Çökdürücü aparatlar

Heterogen sistemlərin ayrılma üsulları
Heterogen sistemləri ayırmaq üçün çökdürmə pro­se­sin­dən, filtrləmədən. mərkəzdənqaçma və elektrik qüvvə sahəsinin tə­­­sirindən istifadə olunur. Heterogen sistemin ən sadə ayrılma üsu­­­lu ağırlıq qüvvəsi təsiri nəticəsində təbii çökdürmə pro­se­sidir. Bu prosesdə əlavə enerji tələb olunmadığı üçün zavod prak­­ti­­kasında nəinki asan ayrılan sistemlər üçün, hətta digər he­te­ro­gen sistemlər üçün də sonrakı ayrılma proseslərində də enerji sər­­fini müəyyən qədər azaltmaq üçün tətbiq olunur. Fazalar ara­­­sında sıxlıqlar fərqi az olduqda hərəkətverici qüvvə kiçik olur və prosesin intensiv getməsini təmin etmək üçün əlavə ener­ji daxil etmək lazım gəlir. Bu halda əlavə enerji həmin sis­tem­də mərkəzdənqaçma və ya elektrik qüvvəsi yaratmaqla əldə olu­nur. Birinci halda asılı fazaya ağırlıq qüvvəsindən əlavə mər­kəzdənqaçma qüvvəsi də təsir etdiyindən asılı fazanın ay­rıl­ma sürəti kəskin dərəcədə artır və proses intensivləşir. Elek­trik qüvvə sahəsində proses aparıldıqda isə Kulon qanununa görə yar­anmış asılı faza hissəcikləri yüksək gərginlik sahəsinə doğ­ru hərəkət edərək əsas mühitdən ayrılır. Bu üsullardan, təbii çök­mədən fərqli olaraq, prosesin intensivliyinə verilən enerji miq­darını dəyişməklə təsir etmək mümkündür. Fazalar ara­sın­da hərəkətverici qüvvə (sıxlıqlar fərqi) kiçik olduqda ayrılma pro­sesini yuxarıda göstərilən üsullarla aparmaq əlverişli olmur. Bu halda prinsipcə yuxarıdakılardan fərqlənən digər aparılma üsul­larından – filtrləmədən istifadə olunur. Fazalardan biri bu tə­bəqə məsamələrindən keçdiyi halda, digəri onun mə­sa­mə­lə­rin­də və səthində toplanaraq əsas mühitdən ayrılır.

Ağırlıq qüvvəsinin təsiri
altında çökmə
Çökmə prosesini maye suspenziyaların tərkibindəki bərk hissəciklərin çökməsi misalında izah edək. Fərz edək ki, ağzı açıq qabda hissəciklərin diametri “d” olan maye suspenziya yerləşdırılıb. Hissəciklərin və maye mühitin sıxlıqlarının (və ya xüsusi çəkilərinin) qiymətlərindən asılı olaraq aşağıdakı üç hal mövcuddur:
Bu prosesi xarakterizə edən əsas kəmiyyət asılı faza his­sə­­cik­lərinin çökmə sürətidir. Bu fazanın fiziki xassələrindən əla­­və alınan fazanın disperslik dərəcəsini, yəni hissəciklərinin öl­­çülərini, əsas mühitin özlülüyündən asılı olduqda isə asılı fa­za hissəciklərinin özlülüyündən də asılıdır. Çökmə sürətini ri­ya­­zi olaraq hesablamaq üçün hər hansı maye mühit daxilində kü­rə şəklində olan hissəciklərin hərəkətini nəzərdən keçirək.
Hissəciklərin diametri d, onun və mühitin xüsusi çəkiləri mü­­vafiq olaraqγ_h və γ_Molarsa, hissəciklə mühitin sıxlıqları ara­sın­­da aşağıdakı asılılıqlar ola bilər.
1. γ_h > γ_m– əgər hissəciklərin xüsusih çəkisi ( ), mühitin xüsusi çəkisindən ( ) böyükdürsə onda hissəcik aparatın (çökdürücünün) dibinə yatır.

