Dərs vəsaiti Azərbaycan Dövlət Neft və Sənaye Universiteti təsdiq etmişdir. Əmr №01-I/18

Asılı laylı quruducuların texnoloji hesabı. Asılı laylı quruducuların hesabı bir sıra termodinamiki, kinetik və hidrodinamiki xüsusiyyətlərə malikdir.
Qaynayan laylı quruducularda prosesə əlavə istilik verilməsi, yəni quruducu qazın sərfinin azaldılması məqsədilə bilavasitə psevdoqanayan layda istilikdəyişdirici elementlərin yerləşdirilməsi imkanı vardır. Verilən istiliyin miqdarı (5.10) tənliyilə tapıla bilər. İstilikötürmə əmsalının K və verilən istiliyin Q_ə məlum qiymətlərində həmin düsturla istilikötürmə səthinin A_q qiyməti hesablanaraq, onun qaynayan layda yerləşmə mümkünlüyü də yoxlana bilər. Praktikada qurutmaya lazım olan istiliyin 80%-ə qədəri verilə bilir. Ona görə də qəbul olunmuş q_ə aşağıdakı ifadə ilə məhdudlanır (5.11)-ə bax):
(5.39)
Qurutmanın istilik-kütlə mübadiləsi prosesi olduğunu nəzərə alsaq, qaynayan layın kinetik tələb olunan

hündürlüyü H_ql bərabərdir:

, (5.40)
burada h_t, h_x ‒ uyğun olaraq, istilikötürmə və ya kütləötürmə tənliklərilə hesablanan bir ötürmə vahidinə ekvivalent hündürlük; m_t, m_x ‒ uyğun olaraq qaz və materialın temperatur və ya nəmsaxlamalarının dəyişməsilə ifadə olunan ötürmə vahidlərinin sayı.
Qaynayan layın müxtəlif hidrodinamik şəraitlərində h_t, h_x, m_t, m_x parametrlərinin hesabı düsturları [2]-də verilmişdir.
Qaz-asılı hissəciklər axınında bərk fazanın qatılığı alçaq olan asılı laylı quruducular (pnevmatik borular, səpələyici, spiral) materialın qurutma zonasında nisbətən az qalma müddətilə fərqlənirlər. Bununla əlaqədar olaraq, onlarda qurudulmağa dispers materiallar məruz qalırlar. Bu halda daxili istilik-kütlə ötürməsinin intensivliyi, xarici istilik-kütlə mübadiləsinin intensivliyindən ən azı bir tərtib yüksək olur. Bu hallar nəzərə alınmaqla, qurutma prosesinin kinetik vaxtını hesablamaq üçün tənliklər çıxarılmışdır [2].
Qurutma prosesinin hərəkətverici qüvvəsi, yəni qazın axındakı və materialın səthindəki temperaturları və ya nəm saxlamaları arasındakı orta fərqi avadanlıqdakı hidrodinamik şəraitlərdən asılı olaraq hesablanır. Məsələn, pnevmatik borular və spiral quruducular qaz və materialın düzaxınlı hərəkət edən ideal çıxarma aparatlarıdırlar. Quruducunun kanalında qaz-asılı hissəciklər hərəkət etdikdə bərk və qaz fazalarının parametrləri başlanğıcdan son qiymətlərə qədər dəyişirlər. Ona görə də, praktikada kifayət qədər dəqiqliklə ortaloqarifmik qiymətlə tapıla bilən hərəkətverici qüvvənin ortainteqral qiymətindən istifadə edilir.
Hidrodinamik modelə görə ideal qarışma
aparatlarına yaxın olan burulğanlı quruducularda prosesin hərəkətverici qüvvəsi qaz və materialın temperatur və ya nəm saxlamalarının son qiymətləri arasındakı fərqə bərabərdir. Hidrodinamik modelə görə səpələyici quruducular aralıq tipli aparatlardır. Praktikada onlar üçün hərəkətverici qüvvə ideal çıxarma rejimi üçün hesablanmış hərəkətverici qüvvənin maksimal qiymətinin hər hansı bir alçaldıcı əmsala vurulması ilə tapıla bilər [2].
