CC BY
3<N <N
ПОЛИДИСПЕРС ДОНАДОР МАТЕРИАЛЛАР КАТЛАМЛИ АППАРАТЛАР ГИДРОРДИНАМИКАСИ
ТА^ЛИЛИ
Khudoyberdiyeva Nazora [0009-0001-6417-6318]
Khudoyberdiyeva N.Sh. - t.f.f.d. (PhD), dotsent, Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti, E_mail: [email protected].
Аннотация. Ишнинг максади мав^ум кайнаш катламида полидесперс донадор материалларининг гидродинамикасини урганиш булиб ^исоблнади. Донадор материал кузгалмас каттик заррачалар катламнинг гидравлик каршилиги буйича эксперимент натижалари маълум тенгламалар билан солиштирилди. 32 мм дан кичик диаметрли ишчи шиша кувурда тажриба натижалари формула буйича хисобланганига анча якин, бунда кувур диаметрининг донадор материалнинг каттик заррачасининг уртача диаметрига таъсири ^исобга олинган. Диаметри кичикрок кувурлар билан ишлаганда полидесперс материал кузгалмас катламининг баландлиги гидравлик каршиликка таъсири кузатилган. Буни *ар хил улчамдаги кувурлардаги айнан уша донадор материалнинг говаклик кийматларининг фарки билан тушунтириш мумкин. Катта диаметрли аппаратга караганда кичик улчамли кувурдаги гидравлик каршиликка говаклик катта таъсир килади. Олинган натижалар асосида шуни таъкидлаш мумкинки, донадор материал гидродинамик параметрига кувур диаметрининг каттик заррачанинг уртача диаметрига нисбати таъсир килади. Калит сузлар: кувур, заррача, полидисперс, диаметри, говаклик.
Аннотация. Целью работы является исследование гидродинамика полидисперсных твердых зернистых материалов в подвыжным псевдоожиженном слое. Результаты экспериментов по гидравлическому сопротивлению неподвижного псевдоожиженного слоя зернистого твердого материала сравнивались с общеизвестными уравнениями. Установлено, что в рабочих цилиндрических трубах с диаметром менее 32 мм, и высотой 1,2 м опытные данные близки к рассчитанными по формуле, где учитывалось влияние отношения диаметра трубы к среднему диаметру твердых частиц зернистого материала. Также отмечено, что влияние высоты неподвижного слоя полидисперсного зернистого материала на перепад давления при работе с трубами наименьшего диаметра. Это можно объяснить с различием значений порозности одного и того же зернистого материала в трубах различного размера. В трубке малого размера порозность зернистого слоя слоя, которое существенно влияет на гидравлическое сопротивление последнего, больше, чем в аппарате большого диаметра. Полученные результаты позволяют утверждать, что на гидродинамику зернистых материалов влияет параметр в виде отношения диаметра трубы к среднему диаметру твердых частиц.
Ключевые слова: труба, частица, полидисперсность, диаметр, порозность.
Annotation. The aim of the work is to study the hydrodynamics of polydisperse granular materials in a fluidized bed. The results of experiments on the hydraulic resistance of a fixed layer of granular material were compared with well-known equations. It was found that in working pipes with a diameter of less than 32 mm, the experimental data are close to those calculated using the formula, which took into account the influence of the ratio of the pipe diameter to the average diameter of solid particles of granular material. The influence of the height of the fixed layer of polydisperse material on the pressure drop when working with pipes of the smallest diameter is also noted. This can be explained by the difference in the porosity values of the same granular material in pipes of different sizes. In a small tube, the porosity of the layer, which significantly affects the hydraulic resistance of the latter, is greater than in a large-diameter apparatus. The results obtained allow us to assert that the hydrodynamics of granular materials is influenced by a parameter in the form of the ratio of the pipe diameter to the average diameter of solid particles.
