тазартады. Бұл операциялардың кезегі және уақыты автоматты құрылғылар жәрдемімен реттеліп тұрады.
Жиі қолданылатын сүзу маталарының гидравликалық кедергісі 150250 мм су бағанасынан аспайды. Жеңді сүзгілерде газдардың тазалаңу дәрежесі өте майда шаңдар үшін 9899% аралығында болады.
Таза ауа алу үшін, яғни микроорганизмдерден тазалауда бактерицидті заттары бар әртүрлі полимерлі сузгі материалдар қолнылады.
Мұндай сүзгілердің кемшілігі: 1) маталар тез тозады; 2) маталардың тесіктері бітеліп қалады.
Газдың температураларына байланысты қолданылатын маталар: t < 80°С - мата, бөз; t < 110°С - жүн; t < 130140°С - фторопласт; t < 400°С - шынылы талшық жіптер.
Газдарды сұйықтармен тазалау. Таза газ алу үшін шаңды газдарды су немесе басқа сұйықтармен жуып тазалайды. Тазаланатын газдың ылғалдаңуы және суытылуы мүмкін болса және ажыратылатын сұйық немесе қатты бөлшектер бағалы болмаса онда бұл тәсілді қолдаңу тиімді болады. Егер ұсталатын бөлшектер сұйықпен жақсы сұйықтанбаса, онда олардың сұйықтануын көбейту үшін сұйыққа бетті - әрекетті заттар қосады.
Мұндай тәсілдің тиімділігін арттыру және ұсталған зиянды немесе бағалы затты сұйыктан ажырату үшін пайда болған шламды (сұйықпен ұсталған шаңның қоспасы) тұндырғышта тұндырып, мөлдірленген сұйықты қайтадан газды тазалауға береді.
Бұл тәсілдің кемшілігі: 1) көп мөлшерде шламның пайда болуы; 2) бұл шламның аппаратты коррозияға ұшыратуы; 3) шламды келешекте тазалау қажеттігі.
Бұл процесс мынадай аппараттарда жүргізіледі: бос және насадкалы, ортадан тепкіш, Вентури скрубберлер, көбікті (барботажды) аппараттар, насадкалардың жалғансұйылу қабатындағы аппараттар.
Бос және насадкалы скрубберлер. Мұндай скрубберлер көлденең кимасы дөңгелек немесе тіктөртбұрышты колонналы аппараттар болады. Шаңды газ төменнен жоғары қарай 0,81,5 м/с жылдамдықта қозғалады. Скруббердің жоғары жағынан шашыратқыштар (форсунка) (4.34-сурет) арқылы шашыратылып берілген сұйық аппараттың биіктігі бойынша бөлшектермен бірге төмен қарай ағады.
Тазалау процесінің қарқындылығын және жылдамдығын көбейту үшін насадкалы скрубберлер (4.35-сурет) жиі колданылады. Насадкалар газ бен сұйықтың жанасу бетін көбейтеді. Көбінесе кокс, кварц, хордалы және сақиналы насадкалар қолданылады.
Бос скруббердің тазалау дәрежесі 6075% болса, насадкалыскрубберде 7085%.
Ортадан тепкіш скрубберлер. Шаңды газдар аппараттың цилиндрлі корпусына жанамалап кіріп, ортадан тепкіш күш әсерінен айналмалы қозғалыста болады (4.36-сурет). Сопла арқылы берілген сұйык аппараттың ішкі қабырғасымен жүқа қабықша болып төмен қарай ағады. Газ ішіңдегі шаңдар винт сияқты айналмалы қозғалыста ортадан тепкіш күштің әсерінен қабырғаға соғылып, қабықша болып аққан сұйықпен жуылып түседі. Тазаланған және суытылған газ аппараттың биіктігі бойынша жоғары көтеріліп патрубка арқылы шығады.
Ортадан тепкіш скрубберлердө бос және насадкалы скрубберге қарағанда тазалау дәрежесі жоғары болады. Өлшемі 530 мкм бөлшектер үшін 95% -ке дейін, ал 25 мкм бөлшектері үшін 8590 % -ке дейін болады. Бұндай скрубберлердің гидравликалық кедергісі төмен болады.
