Файл: Дрі Химиялы жне фармацевтикалы технологияны негізгі процестерін жіктеу. Химиялы ндірісті отайландыру.docx

, (1.7)

К_F-ның кері мәні 1/К = R кедергіні анықтайды. Сонымен, процестің қарқындылығы барлық уақыт қозғаушы күшіне тура пропорционал, ал кедергіге кері пропорционал болады:

, (1.8 )

Егер аппарат арқылы өтетін заттың көлемі V_c белгілі болса және оның жылдамдығы берілсе, онда аппараттың көлденең қимасы былай табылады.

S=V_c / (1.9)

S-тің мәні бойынша аппараттың негізгі өлшемдерінің біреуін анықтайды, мысалы цилиндр тәрізді аппараттар үшін оның диаметрі , аппарттың биiктiгi Н (тiк аппарат) немесе ұзындығы (ұзындығы). (1.8 ) теңдеу арқылы F анықталса, онда арқылы V табылады.

Мұнда -аппараттың меншiктi бетi, яғни аппараттың бiрлiк көлемiне сәйкес бетi; V-аппараттың биiктiгi немесе ұзындығы V = S ^. Н теңдеуiнен есептелiнедi.

Процестiң қозғаушы кұшi мен жылдамдық коэффициенттерiнiң сандық мәнiн табу, процестердi есептеудiң ең күрделiсi болып табылады.

Процесстердің негізгі теңдеулері. Процесстердің қозғаушы күші, жылдамдығы және қарқындылығы

Жоғарыда айтылған процесстердің барлығы қозғаушы күштің әсерінен ғана өтуі мүмкін. Қозғаушы күш жүйенің (процесстің) тепе-теңдік күйінен ауытқу дәрежесін сипаттайды. Мысалы, ол гидромеханикалық поцесстер үшін -қысымдар айырмасы, жылу процесстер үшін -температуралар айырмасы, массаалмасу алмасу процестер үшін -концентрациялар айырмасы болып табылады.
Бақылау сұрақтары

1. Процесс дегеніміз не?

2. Процестің қандай түрлері бар,олардың сипаттамалары қандай?

3. Аппараттың машинадан айырмашылығы қандай?

4. Аппараттар мен машиналардың негізгі сипаттамалары болып не табылады?

5. Үздіксіз және мерзімді әрекетті аппараттардың технико-экономикалық бағасын беріңіздер? Олардың артықшылықтары мен кемшіліктерін көрсетіңіздер?

---

6. Аппараттарға қандай талаптар қойылады?

7. Қалыптасқан және қалыптаспаған процестердің мәнін түсіндір. Осы процестер өтетін заңдар қалай анықталады? Кез-келген процес неден басталады?

8. Жүйе шарттарын анықтайтын негізгі және жалпы заңдардың мәні неде және сипаттамалары қандай?

9. Процестің жалпы өту жылдамдығы қалай жазылады? Осы теңдікке енетін жалпы шамалардың өлшем бірлігі және физикалық мәні неде?

10. Массаның және энергияның сақталу заңы қалай жазылады?


Дәріс 2. Гидростатиканың негізгі заңдылықтары: Паскаль заңындағы Эйлер теңдеуі
Сұйықтық туралы жалпы түсінік

Әр түрлі сүйықтардың табиғи жағдайы мен олардың қолдану шараларын қарастырған кезде қозғалу заңдылығымен қоса сүйықтың күш әсері мен жер бетіне немесе басқа заттардың бетіне тигізетін механикалық өсерін зерттейді. Осындай күрделі мәселелерді зерттеу кезінде бұл ілім ғылым ретінде қалыптасты да, оны гидромеханика гидравлика деп атайды.

Гидравликадеген сөз гректің су және қүбырша деген сөзінен шыққан. Гидравлика әр түрлі сүйықтың тепе-теңдік жағдайы мен оның қозғалу (ағу) заңдылығын зерттейді де, осы заңның практикада түрлі инженерлік-техникалық есептеулер кезінде қолдану тәсілдері беріледі.Гидравлика мынадай негізгі бөлімдерден түрады: гидростатика, кинематика және гидродинамика.