Hidrodinamiki şəraitlərin və qurudulan materialın son qiymətlərinin müəyyənləşdirilməsi mürəkkəb və ya mümkün olmayan hallarda, buxarlanan nəmə görə işçi zonanın həcmi gərginliyilə B_h (5.14) ifadə olunan qurutma prosesinin intensivliyi üzrə təcrübi və ya sənaye qiymətlərindən istifadə edilir. Bu yanaşma səpələyici və siklon quruducuların hesabında tez-tez işlədilir.
Quruducu qaz axınına normal olan asılı laylı quruducu kəsiyinin sahəsi sərf tənliyindən tapılır:
, (5.41)
burada V ‒ quruducu qazın sərfi, m³/s; w ‒ quruducu qaz axınının avadanlığın işçi kəsiyindəki sürəti, m/s.
Qaynayan və fontanlı quruducularda asılı layın verilmiş məsaməliliyini təmin edən qaz axınının sürəti ədədi qiymətcə hissəciklərin sıxlaşmış çökmə (uçma) sürətinə bərabərdir. Sıxlaşmış çökmə sürətini Re ˂ 2‧10⁵ qiymətlərində işlədilən universal asılılıqla [5, (2.12) düsturu] tapmaq olar:
, (5.42)
burada Ar ‒ Arximed kriteridir. Qeyri-sferik formalı hissəciklərin çökmə sürəti (5.42) düsturu ilə hesablanmış qiymətin vahiddən kiçik olan qeyri-sferiklik əmsalına φ vurmaqla tapılır [12, (2.11) düsturu]. Təqribi hesablamalarda müxtəlif formalı hissəciklər üçün φ-nin qiymətləri belədir: dəyirmi – 0,77; kələ-kötür – 0,66; uzunsov – 0,58; lövhəşəkilli – 0,43, kub – 0,806.
Quruducu qazın sürəti və psevdoqaynamanın digər şəraitləri dəyişdikdə asılı layın nisbi məsaməliliyi aşağıdakı ifadə ilə hesablana bilər:
(5.43)
Bircinsli psevdoqaynamanı, eləcə də layda əlavə istilikdəyişdirici elementlər yerləşdirilməsini təmin etmək üçün layın hündürlüyü 0,2-dən 1,5 m-ə qədər hədlərdə (böyük qiymətlər xırda, polidispers və çətin qaynayan materiallar üçün qəbul edilir) olmalıdır. Ona görə də, lazım gələrsə (5.40) ifadəsilə H_ql-ın hesablanmış qiymətini məsləhət görülənə qədər artırmaq lazımdır. Quruducu kameranın hündürlüyünə ayırıcı zonanın hündürlüyü H_ay də daxildir. H_ay = (1 ÷ 4)H_ql (böyük qiymətlər xırda materiallar üçündür) qəbul olunur.
Qaynayan laylı quruducunun hidravliki müqaviməti layın özünün, qaz paylaşdırıcı şəbəkənin və quruducu qazın giriş və çıxışındakı yerli müqavimətlərin məcmuundan ibarətdir.
Psevdoqaynayan layın müqaviməti ondakı materialın effektiv çəkisi ilə müəyyənləşir. «Qaz-bərk cisim» sistemi üçün:
(5.44)
burada ‒ materialın görünən sıxlığı, kq/m³; ρ_q ‒ qazın sıxlığı, kq/m³.
Qazın effektiv paylaşdırılması üçün qaz paylaşdırıcı şəbəkənin hidravliki müqavimətini, 500 Pa-dan az olmamaqla, qəbul etmək məsləhət görülür.
Quruducu boruda qaz axınının sürəti w_q=(1,5÷2,0) ( materialın ən böyük ölçülü hissəciklərinin uçma
sürəti) bərabər götürülür. Boruda konveksiya yerdəyişməsinin qarşısını almaq üçün qazın minimal sürəti 5 m/s-dən az olmamalıdır. Yüksək hidravlik itkilərin yaranmaması üçün isə maksimal sürət 40 m/s ilə məhdudlanlr.