4.34-сурет. Бос скруббер 1-корпус; 2-шашыратқыш (форсункалар); 3-тазаланған газ шығатын құбыр; 4-шаңды газ кіретін құбыр; 5-шлам шығатын құбыр
4.35-сурет.
Насадкалы скруббер:
1-насадка; 2-торлы бөгет; 3-шашыратқыш; 4-сұйықты таратушы
4.36-сурет. Ортадан тепкіш скруббер: 1-корпус; 2-жанамалап газ кіретін құбыр; 3-сопло; 4-конусты түп; 5-тазаланған газ шығатын құбыр.
Көбікті барботажды шаңұстағыштар. Өте шаңдалған газдарда (мысалы, технологиялық, түтінді, сода өндірісіңдегі ауны, және т.б.) тазалау үшін көбікті шаңұстағыштар пайдаланылады. Мұндай аппараттарда сұйық қозғалыстағы көбік жағдайында болады. Соның нәтижесінен газбен сұйықтың жанасу беті көп және осыған сәйкес газдың тазалану дәрежесі де жоғары болады.
4.37-сурет. Көбікті (барботажды) шаңұстағыш: 1-камера; 2-табақша; 3-сұйық берілетін құбыр; 4-шаңды газ берілетін құбыр; 5-бөгет; 6-шлам шығаратың құбыр.
Көбікті шаңұстағыш (4.36-сурет ) ішіне тесікті табақша (тарелка) (2) орнатылған доңгелек немесе тіктөртбұрышты камерадан (1) құралған болады. Су немесе сұйық кұбыр (3) арқылы табақшаның үстіне, ал шаңды газ құбыр (4) арқылы беріледі. Газ табақша тесіктерінен сосын оның бетіндегі сұйық қабатынан өтіп, сұйыкты қозғалыстағы көбікке айналдырады. Шаң көбік қабатында сұйықпен сіңіріліп, көбікпен бірге бөгет (5) үстінен шығарылады. Көбікпен сұйықтың 80%-і шығарылады, ал қалғаны (20%) тесіктен төмен қарай ағып, табақша астындагы ірі шаңдарды ұстап, штуцер (6) арқылы ағып кетеді.
Мұндай аппараттарда бірнеше табақша орнатылуы мүмкін және солардың санына қарай екі, үш т.с.с. сөрелі көбікті шаңүстағыштар болады.
Тазалау дәрежесі 9599% -тен аспайды.
Газдарды электрлі тазалау. Газдарды электрлі тазалау олардың молекулаларын иондауға негізделген. Жоғары кернеулі тұрақты электр тоғына жалғанған екі электрод арасында пайда болған электр өрісіндегі ионданған газдың иондары мен электрондары күш сызықтарының бағыты бойынша қозғала бастайды. Зарядталған бөлшеқтердің жылдамдық векторының бағыты олардың таңбасымен, ал козғалыс жылдамдығы, яғни кинетикалық энергиясы электр өрісінің кернеулілігімен анықталады. Электродтар арасындағы потенциалдар айырмасын бірнеше ондаған мың вольтке көбейтсе, оңда иондар мен электрондардың кинетикалық энергиясы соншалықты көбейеді және газ молекулаларымен соқтығысып, оларды оң зарядты иондар және еркін электрондарға бөледі. Жаңадан пайда болған зарядтар қозғалысы газды тағы иондайды. Сонымен газ толық ионданады. Мұны соққылы иондану деп атайды.
Газ толық ионданғанда электродтар арасында разрядтың пайда болуына жағдай жасалынады. Егер электродтар арасындағы потенциалдар айырмасын одан әрі көбейтсе, онда ұшқынның өтуі, сосың электродтардың қысқаша тұйықталуы пайда болуы мүмкін. Мұндай жағдай болмау үшін электродтар арасындағы электр өрісі әртекті болуы керек. Әртекті электр өрісі пайда болу үшін электродттарды құбырлар осіне (4.38а-сурет) немесе параллель пластиналар (4.38б-сурет) арасында тартылған сым темірлер сиякты етіп жасайды. Өрістің кернеулілігі сымтемірлер жанында өте жоғары болып, құбырға немесе пластинаға жақыңдаған сайын азаяды.