Key words: pipe, particle, polydispersity, diameter, porosity. Кириш
Республикамиз халк хужалигида, айникса, кишлок хужалигида кимё саноати мух,им рол уйнайди. Охирги йилларда хом-ашё базасини мах,аллий ресурслар х,исобига © Journal of Advances in Engineering Technology Vol.2(14), April - June, 2024
DOI 10.24412/2181 -1431 -2024-2-22-26
CO CM
кенгайтириш жадал ривожланмокда. Табиий минерал материаллардан иборат хомашёларни кимёвий йул билан кайта ишлаш катта ахамият касб этади. Олтингугурт, олтингугурт колчедани, охактош, ош тузи, фосфатлар, полиминерал маданлар ва газ хомашёси, шунингдек хаво азотини кайта ишлаш йули билан синтетик аммиак, азотли, калийли ва фосфорли угитлар ишлаб чикарилади. Кимё саноатининг мухим ва энг асосий вазифаси халкнинг турмуш фаровонлигини оширишга каратилган. Бунга эса саноатнинг технологик жараёнларини ва аппаратларини такомиллаштирш билан эришилади. Айни пайтда жахон микёсида иссиклик алмашинишни такомиллаштириш билан жихозларнинг иш унумдорлигини, энергия тежамкорлигини ошириш ва уларни замонавий автоматлаштириш буйича илмий изланишлар олиб борилмокда [1-3]. Полидисперс каттик донадор материалларнинг мавхум кайнаш катламини оралик иссиклик ташувчи, яъни турбулизатор сифатида куллаш билан иссиклик алмашинишни жадаллаштириш каттик фазани донадор катламни суюклик ёки газ билан жадал аралаштириб иссиклик ташувчи окимининг турбулентлигини ошириш хисобига иссиклик алмашиниш коэффициентининг юкори кийматга эга булиши, фазаларнинг узаро контактлашиш солиштирма сирт юзасининг катталигини аниклаш, катламнинг харакати ва хар хил каттик фазанинг тухтовсиз айланиб туришини таъминлаш усулларини таъминлаш буйича бир нечта тажрибалар утказилмокда. Мамлакатимизда барча саноат сохасида ишлаб турган иссиклик алмашиниш аппаратларини такомиллаштириш, модернизация килиш, янги инновацион технологияларни жорий этиш, ишлаб чикарилаётган махсулот хажми ва сифатини ошириш, хамда уларнинг турларини кенгайтиришга йуналтирилган янги технологиялар жорий этилмокда. Бир нечта олимлар томонидан монодисперс кайнатувчи мухитнинг критик тезликлари ва сирт юзасидан муаллак катламга иссиклик бериш коэффициентини аниклаш буйича тенгламалар, полидисперс донадор материални суюклик билан мавхум кайнаш холатига келтирилган аппаратларнинг мухандислик хисоблаш усуллари, гидродинамикаси, улардаги катламнинг тузилиши ва ташки иссиклик алмашиниш масалалари ишлаб чикилган. Биз томонимиздан полидисперс донадор материаллар катламли аппаратларда иссиклик алмашинишнинг жадаллигини белгиловчи, суюклик ва газ окимида мавхум кайнатиладиган катламнинг гидродинамикаси ва тузилиши, заррачаларнинг улчами ва микдорини иссиклик узатиш жараёнига таъсири йуналишида илмий тадкикот ишлари амалга оширилди [4,5].
