Дәріс 19. Араластыру үрдісін автоматтандыру Сұйық ортада араластыру үрдісін жалпы сипаттамасы .

Араластыру – газ бен сұйықтың ағысымен бұлғылауышпен (мешалка) келетін, импулстің әрекетімен барлық көлемге, тегіс таралу мақсатымен жүретін гидромеханикалық үрдіс.

Араластыру мақсаты

• Суспензияны құр - қатты заттарды сұйық көлемге теп тегіс таратуды қамтамасыз ету;

• Эмульсий, аэрация құру –сұйықты газға немесе сұйық бөлшектерін берілген мөлшерге дейін ұнатқату, біртегіс тарату;

• Қыздыру мен салқындатудың интенсификациясы;

• Салмақауысу интенсификациясы араластыру жүйесінде (еріту, сілтілеу).

Араластырудың негізгі сызбасы

19.1-сурет

• Механикалық - бұлғылауышпен араластыру, аппаратта араласатын оратмен айналады.

• Барботаж - газ бен ауа ағынын сұйық ортаға араластыру жолымен өткізу, ұсақ көпіршіктерге бөлінген, Архимед күшінің әрекетімен сұықтың қабатында көтеріледі де, үздіксіз сұйықты араластырады.

• Циркуля араластыру- насостың көмегімен аппаратта көптүрлі циркуляциялы ағындарды құру жолымен жүреді.

Басқару нысаны

Басқару нысаны – бұлғылауышты ыдыс, үздікссіз қозғалыстағы аппарат, онда екі сұйықтықтың араласуы жүреді .

Басқару нысанның сызбасы.

19.2-сурет

Үрдістің тиімділік көрсеткіші- Қоспадағы алынатын заттың концентрациясы.

Үрдісті басқару мақсаты - үздіксіз интенсивтті және тиімді кезінде қоспаның концентрациясын қамтамасыз ету.

Араластыру тиімділігі аппартың шамалдарын таңдауын қамтамасыз ету бұлгаудың айналу саны бұл аппаратағы қоспаның біркелкі айналуын қамтамасыз етеді.

Бірақ та нақты шартта технологиялық нысан ішкі әрі сыртқы әрекеттердің әсерінен бұзылады, бұл технологиялық жұмыс режимін есептеуден ауытқытады.

Автоматтандыру жүйесін өндеу тапсырмалары талап ететін сапаның сипаттамасымен және тиімді үрдісте ішкі әрі сыртқы әсерлердің әрекеттерін қамтамасыз етеді.

Механикалық араластыру үрдісінің теориялық маңызы

Бұлғалаудың қалақшаларының айналуынан аппаратта ерікссіз қозғалыстар пайда болады, олар теңдеудің критерисымен жазылады:

Eu_м = f(Re_м , Г) (19.1)

Мұнда Eu_м - Эйлер критерийсі 

 критерий Рейнольдса Re_м (19.2)



Геометриялық симплекс Г:

Г=d_м / D_апп (19.3)

мұнда dм - бұлғылаушының диаметрі, м;

n - бұлғылаушының айналу жылдамдығы,айн /с;

• - сұйықтық тығыздығы , кг/м^3;

N_м - бұлғылаумен жұмыс істеуге кететін қуаттылық, вт;

 - динамикалық тұтқырлық Па*с;

К_N – қуаттылық критерийі

Механикалық араластыру үрдісінің технологиялық –құрылымыдық шамасын есептеу әдісі

1. Бұлғылау түрін таңдау оның диаметрі d_м, аппарат өлшемі D_aпп и H_апп.

2. Аппаратың түрі мен өлшеміне байланысты коэффициент С анықтаймыз.

3. Бұлғылаудың айналу санын анықтайды: .

4. Re_м есептейді.

5. Сызба бойынша KN = f(Re_м) тауып алады KN.

6. т N_м 2 теңдеуден тауып алады:

.

7. Құрылғыны айналдыратын өткізгішттің қуаттылығын есептейді Nдв:

(19.4)

Мұнда К- құрылғыны араластыратын және аппаратың құрылымын есептейтін түзету коэффициенті;

Үздіксіз қозғалыс үшін:

Келесіні табу қажет: и .

Бастапқы компонент бойынша материалдық баланс

Динамиканы басқару:

(19.5)

Статиканы теңестіру :

(19.6)

(1) және (2) есептеп:

(19.7)

Барлық заттар бойынша материалдық баланс

Динамика теңдеуі:

19.8)

Статиканы теңестіру :

(19.9)

(19.8) және (19.9) алатынымыз:

(19.10)

Нысанның ақпараттық сызбасы

19.3 -сурет

• Басқарылатын айнымалылар - С_см және h_см .

• Бақыланатын мүмкін әрекеттер: , .

• Басқарылатын мүмкін әрекеттер: .

• Бірақ та , бұл жағдай да , G_см келесі технологиялық үрдіспен анықталынады сондықтан да реттелеіт әрекеттер ретінде қолдануы мүмкін .

Араластыру үрдісін автоматтандыру типті сызбасы.

19.4-сурет

Автоматтандыру типтік шешімдері

1. Реттеу.

• Ерітіндіні алу үшін араластыру үрдісінің тиімді көрсеткіші ретінде G_А реагенттің берілісімен С_см концентрациясын реттеу.

• Сұйық фаза бойынша материалдық балансты қамтамасыз ету үшін G_Б реагенттін берілісімен h_см аппараттағы деңгейді реттеу.

2. Бақылау.

• шығын - G_А, G_Б, G_см ;

• концентрация - С_см ;

• деңгей - h_см.

3. Дабылдау.

• Ауытқу С_см и h_см;

• Бастпақы реагенттің шығынын бірден түсіп кетуі в G_А немесе G_Б, .

4. Қорғаныс жүйесі .

«Қорғаныс жүйесі» дабылы бойынша - бастпақы реагенттердің магистралды берілісі G_А , G_Б және қоспаны саралау G_см.