Толық иондануға жеткілікті болған потенциалдар айырмасында электродтар арасыңда көк түсті жарқыраған және шытырлаған <<тәжді>> разряд пайда болады. Айналасында <<тәжді>> разряд пайда болған электрод тәжді электрод, ал қарама-қарсы зарядталған құбыр немесе пластинадан жасалған - тұндырғыш электрод деп аталады. Тәжді электрод ток көзінің теріс полюсына, ал тұндырғыш оң полюсына жалғанады.
Электр өрісінің әсерінен оң иондар тәжді электродқа, ал теріс иондар және ерікті электрондар тұңдырғыш электродқа қарай қозғалады. Теріс иондар және электрондар қарсы келген шаң және тамшыларға өздерінің зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродқа өздерімен бірге алып кетеді. Осының нәтижесінде шағ немесе тұман бөлшектері осы электродта тұнады. Бұл кезде оң иондардың жолына қарағанда теріс иоңдар мен электрондардың жолы ұзактау (тәжді электроннан тұңдырғыш электродка дейін), сондықтан олардың газдағы шаң немесе тұман бөлшектерімен соқтығысу мүмкіңдігі көп. Теріс зарядталған иондар, шаң немесе тұман бөлшектері тұндырғыш электродқа келіп, оған өздерінің зарядын береді, сосын электродтан шығарылады. Шаң немесе тұман бөлшектерінің өте аз бөлігі ғана оң иондармен соқтығысып, тәжді электродта тұрады.
4.38-сурет. Электрсүзгілерде электродтардың орналасуы:
а) құбырлы; б) пластиналы; 1-тәжді электрод; 2-тұндырғыш электрод.
Тұндырғыш электродтың құрылысына байланысты электрсүзгілер құбырлы (4.38а-сурет) және пластинкалы (4.38б-сурет) болады. Электрсүзгілер тек қана жоғары кернеулі (100 кВт) тұрақты тоқта жұмыс істейді. Мұндай тұрақты тоқты кернеуі 380/220 вольт болған айнымалы тоқты жоғарылатушы трансформатор және түзегіш арқылы алады. Электрсүзгілердің корпусы цилиндрлі немесе тіктөртбұрышты болат, кірпіш, темірлібетон және т.с.с. материалдардан жасалынады. Тәжді электродтар диаметрі 1,52 мм, ұзыңдығы 34 м сым темірден, ал тұндырғыш электродтар - болаттан, графиттен және пластмассадан жасалынады. Электрсүзгілер тік және горизонталды болады. Оларды көпсекциялы етіп жасайды. Бұл кезде кейбір секциясын жөндеу т.б. үшін бекітіп қояды, ал қалган секциялары жұмыс істей береді.
4.39-сурет. Электрсүзгілер: а) - құбырлы; б)-пластиналы; 1,7-шаңды газ кіретін және тазаланған газ шығарылатың құбырлар; 2-құбырлы тұндырғыш электрод; 3-тәжді электрод; 4-рама; 5-электр оқшаулағыштар; 6- сілкитің құрылғы.
Электросүзгілер кұрғақ (құрғак шаңдарды, яғни температурасы шық нүктесінен жоғары газдарды тазалау үшін) және ылғалды (тамшы, тұман және ылғал шаңды газдарды тазалау үшін) болып бөлінеді.
Құбырлы электрсүзгілерінің құбырының диаметрі 150300 мм болады. Тәжді электродтар үстіңгі және астыңғы жағынан рамаларға бекітіледі. Шаңды газ электрсүзгінің төменгі жағынан тордың астынан кіріп, құбырлар ішіне немесе пластиналар арасына біркелкі болып таралады. Газ электр өрісі арқылы төменнен жоғары қарай өтіп, тазаланып шығады. Құрғақ электрсүзгілерден шаң соққылы механизмдер (балғалы, магнитті-импульсті және т.б.) жәрдемімен мерзімді түсіріліп тұрады. Ылғалды электрсүзгілерде ұсталған бөлшектер тұндырғыш электродты мерзімді немесе үздіксіз сумен жуу арқылы шығарылады. Пластиналы электрсүзгілер: аз металл қажет етеді, орнатуы қарапайым және ықшамды болады. Құбырлы электрсүзгілердің өнімділігі жоғары (газ жылдамдығы жоғары) болады. Электрсүзгілердің артықшылығы: 1) тазалау дәрежесі 99% және кей кезде 99,9%; 2) гидравликалык кедергісі аз (1015 мм су бағанасы); 3) энергия шығыны өте аз, (1000 м3 газды тазалау үшін 0,20,3 кВт).