Тадкикот усуллари ва услубияти
Турли шаклли заррачалардан ташкил топган кузгалмас, хамда суюклик ёки газ билан мавхум кайнаш холатига келтириладиган донадор материал катламининг гидравлик каршилиги, донадор материалнинг мавхум кайнаш холатига утиш тезлиги, кайнаётган катламнинг тузилиши ва каттик заррачаларнинг аппаратдан учиб кетиш тезлиги аниклашдан иборат булиб тажрибалар куйидагича указилди. Биз томонимиздан утказилган тажрибалар курилмасининг асосий элементининг диаметри 32 мм, баландлиги 1,2 м булган цилиндрсимон шиша аппаратдан иборат. Аппарат шиша трубасининг диаметри улчамли цилиндрдаги сувнинг хажми билан аникланди. Аппарат ичига солинадиган сифатида хар хил шаклли ва хар хил улчамли каттик заррачалдардан, яъни тош ва шиша булаклари, катионит КУ-2-8, кургошин булакларидан фойдаланилди. ^аттик заррачаларнинг хажми сувли улчов идиш билан, баландлиги эса цилиндрсимон шиша аппаратга махкамланган линейка асосида аникланди. Шу билан биргаликда каттик заррачалар зичлиги хам
аникланди. Полидисперс каттик хзаррачаларнинг физик характеристикалари 1-жадвалда келтирилган. Тажриба ишларини бажариш жараёнида сув сарфи ротаметр билан, босимлар фарки эса пьезометрик трубка ва микроманометр билан улчанди. Дастлаб ишчи трубага катлам говаклигини аникклаш максадида таксимлаш панжараси устига каттик заррачалардан керакли хажмда ва маълум баландликда солинди. Ундан сунг аппарат аста-секинлик билан сувга тулдирилди, хамда мавхум катлам баландлиги кайта улчанди. Шундан кейин вентил асосида субкликнинг сарфи бошкариб турилди.
Суюклик тезлиги 1 м/с ва полидисперс каттик заррачалар катлами баландлигининг узгариши 50м/с дан 300 м/с гача улчанди.
1-жадвал
Полидисперс катти; заррачаларнинг физик характеристикалари_
Т/р ^атти; Уртача Сочма Зичлиги, Говаклик, Шакл Шакл
заррача- диаметри, зичлиги, Рн, р, кг/м3 £0 омили, Ф коэффици-
лар dyp, мм кг/м3 енту f
1. Тош 1,3 1460 1840 0,4 0,85 1,4
2. булаклари 1,98 1440 То же 0,4 0,79 1,6
3. 2,54 1330 0,41 0,77 1,7
4. 3,04 1300 0,42 0,75 1,8
5. ^ургошин 1,84 6730 11400 0,41 0,88 1,3
6. булаклари 2,37 6680 — 0,41 0,82 1,5
7. 4,06 6600 0,42 0,73 1,9
8. Катионит 0,54 720 1380* 0,4 0,95 1,1
9. КУ-2-8 0,84 710 — 0,41 0,91 1,2
10. Шиша 0,6 1440 2500 0,4 0,82 1,5
11. булаклари 2,37 1400 — 0,41 0,75 1,8
12. 4,47 1360 0,41 0,66 2,3
гм
* - туйинган холати.
^узгалмас ва мавхум кайнаётган полидисперс донадор материал катламларининг гидравлик каршилиги, мавхум кайнашнинг бошланиш тезлиги, катламнинг кенгайиши ва каттик заррачаларнинг учиб аппаратдан чикиб кетиш тезликлари каби асосий технологик параметрларга багишланган тадкикотлар утказилди.
Тадкикот натижалари ва уларнинг та^лили
Полидисперс каттик заррачалар элаклардан утказилиб заррачалар эквивалент диаметри куйидаги тенглама оркали аникланди [2,5]:
dэ = (^2)0'5 (1)
каттик заррачалар говаклиги (буш хажми) уларнинг хажмига боглик:
£0 = №сл (2)
бу ерда Vсл-донадор материал ктлами хажми, м3; Vч-каттик заррачалар эгаллаган гажм, м3.
Аппарат ичидаги сувнинг (аппаратнинг бутун кесим юзаси буйлаб) фиктив тезлиги куйидаги тенглама асосида аникланди:
w=Vc/S, м/с (3)
бу ерда Ус-суюкликнинг хажмий сарфи, м3/с; S-аппаратнинг (трубканинг) кундаланг кесим юзаси, м2;
^атлам гидравлик каршилигининг экспериментал киймати куйидаги тенгламадан аникланади:
Дрэ=9,81-Лпз, Па (4)
бу ерда Лпз-суюкликнниг пьезометрик трубкадаги баландлиги.