2. γ_h < γ_m– olarsa bərk hissəciklər mayenin bütün həcmi boyu paylanır və maye daxilində hissəcik asılı vəziyyətdə qalır
3. γ_h = γ_m– olduqda hissəcik mühitin səthinə qalxır. ( olduğunu bilirik )


Şək. 7.1. Ağırlıq qüvvəsinin təsiri altında çökmə
prosesinin sxemi
Çökmə prosesini xarakterizə edən əsas parametrlərdən biri bərk hissəciklərin çökmə sürətidir.
Bu sürətin qiymətini tapmaq üçün şar şəkilli hissəciklərin çökmə prosesinə baxaq (şəkil 7.1). Bərk hissəcik maye mühitində çökərkən ona: ağırlıq qüvvəsi (G),
əks istiqamətdə Arximed qüvvəsi (G₁) və mühitin müqavimət qüvvəsi (R) təsir edir.
Hissəciyin maye mühitdə çökməsi zamanı ona qiyməti aşa­ğıdakı tənliklə təyin olunan ağırlıq G
(7.6)
və hissəciyin hərəkətinə əks təsir göstərən, çəkisinə uy­ğun gələn Arximed qüvvəsi təsir göstərir
(7.7)
Digər tərəfdən hissəciyin hərəkəti zamanı ona Nyuton qa­nu­nuna əsasən mühitin müqavimət qüvvəsi – R təsir edir.
(7.8)
burada φ – mühitin müqavimət əmsalı; W – hissəciyin hərəkət sürəti; S – his­sə­ci­yin en kəsik sahəsidir (şar şəkilli hissəcik üçün ).
Hərəkətdə olan hissəciyə təsir edən qüvvələrin cəbri cəmi Nyuton qüvvəsinə bərabər olduğundan
G – G – R = F = ma (7.9)
Burada a – təcildir.
Çökmə prosesində əvvəlcə çökdürülən hissəciklərin sürəti artır., eyni zamanda R müqaviməti də artır və hərəkət yolunun hər hansı kiçik bir hissəsində sürətin qiyməti elə bir həddə çatır ki, bu halda müqavimət hərəkətverici qüvvəyə bərabər olur, belə ki, hissəciyin sonrakı hərəkəti sabit sürətli (müntəzəm sürətli ) olur və bu sürət çökmə sürəti ( ) adlanır.
Hissəciyin maye mühitdə hərəkətini bərabərsürətli qəbul et­sək, F=0 olacaqdır (bərabərsürətli hərəkətdə a=0 ol­du­ğun­dan). Onda,
G - G - R = 0 (7.10)
olar.
G, G və R-in (7.6) və (7.8) ifadələrindəki qiymətlərini (7.9) –da nəzərə alsaq
(7.11)
olar.
Buradançökmə sürəti ( ) tapılır
(7.12)
və
(7.13)
olar.
Sonuncu bərabərlikdə biri digərindən asılı iki məlum olmayan kəmiyyət, çökmə sürəti ( ) və mühitin müqavimət əmsalı( ) mövcuddur. Lakin sonuncu ifadəyə görə çökmə sürətini hesablamaq çə­tindir, çünki, burada mühitin müqavimət əmsalı çökmə sü­rə­tin­dən asılı olduğu üçün onu qabaqcadan düzgün müəyyən et­mək olmur. Bu halda seçmə üsulundanvə ya çökmə sürətinin kriterial tənliyindən istifadə edilir. Bu tənliyi çıxarmaq üçün (7.13) bərabərliyini mühitin müqavimət əmsalına görə ( )həll edib
(7.14)
bərabərliyin sol və sağ tərəfini Re² vursaq alarıq:

(7.15)
(7.16)
Reynolds kriteriyasının qiymətini (7.16) bərabərliyinin sağın­da yazıb ixtisarlar aparsaq alarıq: (7.17) – fiziki parametrlərdən təşkil olunub Arximed kriteriyası adlanır, yəni . Onda (7.17) bərabərliyini aşağıdakı kimi yazarıq:
(7.18)
(7.18) bərabərliyi çökmə sürətinin kriterial tənliyidir. Bu üsulla çökmə sürətini təyin etmək üçün Lyaşenko üsulundan istifadə edilir. Onun təklif etdiyi üsula görə əvvəlcə təcrübi dəlillər əsasında ilə arasındakı asıllıq qrafiki qurulur (şəkil 7.2). Bu üsulla əvvəlcə fiziki parametrlərdən təşkil olunmuş Arximed kriteriyası hesablanır. Sonra (7 .18) bərabərliyinə əsasən Re kriteriyasının qiyməti götürülür. kriteriyasının məlum qiymətinə uyğun gələn sürət:










Şək. 7.2 Təcrübi dəlillər əsasında Re²=f(Re) asılılıq qrafiki

(7.18)ifadəsinə görə təyin olunur. Beləliklə, çökmə sürətini təyin etmək üçün: ardıcıllığından istifadə edilir.