Электрсүзгілердің кемшілігі: 1) қымбат тұрады; 2) пайдалынуы (эксплуатация) күрделі; 3) аз меншікті электр кедергісі бар шаңдарға колдаңуға болмайды.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Электрлі тұндыру негізделген принцип қандай?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. бет
3 ПРАКТИКАЛЫҚ САБАҚТАР ТАҚЫРЫПТАРЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚЫСҚАША МАЗМҰНЫ
Әр лабораториялық сабақтың дайындалуын тақырыптың негізгі ережелерінің қайталауынан бастау қажет және бақылау сұрақтарына жауап беру керек.
Оқулықпен жұмыс істеу кезінде қарастырыл отырған тақырып бойынша есептерді шешу қажет. Есептерді өз бетімен шешу керек, себебі осы кезде алған теориялық білімдері жақсы меңгеріледі және бекітіледі.
Барлық талап етілген есептерді өз бетімен шығару, одан кейін оқулықтарда және оқу әдістемелік нұсқауларында шығарылып көрсетілген есептерге талдау жасау өте пайдалы
Типтік есептерді біз аудиториялық лабораториялық сабақтарда шешеміз. Үй тапсырмаларын орындау кезінде туындаған сұрақтарға студенттердің оқытушы қол астындағы өздік жұмысы (ОСӨЖ) кезінде жауап бере аламын.
Қарастырылатын материалдарды толық меңгеру үшін әр тақырып бойынша қысқаша конспект жасау керек, оған негізгі анықтамаларды, барлық формулаларды және олардың ішіндегі шамалардың физикалық мәнін талдау жасай отырып жазу керек.
Әр тақырыптар бойынша есептердің шешімдерін және барлық жазбаларды лабораториялық сабақтарға арналған жеке дәптерге жазу керек.
Өздеріңіздің өз бетімен дайындалған материалдарыңыз одан әрі емтихан алдындағы пәнді қайталау кезінде үлкен көмекші құрал болып табылады, сонымен қатар іс жүзінде анықтама ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Тақырып 1: Шарлар көмегімен ұнтақтайтын диірмен.
Жұмыстың мақсаты
1. Шарлы диірменнің құрылысымен және жұмыс істеу принципімен танысу.
2. Електі талдау әдісі нәтижелері бойынша дисперсті құрамын және ұсақтау дәрежесін анықтау.
3. Ұсақтауға шығындалған энергия мөлшерін анықтау.
Сынаудың өткізу әдістемесі
Жұмыс кезінде 500 г-ға тең материалды өлшеп ұнтақтау құралына береді. Мысалы, материал ретінде кірпіш алуға болады және оны диірменнен өткіземіз. Осы диірменде ұсақталған материалды жинайды және үлкен бақылау елеуішіне себеді. Елеуіштер тесік өлшемі бойынша былай орналастырылады: тесігі үлкен жоғарыда, содан кейін тесігі кішкентай елеуіштің астынан түбі келеді. Елеу 5 10 минут жүргізілуі керек. Елеу аяқталғаннан кейін, әр елеуіштің түбінде қалған қалдықты жеке-жеке өлшеп алады. Өлшегеннен кейінгі нәтижелерді кестеге түсіреді. Кестедегі мәндерге байланысты ұнтақталу сипаттамасының графигін салады. Содан кейін түйіршіктердің орташа өлшемдерін /5/ теңдеумен анықтайды. Шарлы диірменнің майдалау дәрежесі мына тұжырым арқылы анықталады :
і = d'орт/d"орт .
Тексеру сұрақтары
1. Шарлы диірменнің құрылысың және жұмыс істеу принципін түсіндіріп берініз.
2. Ұсақтағыштардың жұмысын қандай көрсеткіш сипаттайды?
3. Елек талдау әдісі қалай жүргізіледі?
4. Ұсақтауға шығындалатын энергия мөлшер қалай анықталады?
Тақырып 2: Қалақшалы араластырғышты сынау.
Жұмыстың мақсаты
1. Араластырғыштың әртүрлі айналу жиілігінде тұтынатын қуатты анықтау.
2. Жұмысшы мүшенің айналу санына тәуелді тұтынатын энергияның мөлшерің талдауын жүргізу.
