Дәріс №9 Араластыру процесін модельдеу

Араластыру процесі негізінен араластыру сапасы мен араластыру әрекетінің қарқындылығымен сипатталады. Араластыру процесінің сапасы дегеніміз араластыргыш қҧрылғылар мен аппараттардың қҧрылысына және араласатын сұйыққа берілетін энергия шамасына байланысты. Процестердің жүруіне байланысты араластыру процесінің сапасы әртүрлі болады. Суспензия алу кезінде араластыру сапасы қатты бөлшектердің аппарат көлемінде таралу дәрежесін сипаттайды, ал жылужәне массаалмасу процестерінің қарқындылығын арттыруды және жылу және масса өту коэффициенттерін арттырғанда араластыру сапасы қаншалықты артқанын көрсетеді. Технологиялық процестердің берілген нәтижесіне жету үшін кеткен уақыт пен белгілі уақыттағы араластырғыштың саналу саны араластыру қарқындылығымен сипатталады. Араластыру қарқындылығы қаншалықты жоғары болса, араластырудың берілген сапалығына жету үшін соншалықты аз уақыт керек болады.

1. Механикалық араластыру гидродинамиканың сыртқы мәселесіне жатады. Бұл араластырғыштар үш түрлі болады:
1. қалақты;
2. пропеллерлі;
3. турбиналы.

Әртүрлі араластырғыштардың аппараттағы жұмысында сұйықтың белгілі түрдегі бағытталған ағымдары пайда болады. Сұйықтың аппараттағы қозғалысын күрделі геометриялық формалы каналдағы сұйықтың қозғалысы деп қарастыруға болады. Сұйық қозғалысына салмақ күштерінің әсерін есепке алмауға болады, бұл тәжірибе арқылы анықталған. Қалақтар саны санаулы болғандықтан сұйықтың аппараттағы қозғалысы қалыптаспаған болады. Сұйықтың қаналдардағы қалыптаспаған қозғалысы мынадай байланыспен сипатталады:

Eu= f(Re, Fr, r1,r2... ).
Мұнда r1, r2 … – геометриялық симплекстер. Араластырғыш аппараттағы процесс үшін сызықты өлшем ретінде араластырғыштың диаметрін, процестің уақыты ретіңде айнаддырғыштың айналу санына кері пропорционал жылдамдық мәнін қабылдауға болады:

ω = Пdn/60
мұндағы, d – араластырғыш диаметрі; n- араластырғыштың 1 минутта айналған саны. Алынған шамаларды сәйкес ұқсастық сандарының орнына қойатын болсақ, онда:
Re=w*d*p/μ

Fr=n2*d2/gd

Eu=∆p/pn2*d2

Егер сұйық араластырғыш жұмысы әсерімен белгілі контур бойынша циркуляция жасаса, онда араластырғыш қуаты насос қуаты сияқты мына қатынастардан анықталады:
N=Vсек*∆p

Мұнда, Vсек-араластырғыштың насостық өнімділігі, ; ∆р– араластырғыштан туындайтын тегеурін, . Осыдан

Араластырудың бұл әдісі араластыратын сұйық қабатына газды жіберу арқылы өткізіледі. Араластырудың бұл тәсілі төмен қарқынды процесс және энергия шығыны механикалық араластыруға қарағанда көптеу болады. 57

Пневматикалық араластыру химия өндірісінде ағынды суларды биологиялық тазалауда, полимеризациялауда және газдарды тазалауда кеңінен қолданыс табуда.
3. Циркуляциялық араластыру. Циркуляциялық араластыруда аппарат –ортадан тепкіш немесе ағынды насос – аппарат жүйесі арқылы сұйықты көп қайталап айдаумен жүргізу арқылы сұйық ортаны қарқынды араластырады. Аппаратқа сұйық арнайы шашыратқыш насадкамен жабдықталған құбырлармен беріледі. Құбырлардағы араластыру ең қарапайым және сұйықтарды тасымалдағанда ең қолайлы тәсіл. Құбырларда араластыру турбулентті пульсациялар әсерінен жүреді. Араластырудың бҧл әдісін, егер ағын турбулентті және құбырдың ұзындығы сұйықтың оның ішінде болу уақытына жеткілікті болса, қолданады. Сұйықтың араласуын дамыту ҥшін жиі құбырдың ішіне арнайы насадкалар, инжекторлар және т.б. орнатылады.