Quruducu borunun ümumi hündürlüyü H sürət verilmə sahəsindən H_sv və material hissəciklərinin stasionar hərəkət H_st sahələrindən ibarətdir: H = H_sv + H_st. Stasionar hərəkət sahəsində orta ölçülü hissəciklərin sürəti w_h sabit götürülür, yəni:
,
burada w_h ‒ stabilləşdirilmiş hərəkət sahəsində hissəciklərin sürəti, m/s; w_u ‒ orta ekvivalent diametrli hissəciklərin üçma sürəti, m/s; τ_st‒ sabitləşmiş hərəkət sahəsində hissəciklərin hərəkət vaxtı, s.
w_u və sürətləri sərbəst çökmə sürətləri kimi (5.42) düsturu ilə hesablanırlar, yəni hissəciklərin axındakı qatılıqları nəzərə alınmır.
τ_st vaxtı qurutmanın ümumi kinetik vaxtının τ bir hissəsini təşkil edir:

burada τ_r ‒ başlanğıc sürətdən son w_h sürətə qədər hissəciyin sürət verilmə vaxtı, s.
Hissəciyin sürət verilmə vaxtını sürət verilmə sahəsində hissəciyin orta sürətinə görə hesablamaq olar. Sürət verilmə sahəsinin hündürlüyü hissəciklərin qeyri-stasionar hərəkətinin hidrodinamikası tənliklərilə tapılır.
Quruducu boruda iki hidrodinamiki cəhətdən fərqlənən sahə olduğundan kütləvermə və ya istilikvermə əmsalları hər bir sahə üçün ayrılıqda hesablanır və kinetik tənlikdə orta qiymətləri qoyulur.
Quruducu borunun hesabi hündürlüyü olduqca çox alınarsa (30 m-dən artıq), ikipilləli yerləşdirilmə variantı qəbul olunur və ya məhsulun yenidən dövr etdirilməsindən istifadə edilir.
Quruducu borunun hidravliki müqaviməti şaquli pnevmatik nəql borusundakı təzyiq itkisini təşkil edənlərin: sürət basqısının saxlanılması, qaz axınının borunun divarına sürtünməsi, yerli müqavimətlər, materialın qaldırılması, materialın asılı halda saxlanılması, materialın hərəkət miqdarının sürət verilmə sahəsində dəyişməsi, materialın hissəciklərinin borunun divarına sürtünməsi cəmindən ibarətdir
Səpələyici quruducuların hidrodinamiki parametrləri səpələyici quruluşun tip və xarakteristikaları, quruducu kameranın forması, quruducu agentin verilməsi və çıxarılması ilə müəyyənləşir. Quruducu kameralar hesablandıqda aşağıdakı xüsusiyyətlər nəzərə alınmalıdır:
‒ tozlandırma damcılarının ölçüləri maye materialın tozlandırılması şəraitindən asılı olaraq, empik asılılıqlarla müəyyənləşdirilir;
‒ quruducu kameranın diametri iri damcıların divara düşməsi istisna edən, tozlandırma məşəlinin radiusunun qiymətinə görə tapılır;
‒ kameranın hündürlüyü prosesin kinetikasına görə tələb olunan qurutma vaxtından az olmamaqla, qurudulan hissəciklərin hərəkət vaxtından asılı olaraq tapılır.
Müxtəlif xassəli qarışığın müxtəlif üsullarla tozlandırılmasında alınan damcıların ölçülərinin hesablanması asılılıqları ədəbiyyatda [2] verilmişdir.
Siklon quruducuların hidrodinamikası spiral kanallarda və ya burulğanlı kameralarda qaz-hissəciklər qarışığının burulmuş axınlarının təsvirinin yüksək mürəkkəbliyilə fərqlənirlər. Praktikada hissəciklərin sürətinin, onların qurudulma zonasında saxlanılma vaxtının, qurutma yolunun hidravliki müqavimətinin hesabında eksperimental tapılmış asılılıqlardan istifadə edilir.