Сынаудың өткізу әдістемесі
Сынақ алдында қондырғының және сұйықтың негізгі параметрлермен танысу керек: ыдыстың диаметрі D, сұйық қабатының биіктігі Н, сұйықтың тығыздығы , сұйықтың температурасы t, тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті , қалақшалардың айналу шенберінің диаметрі d, қалақшаның ені b, қалақшалардың саны x.
Қалақшалы араластырғыштың сынағы бықылау-өлшеу аппаратураның (тахогенераторді және өзі жазатың ваттметрді) тексеруінен басталады. Содан кейін араластырғыштың бос күйіндегі, жұмысшы мүшенің белгілі айналу жиілігінде, тұтынатың қуатың анықтайды. Араластырғыштың әртүрлі айналу жиілігінде бес сынақ өткізу керек.
Сынақ нәтижелерің өндеу
Араластыру процесі үшін есептеу критериалдық тәуелділігі (7) теңдеумен анықталады. Euм және Reм мәндерің келесі формулалар бойынша анықтайды
; (8)
мұндағы : - араластыратын сұйықтың тығыздығы, кг/м3;
d - араластырғыштың диаметрі, м
- тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті, Па·с
Есептелінген EuM және RеM арқылы lgRеM және lgЕuM тәуелділік графигі салынады және содан (7) теңдеудегі тұрақты А және m шамалары анықталады.
lgEuM= lgA + m·lg ReM (9)
m - дәреже көрсеткіші алынған түзуге көлбеу тангенс бұрышы ретінде анықталады (tg = ab/bc).
Тұрақты А түзудің ордината өсін, қиған кезіндегі пайда болған кесінді түрінде немесе (10) теңдеумен анықталады.
lgA = lgEuM - m·lgReM (10)
Осындай үш анықтау істеу керек және олардан коэффициенттердің орташа мәнің алады.
3-сурет. lgEuM = f (lgReM) тәуелділіктің графигі
Араластырғыш білігіндегі қуат
Nб=N1·э.қ.· бер, (11)
мұнда: N1- ваттметр бойынша анықталатың қуат;
э.қ.- электрқозғалтқыштың ПӘК-і;
бер.- берілістің ПӘК-і.
Тәжірибелерден және есептеулердең алынған мәліметтерді хаттамаға кіргізеді, содан кейін жұмысшы мүшенің айналу санына тәуелді тұтынатын энергияның мөлшерің талдауын жүргізеді.
Тексеруге арналған сұрақтар
1. Араластыру процесінің мағынасын түсіндіріңіз.
2. Аралыстырғыштардың түрлері қандай болады?
3. Сұйықтың механикалық араластыруына кететін қуат шығынын қандай физикалық шамалар анықтайды.
4. ReM және ЕuM модификацияланған критерилер не үшін қажет ?
5. Жалпы критерий теңдеуін қолдана отырып шығарылған есеп жолын түсіндіріп берініз.
Тақырып 3: Мерзімді әрекетті центрифуганы сынау.
Жұмыстың мақсаты
1. Ортадан тепкіш күш әсерінен ажыратудың негізгі заңдылықтарымен және центрифуганың құрылысымен танысу.
2. Ажырату жылдамдығын және тұнба ылғалдылығының процестін уақытына тәуелділігің анықтау.
Сынаудың өткізу әдістемесі
Процестің теориясымен және центрифуганың құрылысымен танысқаннан кейін тәжірибелік сүзуді өткізеді. Барабанға алдын ала дайындалған суспензияны белгілі мөлшерде беріледі, электрқозғалтқышты қосады және электрқозғалтқыш косылған уақыттан бастап ағып шығатың фильтраттың мөлшерің жінағтағыш ыдыстың өлшейтің шынысы арқылы 1520 с сайың өлшейді. Центрифуга жұмыс істеу кезінде ротордың айналу жиілігін, электрқозғалтқыштың жоғарғы жағында орнатылған (электрқозғалтқыштың және тахогенератордың біліктері бір бірімен қатты бекітілген), тахогенератормен 4 өлшейді. Ажырату процесі аяқталғаннан кейің центрифуганы тоқтатады және тұнба қабатының орташа қалындығың өлшейді, тұнбаның ылғалдылығың анықтау үшін проба алады және сынақтың нәтижелерің сынақ протоколына еңгізеді.