Мавхум кайнаш катламининг гидравлик каршилиги:
Др=Нд(рк -р)(1-е) (5)
бу ерда Н-мавхум кайнаш катлами баландлиги, м; рч-каттик заррачалар зичлиги, кг/м3; р-сувнинг зичлиги, кг/м3; £о-каттик заррачалар катлами говаклиги. Полидисперс донадор материалнинг кузгалмас ва мавхум кайнаш катламлари гидродинамикасининг экспериментал тадкикоти натижалари ва улар асосида богликлик графиклари олинди (1-расм).
Я
U
S
ч я
Е а,
сз z
5Й Н Я и
ч ^
И и
CL у
= I
I- S
и
В
Я =
«S
р
es
3
о о
2 о о
100
+ -о 1 .. 2
v - 1 \i t+ r
2 1 I
3 / 1 1 1 1
У i ^ ■
¿r 1 i 1 1 1
1 . ь —-—T 1 1
о
1
3 Суюклик тезлиги.
1-расм. Уртача диаметри 2,37 мм ли шиша булаклари катлами гидравлик каршилигининг сув тезпигига богликлиги
D = 22 мм; Но, см: 1 -25; 2 - 15; 3 - 5; вертикал синик чизиклар: 1 - м^; 2 - wv..
Хулоса
Олинган натижаларнинг тахлили полидисперс катламнинг характерли жихатларини ва унинг монодисперс катламдан куйидагича фарк килишини курсатди: а) фильтрланиш ва мавхум кайнаш сохалари уртасида утиш режими-нинг мавжудлиги (монодисперс катламда бундай режим булмайди); б) иккита характерли тезликларнинг мавжудлиги: мн-утиш режимининг бошлангич тезлиги ва мк - мавхум кайнашнинг критик тезлиги. Утиш сохасининг бошланиш даврида энг кичик заррачаларнинг харакатланиши амалга ошса, аста-секин тезлик усиши билан, тулик мавхум кайнаш даври юзага келиб, катта заррачалар кутарила бошлайди. Утиш режимидаги мавхум кайнашда заррачалар харакатининг тезлиги иккита мн ва мк кийматлар билан чегараланган ва бу кийматлар катламнинг бир жинслилиги ортиши билан бир-бирига якинлашади. Утиш режимининг бошлангич тезлиги мн, катламда майда доналар улу-шининг ошиши билан пасаяди, кайнашнинг критик тезлиги мк эса, катламда йирик доналар ортиши билан усади. Бу тезликларнинг нисбати катламнинг полидисперслигини характерлайди ва полидисперслик сони деб аталади: Кпол=мн/мк. катламнинг гранулометрик таркиби диапазони ортиши IQ билан полидисперслик сони камаяди.
Фойдаланилган адабиётлар руйхати:
[1.] Айнштейн В.Г. О расширении псевдоожиженного слоя // Известия вузов. Серия «Химия и химическая технология». - Иваново, 1997. Т.40. - Вып.1. - С. 129-131.
[2.] Айнштейн В.Г. Скорости начала псевдоожижения и витания сферических частиц // Известия вузов. Серия «Химия и химическая технология». -Иваново, 1996. Т.39. - Вып.6. - С. 96-100. [3.] Гельперин Н.И., Коган А.М., Криницына Г.И. Гидравлическое сопротивление и удельная поверхность зернистых материалов // Химическая промышленность. - Ленинград, 1977. - №2. - С.
[4.] Аннаев Н.А., Абдуллаева С.Ш, Усмонов Б.С., Нурму^амедов Х.С., Худойбердиева Н.Ш. Влияние режимных параметров на гранулирование сыпучих материалов в турбулентном аппарате. VIII international Scientific and Practical Conferense INTERNATIONAL FORUM PROBLEMS AND SCIENTIFIC SOLUTIONS. September 6-8. 2021 in Melbourne. Avstraliya.
[5.] Худойбердиева Н.Ш. Гидравлическое сопротивление зернистого слоя при восходящем потоке жидкости. Журнал «Химическое и нефтегазовое машиностроение». -Москва, 2007. -№ 12. -С. 12-13.
67-68.
ю
гм