Гидростатикасүйықтың тыныштықта түрғандағы тепе-теңдігі мен қатты дененің сүйыққа түгелімен немесе жартылай батқан кездегі сипатын зерттейді. Кинематика сүйық қозғалысының (ағынының) геометриялық көрсеткіші мен уақыт ішіндегі (жылдамдығы мен үдеуі) жағдайын зерттейді. Гидродинамикасүйық қозғалысының заңдылығын және оған түсетін барлық күш өсерімен бірге зерттейді.

Гидравлика мына пөндермен тығыз байланысты: физика, жоғарғы математика, теориялық механика, материалдар кедергісі ғылымдары, сонымен қатар сүйықтық ғылымы турбина жобалаудың, сүйық сорғыштың, басқа да гидравликалық машиналардың, сумен қамтамасыз етудің, жер суландырудың және жер құрғату сияқты ғылым салаларының негізгі базасы болады. Барлың техника саласында гидравликалық қондырғылар пайдаланылады, олар да осы гидравлика заңын қолданады.

Гидравликаның зерттеу объектісі -сұйық, табиғатта сұйықтың 4 агрегатты күйі қатты, сүйық, газ түрінде және плазмалы болып бөлінеді. Сұйықтың негізгі қасиеттеріне өте төменгі температура мен жоғары қысым кезінде, қатты дене қасиетінде болатындығын (мұз), ал өте жоғары температура мен ең төменгі қысым кезінде газ түріндегі қасиетіне айнала алатындығын (бу) жатқызуға болады.

---

Сұйықдегеніміз - физикалың дене, оның бөлшектері өте қозғалғыш келеді де, аққыш және сыртқы күш әсерінен өзінің формасын өзгерте алатын қасиеті бар. Сұйықтар сығылатын (газ түрлі) және қысылмайтын немесе өте аз сығылатын (тамшылы) болып бөлінеді.

Сұйық қозғалысының заңдылығын зерттеуді жеңілдету үшін идеалды (қиялды) және реалды (нақтылы) сұйықтар деп екіге бөлінеді.

Идеалды (қиялды) -тұтқырсыз сұйық, бұл сұйықта үйкеліс күші мен жанама кернеу күші болмайды да, сыртқы күш әсерінен оның көлемі өзгермейді.

Реалды (нақтылы) -тұтқырлы сұйық, табиғатта кездесетін сүйық қысымымен температураның әсерінен көлемі өте аз өзгереді. Сондықтан гидравликада нақтылы сұйықты абсолютті сығылмайтын дене ретінде зерттейді.

Реалды сұйық Ньютондық және Бингемдік болып бөлінеді. Ньютон сұйықындағы қозғалысты сұйық бір қабатының екінші қабатына қарағандағы жанама кернеу (ішкі үйкеліс) оның жылжу жылдамдығына пропорционалды болады. Егер сұйық тыныштықта тұрса, бұл кернеу күші нөлге тең болады. Ньютон сұйығына су, май, бензин, керосин, глицирин, ауа газдары, т.б. жатады.

Бингем сүйығының ағысы өте баяу болады, Ньютон сұйығынан айырмасы - тыныштықта тұрған кезіндегі бұл сұйықта жанама күші (ішкі үйкеліс) болады, әрі

мұның шамасы сұйықтың түріне байланысты. Бингем сұйығына битум, балшықты лай, колоидтар, т.б. жатады. Ал мұнай өнімдері қатуға жақындаған температурадағы сұйыққа әсерін тигізетін ішкі және сыртқы күштер деп бөлінеді. Ішкі күш сүйықтың ішіндегі бөлшектердің байланыстығы, ал сыртқы күштерге сұйық бетіне түсетін күш және көлем болып келеді. Сұйық бетіне түсетін күштер (сығу, созу, үйкеліс күші, қысым) сұйықтың белгілі көлеміне бағытталған. Көлемдік күштер (салмақ күші, инерциялық күш, электромагниттік күш) сұйық денесінің барлық көлеміне бірдей тарайды.

---

Сұйықтың негізгі физикалық қасиеттері

Сұйық денесінің массасының көлеміне қатынасын сұйық тығыздығы деп атайды.
, кг/м3
мұндағы, - тығыздық, М - масса (кг), V - көлем (м³).

Сұйық тығыздығын ареометрмен өлшейді.

Біртекті сұйықтың меншікті салмағы деп сұйықтың салмағының көлеміне қатынасын айтады.

немесе , кг/м³
Мұндағы, G- сұйықтың салмағы, -меншікті салмақ, сұйықтың меншікті салмағының өлшем бірлігі 1 Н/м³, Н дегеніміз - Ньютон күш бірлігі.