Сынақ нәтижелерің өндеу
Барабанның толық көлемі (м3)
, (9)
мұнда: D - барабанның ішкі диаметрі, м;
h - барабанның биіктігі, м.
Барабанның жұмыс көлемі (м3)
, (10)
мұнда: D1 - айналған кезіндегі тұнба сақинасының ішкі диаметрі, м.
Барабанның толтыру коэффициенті
, немесе . (11)
Ажырату факторы
, (12)
мұнда: n - ротордың айналу жиілігі, мин-1;
R=D/2 - барабанның ішкі радиусы, м.
Площадь поверхности осаждения (м2)
. (13)
Өлшеу арасындағы уақыт ішіндегі ажыратудың орташа жылдадықтары былай анықталады:
, (14)
мұнда: V' - уақыт ішінде алынған сүзіндінің көлемі.
Есептеу және тәжірибе арқылы алынған нәтижелер бойынша тәуелділік графиктерін турғызады: және (мұнда W - тұнбаның ылғалдылығы өлшеген уақытта).
Тексеру сұрақтары
1. Тамақ өнеркәсібінде центрифугалардын қандай типтері және конструкциялары қолданылады және олардың жұмыс істеу принципі?
2. Центрифугалардың жұмысың қандай параметрлер сипаттайды?
3. Ажырату факторы деген не және оны қалай анықтайды?
4. Центрифулаудан кейін тұнбаның ылғалдылығын қалай анықтайды?
5. Жұмыстың істеу тәртібін түсіндіріп және тәжірибелік нәтижелерді сараптаңыз?
Тақырып 4: Сүзу процесін зерттеу және рамалы сүзгі-престе сүзі коэффициенттерін тәжірибе бойынша анықтау.
Жұмыстың мақсаты
1. Сүзгі-престің құрылысымен және оның жұмысымен танысу.
2. Тәжірибелік сүзіді жүргізу.
3. Тәжірибелік мәліметтер бойынша сүзу коэффициентерің анықтау.
4. Сүзі уақытың анықтау.
Сынаудың өткізу әдістемесі
Араластырғышы 3 істеп тұрған резервуарға 4 3040 литр бор (мел) суспензиясың құяды, осыдан кейін резервуардың қақпағын нығыздап жабады. Сосын компрессор қондырғысы 1 қосылады және ауалы кран арқылы резервуарда артықша қысым орнатылады р = 0,010,02 МПа. Қысым, сынақ кезінде, осы шамада сақталып түрады. Құбыр арқылы суспензия сүзгінің камераларына беріледі. Сынақтың басталу уақыты, сүзгінің науасында сүзіндінің бірінші тамшылары көрінгеннен кейін, белгіленеді.
Өлшегіш ыдыстарға келесі 0,5 л сүзінді жиналған сайын сүзіндінің көлемін (Vс), уақытты () және суспензияның температурасын (t) белгілейді. Суспензия сүзіліп болған сон сынақ тоқтатылады. Сынақтан кейін сүзгіні бөлшектейді, сүзгі бөгеттерінен тұнбаны тазалап алады да оның көлемін Vт өлшейді. Сынақ нәтижелерін сынақ хаттамасына еңгізеді.
Сынақ нәтижелерің өндеу
а және b cүзу коэффициенттерің алу үшін (11) теңдеуді дифференциалдаймыз:
-130175205740 (12)
Осы теңдеуден келесіні аламыз:
.
2-суретте түзу сызықтың теңдеуі алынған /V-V' координаталарда. Осы сызық ординаталар осің /V = b нүктеде қиылыстрады. Түзу сызықтың көлбеу бұрышының тангенсі 2·а тең. Көрсеткіш V' - сүзгі бетінің бірлігіне қатысты екі кезекті өлшеудің ортақталған мәні бойныша сүзіндінің көлемің:
2-сурет. График /V = f(V')
. (13)
Сүзі бөгетінің кедергі коэффициенті және тұнбаның меншікті кедергісі келесі формулалар бойынша анықталады:
; (14)
мұнда: - сүзіндінің динамикалық тұтқырлығы (суспензияның орташа температурасы бойынша анықталады), Па·с;
S = Vт/Vс ;
Vт - тәжірибе жолымен анықталған тұнбаның көлемі.
Сүзгі-престің рамасының өлшемдері 250250 мм, сондықтан бір раманың ауданы f = 0,0625 м2. Осы жерден
F = f · n (15)
мұнда: n - рамалардың саны.
Алынған мәліметтерді сынақ хаттамасына еңгізеді.
Сүзідің оптималды уақытың анықтау үшін графикалық тәуелділік V=f() түрғызылады. Осьте О нүктесінің сол жағында 0 тең (0 - сүзгіні жұмысқа дайындау үшін қәжетті уақыт , 0 = 0,25 сағ) ОS кесінді салынады. V=f() тендеу бойынша түрғызылған қисыққа S нүктесінең жанаманы өткізеді. Жанамамен қисық жанасқан нүктесінең осіне перпендикулярді түсіреміз. осінде кесінді ОВ пайда болады - оның ұзындығы сүзі процесінің тиімді уақытына тең.
2-сурет. График V=f()
Тексеру сұрақтары
1. Сүзі процесінің мақсаты қандай?
2. Сүзгіде қысымдар айырмасың қандай тәсілдермен алынады?
3. Сүзі режимдері немен сипатталады?
4. Сиационарлы және стационарлы емес сүзілердің сипаттамасың берініз.
5. Сүзі коэффициентердің физикалық мәні қандай?
6. Сүзі коэффициентерді анықтайтың формулаларды талданыз.
7. Тәжірибелік қондырғының негізгі элементтері қандай?
8. Сүзгі-фильтрдің құрылысы қандай?
9. Жұмысты істеу тәртібі қандай?
10. Тәжірибелік нәтижелер қандай әдіспен өнделеді?
Тақырып 5: Аэроциклонды сынау.
Жұмыстың мақсаты
1. Циклонның құрылысымен танысу.
2. Циклон жұмысының көрсеткіштерінің (ПӘК, ажырату факторы және т.б.) анықтау.
Сынаудың өткізу әдістемесі
Ауа жылдамдығын жапқыш құрылғынын ауданын өзгерту арқылы реттейді. Оны белгілі мөлшерде циклонның кірер патрубкасына береді. Шаңды С1 белгілі бастапқы концентрациясымен береді және оны форсунканын санлауы арқылы реттейді. Шанаққа тозандатылатың материалды салады және форсунка арқылы оны желдеткішпен циклонға берілетің ауа ағынына қосады.
Циклоннан шыққан шаң маталы фильтрде тұндырылады, жиналады және сонғы концентрацияны С2 анықтау үшін массасы өлшенеді. Циклонның төменгі патрубкасынан тұндырылған шаңды жинап алады және оны да өлшейді. Бөлшектердің өлшемдерің қабылдап алады. Газдың (ауаның) тұтқырлығын температураға байланысты кестелерден алады.
Сынақ нәтижелерің өндеу
(3) формула бойынша сынақ нәтижелерінен бастапқы С1 және сонғы С2 концентрациялар арқылы циклонның ПӘК-ің анықтаймыз.
Аудағы шаңнын мөлшерің оның массасын өлшеу арқылы анықтайды. Ол үшін ауаны маталы фильтр арқылы сүзеді. Фильтрдың массасын сүзі алдындағы және сүзіден кейін өлшеп және фильтр арқылы өткен ауанын мөлшері бойынша ауанын 1м3 ішіндегі шаңнын мөлшерің табады.
Осы жұмыста да бастапқы концентрацияны массаны өлшеу арқылы есептейді, бірақ өзгеше әдіспен. Белгілі уақытта ауанын белгілі көлеміне форсунка арқылы белгілі мөлшерде шаң береді. Шаңнын бастапқы концентрациясы (г/м3)
, (5)
мұнда: G1 - циклонға берілетін шаңнын массасы, г/с;
V1 - циклонға берілетің ауанын көлемі, м3/с.
Циклоннан шығатың ауанын ішінде шаңнын сонғы концентрациясы
, (6)
мұнда: G2 - циклоннан шығатың шаңнын массасы, м/с;
V2 - циклоннан шығатың ауанын көлемі, м3/с.
Шаңнын тұну жылдамдығы (м/с)
(7)
мұнда - газдың циклон ішінде жылдамдығы, м/с;
- газдың патрубкіге кірер жылдамдығы, м/с;
Sк - ауа кіретін патрубканын көлденен қима ауданы, м2.