Температураның әсерінен сұйық көлемінің өзгеруі

Температураның өсіп, өзгеруіне қарай, сүйықтың көлемінің өзгеруін көлемдік ұлғаю коэффициенті _t арқылы бейнелейді.
,1град
Қысымның әсерінен сұйық көлемінің өзгеруі

Сұйық көлемінің қысымның әсерінен өзгеруін көлемдік сығылу коэффиңиенті _сдейді.
немесе , см² /кг
Серпімділік модулі. Сұйықтың көлемінің сығылу коэффиңиентіне кері шаманы серпінділік модулі деп атайды, К таңбасымен белгілейді.

немесе , см² /кг

Орташа есеппен практикалық жағдайда судың серпімділік модулі К = 20,6 • 10⁸, кг/мс², мұнай өнімдерінікі К =13,25 • 10⁸ кг/мс².

Тұтқырлық. Әр түрлі жылдамдықпен аққан сұйықтың қос қабатының арасында болатын үйкеліс кедергіні тұтқырлық деп атайды немесе сұйықтың жанама кернеуге қарсы тұру қасиетін айтады, кейде сұйықтың ішкі үйкелісі деп те атайды. Сұйықтағы ішкі үйкеліс күштің барлығын түңғыш рет айтқан И. Ньютон. Ол 1687 жылы келтірілген болжамын ішкі үйкеліс күші сұйықтың екі қабатының жанасу бетінің ауданы мен салыстырмалы жылдамдықтарына тура пропорционал болып өседі деп жорамалдаған. Ньютонның бұл болжамының дұрыстығын орыс ғалымы Н.П. Петровтың «Машинадағы үйкеліс және жоғалатын (майланатын) майдың әсері» деген жұмысы арқылы дәлелдеген. Тура бағытталған цилиндрлік құбыр бойымен баяу жылжыған сұйықтарды зерттеу арқылы мына формуламен тапқан:

---

немесе

Мұндағы, Т -үйкеліс күші; -сұйықтың қасиетін сипаттайтын тұтқырлықтың динамикалық коэффидиенті;

S -қабаттың жанасу бетінің ауданы; -вертикаль бойынша есептелген жылдамдықтың градиенті; -су қабаттарының жанама үйкелу күшінің кернеуі. Практикалық есептерде көбінесе, тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті мен сұйықтың тығыздығының қатынасына тең, сондықтан тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті қолданылады:

Мұндағы, v- түтқырлықтың кинематикалық коэффициенті.

Беттік керілу (капиллярлылық). Жіңішке түтіктермен сұйықтың көтерілуі, төмен түсуі, оның капиллярлық қасиетіне байланысты. Сұйықтың капиллярлы түтіктермен көтерілуі, түтік қабырғасына жұғатын сұйықтарға, ал төмен түсуі түтік қабырғасына жұқпайтын сұйықтарға тән. Мысалы, шыныдан жасалған түтікке жұғатын су осы түтіктің бойымен жоғары көтеріледі де, бұл түтікке жұқпайтын сынап меншікті салмақ әсерінен төмен түседі. Сұйықтың капиллярлығы беттік керілу күшіне байланысты.

Гидравликалық үдерістердің көбінде, беттік керілу күшін өте аз шама болғандықтан қарастырмайды. Бірақ, капиллярлықтың жер астындығы немесе топырақ кеуектеріндегі судың қозғалысына тигізетін әсері өте зор. Сондықтан сұйықтың гидравликалық есептеулерінде капиллярлылық қасиетін есепке алу өте қажет.

Гидростатика. Гидростатикалық қысым.

Гидростатика - гидравликаның негізгі бір бөлімі, ол сұйықтың тепе-теңдігі мен қатты дененің түгелімен немесе жартылай батқан кездегі сипатын зерттейді. Тыныштықта тұрған сұйықтың жанама күш - кернеуі нөлге тең болады да, оған нормалы күш - кернеуі әсерін тигізеді (оның салмақ күші).

Гидростиканың негізі болып, сол нүктедегі сұйықтың тыныштық күйіндегі гидростатикалық қысымы есептелінеді, ол Р таңбасымен белгіленеді. Тыныштықтағы сұйықтың гидростатикалық қысымын Р скалярлық шама деп атайды, ол сол нүктедегі кернеу модуліне тең

---