Ажырату факторы (4) формула арқылы анықталады.
Циклоннын гидравликалық кедергісі (Па)
, (8)
мұнда - кедергі коэффициенті, циклоннын құрылысына байланысты.
Тексеру сұрақтары
1. Тәжірибелік қондырғынын схемасын түсіндіріп берініз.
2. Тамақ өнеркәсібінде ортадан тепкіш тұндырғыштардың - циклондардың қандай типтері және конструкциялары қолданылады?
3. Циклондардың жұмысын қандай негізгі параметрлер сипаттайды?
4. Ауанын шаңдану дәрежесі қалай анықталады?
5. Ажырату факторы нені сипаттайды?
6. Циклонның ПӘК-і қалай анықталады және оны жоғарлату жолдары қандай?
4 СТУДЕНТТІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫ
Әдістемелік ұсыныстар
Пәннің оқу жоспары бойынша есептеу графикалық тапсырманың орындалуы қарастырылған. Есептеу графикалық тапсырма - пәннің негізгі тақырыптары бойынша беріледі және де студенттердің теориялық білімдері қандай деңгейде меңгерілгенін және сол теориялық білімдері практикалық есептерді шешуге қолдана алатындығын көрсетеді.
Есептеу графикалық тапсырма есептеулердең және сызбалардаң турады. Есептеулер А4 формат беттерде орындалу және есептеу жұмыстарына қойылатын талаптарға сай рәсімделіп жазылуы қажет. Есептеу графикалық тапсырма сызба бөлімі - А4 формат бетінде аппараттың технологиялық схемасы орындалады. Есептеу графикалық тапсырманың есептеулері анық жазуымен жазылу керек. Есептеу графикалық тапсырманың сыртқы бетінде студенттің аты-жөні, мамандығы, курсы, тобы, вариант номері және тапсыру уақыты көрсетулі керек.
Есептеу графикалық тапсырманы есептеу кезінде формуларға қысқаша түсініктемелер беріледі, қолданатын барлық формулар міндетті түрде көрсетіледі және қажетті сызбаларды масштабын ескеріп орындалады. Есептеу графикалық тапсырманың соңында пайдаланылған әдибеттерге сілтеме жасау қажет.
Есептеу графикалық тапсырманы орындауды оны тапсырудың соңғы күндеріне қалдырмаңыз. Өкінішке орай кебір студенттер солай жасайды. Сізге бұл жағдайда қиыншылықтар туындайды.
Егер сіз есептеу графикалық тапсырманы орындағанда белгіленген графикті ұстансаңыз, есептеу және сызу кезінде туындаған сұрақтарға ОСӨЖ өткізу кезінде жауап бере аламын.
Есептеу графикалық тапсырманы студенттің сынақ кітапшасының соңғы саны бойынша (1-кесте) және сынақ кітапшасының соңғы санының алдындағы сан бойынша алады (2- кесте) алынады.
Есептеу графикалық тапсырманы шығаруға қажетті жетіспейтін параметрлерді анықтамалық оқулықтардан алуға болады.
тақырып: МЕРЗІМДІ ӘРЕКЕТТІ ТҰНДЫРҒЫШТАРДЫ ЕСЕПТЕУ
* кесте
Көрсеткіштер
өлшем бірліктері
Шифрдің соңғы саны
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Өнімділік
кг/ч
120
110
105
125
108
115
125
120
110
105
Жүйедегі дисперсті фазаның құрамы
%
5
6
8
6
5
9
6
8
7
6
2- кесте
Көрсеткіштер
өлшем бірліктері
Шифрдің соңғы санның алдындағы сан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Мөлдірленген сұйықта дисперсті фазаның құрамы
%
0,5
1
2
1
0,8
2,5
1
1,5
1,2
1,4
Ылғалды тұнбада дисперсті фазаның құрамы
%
42
40
42
44
45
50
45
48
46
40
Дисперсионды ортаның тығыздығы
кг/м3
1000
Дисперсті фазаның тығыздығы
кг/м3
2020
2050
2000
2100
2050
2040
2000
2080
2060
2010
Тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті, ·106
Па·с
102
105
100
120
105
108
110
106
105
110
Тұнған бөлшектердің ең кіші диаметрі, d
мкм
21
18
15
16
17
18
20
21
16
15
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz