13.7. Termal transformatorlar

Ko'pincha, texnologik jarayon uchun ma'lum bir haroratni saqlash kerak.

Bunday qo'llab-quvvatlashning eng oddiy usuli - yoqilg'ini yoqish va issiqlikni issiq yonish mahsulotlaridan to'g'ridan-to'g'ri iste'molchiga yoki oraliq sovutish suviga o'tkazish. Bunday holda, issiqlik almashinuvi tabiiy ravishda haroratli issiq manbadan sodir bo'ladi T Harorat bilan 1 sovuqroq T 2. Ushbu usul bilan yoqilg'ining yonishi paytida olinganidan ko'ra ko'proq issiqlik o'tkazish mumkin emas (va yo'qotishlar tufayli u ancha kamroq).

Biroq, ma'lum miqdorda issiqlikka ega bo'lish, printsipial jihatdan mumkin q" da yuqori harorat T 1, ish haqisiz past haroratda ko'proq issiqlikni oling T 2. Buning uchun yuqori haroratli va yuqori haroratli manba o'rtasida teskari to'g'ridan-to'g'ri Karno aylanishini amalga oshirish kifoya. muhit harorat bilan T Bilan, buning natijasida ish olinadi (qarang (7.7)):

Bu ishni harorat T bo'lgan muhit o'rtasida teskari teskari Karno siklida o'tkazgandan so'ng Bilan va harorat bilan iste'molchi T 2 ga teng bo'lgan issiqlik miqdorini ikkinchisiga o'tkazamiz

Ushbu iborada ishning qiymatini almashtirish l Bilan oldingi ifodadan biz quyidagilarni olamiz:

bu erda proportsionallik koeffitsienti ps 1,2 deyiladi issiqlik konvertatsiya koeffitsienti harorat T 1 haroratga T 2 .

Shuning uchun, olgan q" haroratga ega bo'lgan manbadan issiqlik miqdori T 1 , harorat bilan tanaga o'tkazilishi mumkin T 2 issiqlik miqdori ps 1.2 q" .

Chunki T 2 T 1, keyin q" >q" .

Masalan, keling t 1 \u003d 1000 C haqida, t 2 \u003d 50 o C, t Bilan \u003d 0 ° S. Koeffitsient. Shunday qilib, 50 ° C haroratda, aytaylik, 5 J issiqlikni olish uchun 1000 ° C da atigi 1 J issiqlik sarflanishi kerak, an'anaviy isitish moslamalarida yuqori haroratda 1 J issiqlikka aylanadi. past haroratda bir xil miqdordagi issiqlik.

Shuning uchun, termodinamika nuqtai nazaridan, isitish moslamasi qaytariladigan issiqlikni o'zgartiruvchi o'rnatishdan 5 baravar kam tejamkor.

Bir haroratli manbadan boshqa haroratli iste'molchiga to'g'ridan-to'g'ri va teskari issiqlik uzatish aylanishlarini ta'minlaydigan qurilma deyiladi. termotransformator.

Agar kerakli harorat dastlabki haroratdan past bo'lsa, u holda termotransformator chaqiriladi tushirish.

Asl haroratdan yuqori haroratni saqlash uchun yordam talab qilinadi ortib boradi termotransformator, buning uchun, beri T 2 > T 1 .

Guruch. 13.7-rasm. 13.8

Termal transformator issiqlik dvigateli va issiqlik nasosining birikmasidir.

Shaklda. 13.7 da pastga tushadigan termal transformatorning diagrammasi ko'rsatilgan va shakl. 13,8 - uning nazariy tsikli.

Shaklda. 13.9 da ko'tariladigan issiqlik transformatorining diagrammasi ko'rsatilgan va shakl. 13.10 - uning nazariy tsikli.

Raqamlarda: I - issiqlik dvigateli, II - issiqlik pompasi.

Agar termal transformator haroratni asl haroratdan pastroq va yuqoriroq saqlash uchun mo'ljallangan bo'lsa, u deyiladi aralash turdagi termotransformator.

Guruch. 13.9-rasm. 13.10

test savollari

Teskari Karno sikli qanday ishlaydi?

Issiqlik nasosini o'rnatishning termodinamik samaradorligini qanday parametr baholaydi?

Issiqlik pompasi va sovutish sxemasi o'rtasidagi farq nima?

14. Gazlar va bug'larni aralashtirish

Turli xil qurilmalarda ko'pincha turli gazlar, bug'lar yoki suyuqliklarni aralashtirish bilan shug'ullanish kerak. Bunday holda, aralashmaning holat parametrlarini ushbu aralashmani tashkil etuvchi komponentlarning ma'lum holat parametrlaridan aniqlash talab qilinadi.

Ushbu muammoni hal qilish ushbu aralashtirish jarayoni amalga oshiriladigan sharoitlarga bog'liq. Aralashmalarni hosil qilishning barcha usullarini uch guruhga bo'lish mumkin:

gazlarni doimiy hajmda aralashtirish;

gaz oqimlarini aralashtirish,

tankni to'ldirishda gazlarni aralashtirish.

14.1. Doimiy hajmda aralashtirish jarayoni

Aralashmani shakllantirishning bu usuli bosimli bir nechta gazlardan iborat R 1 , R 2 , …, R n, haroratlar T 1 , T 2 , …, T n va omma G 1 , G 2 , …, G n turli hajmlarni egallaydi V 1 , V 2 , …, V n(14.1-rasm).

Agar siz gazlar orasidagi ajratuvchi qismlarni olib tashlasangiz, u holda gazlar aralashadi va aralashmaning hajmi

V = V 1 + V 2 + …+ V n ,

va aralashmaning massasi

G = G 1 + G 2 + …+ G n .

Muvozanat holati o'rnatilganda, aralashmaning parametrlari bo'ladi R, v, T, u.

Jarayon adiabatik va hajm o'zgarmaganligi sababli, termodinamikaning birinchi qonuniga muvofiq, ichki energiya tizimlari:

U = U 1 + U 2 + …+ U n yoki Gu=G 1 u 1 + G 2 u 2 + … + G n u n .

Demak, aralashmaning solishtirma ichki energiyasi quyidagicha aniqlanadi:

, (14.1)

qayerda g i- massa ulushi i th gaz.

Va o'ziga xos hajm, uning ta'rifiga ko'ra, tengdir

. (14.2)

Boshqa parametrlar ( R, T) haqiqiy gazlar uchun bug'lar va suyuqliklar ushbu moddalar uchun diagrammalardan topilgan.

Ayniqsa, doimiy issiqlik sig'imiga ega bo'lgan ideal gazlar aralashtirilganda, buning uchun du= c v dT, olamiz

Agar bir xil gazning qismlari aralashtirilgan bo'lsa, aralashmaning harorati oddiyroq formuladan foydalanib hisoblanadi:

.

Aralashtirgandan keyin gaz bosimi Klayperon-Mendeleyev tenglamasi bilan aniqlanadi

qayerda R gaz aralashmasi konstantasi (1.4-bo'limda belgilangan).

14.2. Aralashtirish jarayoni

Bunday holda, gazlarni aralashtirish bir kanalda bir nechta oqimlarning ulanishi natijasida yuzaga keladi.

Quvurga ruxsat bering 1 (14.2-rasm) parametrlarga ega gaz aralashtirish kamerasiga kiradi p 1 , v 1 , T 1 , h 1 va quvur liniyasi orqali 2 – parametrlari bilan gaz p 2 , v 2 , T 2 , h 2 .

Quvur orqali gaz oqimi 1 teng G 1, quvur liniyasi orqali 2 – G 2. Aralashtirish kamerasiga kirishda bu gaz oqimlari kameradagi bosim o'zgarishi uchun siqiladi. R dan kam edi R 1 va R 2 (agar, masalan, R > R 1, keyin aralashtirish kamerasidan gaz quvur liniyasiga shoshilardi 1 ).

Shuni ta'kidlash kerakki, bosim R aralashtirish kamerasida boshqacha tanlanishi mumkin (klapanlarni sozlash orqali); Shu tarzda, oqimdagi aralashtirish jarayoni aralashtirishdan sezilarli darajada farq qiladi doimiy hajm, bu erda bosim aralash gazlarning parametrlari bilan yagona aniqlanadi.

Parametrlari bilan aralashtirish kamerasidan gaz R,v, T quvur liniyasi orqali chiqariladi 3 . Quvurdagi gaz iste'moli 3 ga teng ekanligi aniq G = G 1 + G 2 .

Gaz quvur liniyalarida harakat qilganligi sababli, u ichki energiyaga qo'shimcha ravishda (butun) kinetik va potentsial energiyaga ham ega. Oddiylik uchun (ko'pgina texnik muammolar uchun bu oqlanadi), biz buni taxmin qilamiz

quvurlar gorizontal holatda joylashgan, shuning uchun potentsial energiyaning o'zgarishini e'tiborsiz qoldirish mumkin;

gaz harakati tezligi nisbatan kichik, ya'ni. o'zgartirish kinetik energiya ham e'tiborsizlik.

Keyin, adiabatik oqim uchun birinchi qonunga (9.3) ko'ra, yuqoridagi sharoitlarda biz bor

Bu erdan biz oqimda aralashtirish natijasida olingan aralashmaning o'ziga xos entalpiyasi uchun ifodani olamiz:

. (14.3)

Maxsus entalpiyani bilish h va bosim R aralashtirilgandan keyin gaz, holat diagrammalaridan foydalanib, aralashmaning qolgan parametrlarini topishingiz mumkin ( T, v, s va boshq.).

Uchun ideal gazlar, o'ziga xos entalpiyani ifoda bilan almashtirish Bilan R T, olamiz

. (14.4)

Bir xil gazning ikkita oqimini aralashtirishda aralashmaning harorati formulasi soddalashtiriladi:

. (14.5)

Shu tarzda aniqlangan haroratni bilish T, ideal gazning holat tenglamasidan o'ziga xos hajmni topishingiz mumkin:

(14.3)-(14.5) formulalar xuddi shunday aralash gaz oqimlarining ixtiyoriy soni uchun yozilgan.

14.3. Ovozni to'ldirishda aralashtirish

Tankga qo'ying 1 (14.3-rasm) hajmi V massasi bo'lgan gaz (bug ', suyuqlik) mavjud G Variantlar bilan 1 R 1 , T bitta. Bu tank quvur orqali oziqlanadi. 2 parametrlari bilan gaz R 2 , v 2 , T 2 (aniq, R 2 > R 1) va og'irlik G 2, shundan so'ng vana yopiladi. Tankda hajmi bo'lgan gazlar aralashmasi mavjud V va vazn G = G 1 + G 2. Olingan aralashmaning parametrlarini aniqlash kerak.

To'ldirish jarayonida itarish ishi quvur liniyasidagi gazda amalga oshiriladi 2 ga teng – p 2 v 2 G 2; tankda hech qanday ish bo'lmaydi, chunki tankning hajmi doimiydir.

Adiabatik jarayonda ish ichki energiyaning o'zgarishi tufayli amalga oshiriladi (avvalgidek, biz oqim tezligining kichikligi sababli kiruvchi gazning kinetik energiyasini e'tiborsiz qoldiramiz):

Demak, idishdagi aralashmaning solishtirma ichki energiyasi teng

Aralashmaning o'ziga xos hajmi, ta'rifiga ko'ra, tengdir v = V/ G.

Bilish u va v, diagrammalar yordamida aralashmaning qolgan parametrlarini toping ( R, T, s, h).

Doimiy issiqlik sig'imlari bilan bir xil ideal gazni aralashtirishda

qayerda k adiabatik indeks hisoblanadi.

Aralashdan keyin tankdagi bosim

Havoning ikki qismi aralashtiriladi va birinchi komponentning massasi 10 kg va uning harorati 400 ° C, ikkinchi komponentning massasi 90 kg va harorat 100 ° S. Haroratni aniqlang. turli xil aralashtirish usullari uchun aralash.

Yechish: doimiy hajmdagi aralashtirish jarayoni yoki gaz oqimidagi aralashtirish jarayoni natijasida hosil bo'ladigan aralashmaning harorati formula bilan aniqlanadi. t = g 1 t 1 +g 2 t 2. Va bizning misolimizda shunday t\u003d 0,1 ∙ 400 + 0,9 ∙ 100 \u003d 130 o S.

Agar aralashma birinchi gaz joylashgan hajmni to'ldirish orqali olingan bo'lsa, uning mutlaq harorati formula bo'yicha hisoblanadi. T = g 1 T 1 +kg 2 T 2. Ko'rib chiqilayotgan misolda havo adiabatik indeksi k= 1,4, va aralashmaning harorati t\u003d 0,1 (400 +273) +1,4 ∙ 0,9 ∙ (100 +273) - 273 \u003d 264 o S.

14.4. Aralashtirish jarayonida entropiyaning o'zgarishi

Aralashmaning entropiyasi bu aralashmaning tarkibiy qismlarining entropiyalarining yig'indisidir, ya'ni.

yoki ma'lum birliklarda

Aralashtirish jarayoni qaytarilmas jarayon bo'lganligi sababli, bu jarayonda termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko'ra termodinamik tizimning (adiabatik aralashtirishda ishtirok etuvchi barcha moddalar) entropiyasi ortadi, ya'ni.

Aralashtirish jarayonining qaytarilmasligi bu jarayon bilan birga keladigan aralashtirish komponentlarining tarqalishi bilan izohlanadi. Aralash paytida entropiyaning oshishi bu qaytarilmaslikning o'lchovidir.

test savollari

Aralashtirishning asosiy usullari qanday?

Aralash qanday aniqlanadi?

Turli xil aralashtirish usullari bilan aralashmaning harorati qanday aniqlanadi?

Gazlar yoki bug'larning adiabatik aralashuvi bilan aralashmaning entropiyasi oshishini qanday tushuntirish mumkin?

15. Kimyoviy termodinamika asoslari

Bir hil bo'lmagan tizim uning tarkibiy qismlarining tarkibi bilan belgilanadi. Muayyan sharoitlarda bu tarkib tizimda sodir bo'ladigan kimyoviy va fizik-kimyoviy o'zgarishlar tufayli o'zgarishi mumkin, bunda eski aloqalar buziladi va atomlar o'rtasida yangi aloqalar paydo bo'ladi. Bu jarayonlar ushbu bog'lanishlarning kuchlari natijasida energiyaning chiqishi yoki yutilishi bilan birga keladi.

Kimyoviy termodinamika termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlarini kimyoviy va fizik-kimyoviy hodisalarga tadbiq qilishni ko'rib chiqadi.

15.1. kimyoviy reaksiyalar

Kimyoviy modda ma'lum bir kimyoviy tarkibga ega makroskopik tanadir, ya'ni. jism, unga nisbatan nafaqat qanday kimyoviy elementlar va qanday nisbatda ekanligi ma'lum ( individual kimyoviy), lekin u kimyoviy elementlarning qaysi birikmalaridan hosil bo'lishi ham ma'lum ( aralashmasi yoki yechim).

Kimyoviy modda (birikma) odatda uning qanday elementlardan iboratligi va uning hosil bo'lishi jarayonida ushbu elementlarning atomlari qanday nisbatda birlashishini ko'rsatadigan kimyoviy formula bilan tavsiflanadi.

Yangi moddalar hosil bo'lishiga olib keladigan alohida kimyoviy moddalar o'rtasidagi o'zaro ta'sir jarayonlari deyiladi kimyoviy reaksiyalar.

Har qanday kimyoviy reaksiya ham oldinga, ham teskari yo'nalishda sodir bo'lishi mumkin.

Yopiq tizimlarda kimyoviy reaksiyalar shunday sodir bo'ladiki, tizimda mavjud bo'lgan har bir kimyoviy elementning umumiy miqdori o'zgarmaydi. Shu sababli kimyoviy reaksiyalarda moddalarning ixtiyoriy miqdori emas, balki ishtirok etadi ularning stoxiometrik miqdorlari, ya'ni. moddalarning kimyoviy formulalariga mos keladigan miqdorlar. Shuning uchun kimyoviy reaksiyalar reaksiyada ishtirok etuvchi moddalarning kimyoviy formulalari va bu reaksiya mahsulotlarining kimyoviy formulalari orasidagi tenglik sifatida yoziladi. Mayli LEKIN 1 , LEKIN 2 , …, LEKIN n boshlang'ich materiallar, va DA 1 , DA 2 , …, DA m reaksiyaning yakuniy mahsulotidir. Keyin moddalar orasidagi kimyoviy reaksiya LEKIN 1 , LEKIN 2 , …, LEKIN n, moddalarning shakllanishiga olib keladi DA 1 , DA 2 , …, DA m, tenglik sifatida yoziladi:

bunda a 1 , a 2 , … a n, b 1 , b 2 … b m stexiometrik koeffitsientlardir. Masalan, metanning yonishi natijasida karbonat angidrid va suv hosil bo'ladi:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O.

Kimyoda moddaning miqdori birligi sifatida 1 qabul qilinadi. mol. Bu miqdor ma'lum bir moddaning qat'iy belgilangan miqdordagi molekulalarini (atomlarini) o'z ichiga oladi, bu Avogadro doimiysiga teng. N A= 6.02204∙10 23 . Boshqacha qilib aytganda: 1 mol moddaning grammdagi massasi molekulyar (atom) massasi M ga teng bo'lgan moddaning miqdori deb ta'riflanadi.

Ko'pgina moddalardan hosil bo'lgan murakkab tizimlarning tarkibi, ularning har birining miqdori n i mol, kimyoda berilgan mol fraktsiyalari tizim komponenti.

Gazlarni aralashtirish. Molekulyar va molyar (turbulent) diffuziya

Molekulyar diffuziya- statsionar gazlarda va laminar oqimlarda bir gaz molekulalarining boshqa gazga o'zaro kirib borishi, mukammal aralashma hosil bo'lishiga olib keladigan jarayon kuzatiladi.

Molekulyar diffuziyada gazlarning aralashishi molekulalarning issiqlik harakati bilan aniqlanadi. Molekulalarning tezligi bo'lsa-da V o'rtacha juda katta, erkin yo'l uzunligi / ularning kichik. Shuning uchun molekulyar diffuziya ancha sekin kechadi. Fik qonuniga ko'ra, bir qatlamdan ikkinchi qatlamga tarqaladigan gaz miqdori

bu erda molekulyar diffuziya koeffitsienti, m 2 / s; dC/dn -

tarqaladigan gaz konsentratsiyasi gradienti, kg/m 4.

Haroratning ko'tarilishi bilan D va diffuziya tezligi ortadi. qiymat D N.D.ning modifikatsiyasida Sazerlend formulasi bilan aniqlanishi mumkin. Kosovo:

Bu erda D)12 - bosim ostida bir gazning (1) boshqa (2) gazga diffuziya koeffitsienti pQ va harorat 7o; Q va C2 ​​- Aralashmaning tarkibiy qismlari uchun Sazerlend koeffitsientlari, K (metan uchun C = 198, havo - 119, azot - 107,0 2 - 138, C0 2 - 255, ); p 0, G 0 - normal jismoniy sharoitda bosim va haroratning mos ravishda qiymati (ro = 1,01 10 5 Pa; T 0= 273 K).

Ko'pincha molekulyar diffuziya koeffitsientini aniqlash uchun ishlatiladi D oddiy quvvat formulasidan foydalaniladi

qayerda P- empirik koeffitsient

Ko'p komponentli aralashmaning diffuziya koeffitsientlariga bog'liqliklar yanada murakkab (qarang, 80-bet).

Turbulent oqimda diffuziya, shuningdek, issiqlik uzatish va ichki ishqalanish turbulent uzatish va cheklangan makroskopik gaz massalari - turbulent mollarni aralashtirish bilan bog'liq. Ushbu mollarning o'lchamlari va aralashtirishdan oldin ularning harakatlanish usullari har xil, bu miqdorlarning bir qator qiymatlari mavjud. Mollarning harakati pulsatsiyalanuvchi xususiyatga ega, ularning harakat tezligi oqim bo'ylab pulsatsiya tezligidir. Kam Re raqamlarida katta hajmdagi pulsatsiyalar kuzatiladi va turbulent tezliklar faqat katta masofalarda sezilarli darajada o'zgaradi. ostida dalgalanma shkalasi(turbulentlik) tezlikning sezilarli o'zgarishi sodir bo'ladigan uzunlik tartibini tushuning. Katta o'lchamdagi pulsatsiyalarning chastotalari past.

Re ning ortishi bilan katta o'lchamli pulsatsiyalar bilan bir qatorda yuqori chastotali kichik pulsatsiyalar ham paydo bo'ladi. Keng miqyosli pulsatsiyalar shkalasi tizimning aniq o'lchamlari (. D, Men kanal yoki bepul jet va boshqalar). Katta o'lchamdagi pulsatsiyalar turbulent aralashtirish jarayonlarini aniqlaydi: ichki ishqalanish, diffuziya va issiqlik uzatish. Kichik o'lchamdagi pulsatsiyalar viskoz tarqalishni amalga oshiradi. Katta o'lchamdagi mollardan energiya kichik o'lchamli mollarga o'tkaziladi va ular tomonidan tarqaladi. Aralash molekulyar diffuziya tufayli turbulent diffuziya bilan tugaydi.

O'lchovli mulohazalar va molekulyar uzatish jarayonlari bilan o'xshashlikdan foydalanib, kontseptsiya kiritiladi turbulent transport koeffitsienti A T, Turbulent oqimdagi ichki ishqalanish, diffuziya va issiqlik o'tkazuvchanligini tavsiflovchi:

qayerda G- turbulentlik shkalasi, turbulent harakat uzunligi

aralashtirishdan oldin mol (analog /); - RMS

pulsatsiyalanuvchi tezlik.

Koeffitsient Da bir vaqtning o'zida turbulent diffuziya koeffitsienti hisoblanadi D T, turbulent termal diffuziya da va yopishqoqlik (vT). Bu gazning xususiyatlariga bog'liq emas, u turbulentlik xususiyatlari bilan belgilanadi.

(3.57) ni (3.56) ga almashtirib, Prandtl formulasini olamiz

(3.58) munosabati turbulent oqimdagi transport koeffitsientlarini baholash imkonini beradi. O'tkazish (diffuziya) jarayonlarini hisoblash uchun molekulyar jarayonlar bilan bog'liq bo'lgan munosabatlar (tenglamalar) dan foydalanish mumkin. D, a, V D T ustida, da, v x. Turbulent va molekulyar transportning taqqoslanadigan ta'siri bilan umumiy koeffitsientlar kiritiladi.

2. Har xil haroratga ega bo'lgan gazlar va bug'larni aralashtirish.

Atmosfera tumanlari shunday shakllanadi. Tuman ko'pincha tunda aniq ob-havoda, issiqlikni jadal ravishda chiqaradigan er yuzasi juda soviganida paydo bo'ladi. Issiq nam havo sovigan Yer bilan yoki uning yuzasi yaqinidagi sovuq havo bilan aloqa qiladi va unda suyuq tomchilar hosil bo'ladi. Xuddi shu narsa issiq va sovuq havoning old qismlari aralashganda sodir bo'ladi.

3. Tarkibida bug 'bo'lgan gaz aralashmasini sovutish.

Bu holatni suv qaynaydigan choynak misolida ko'rsatish mumkin. Naychadan suv bug'i chiqadi, u ko'rinmas, chunki u yorug'likni tarqatmaydi. Bundan tashqari, suv bug'i tez soviydi, undagi suv kondensatsiyalanadi va choynak nayidan qisqa masofada biz sutli bulutni ko'ramiz - yorug'likni tarqatish qobiliyati tufayli ko'rinadigan tuman. Ayozli kunda oynani ochganimizda ham xuddi shunday hodisa kuzatiladi. Qovurilgan idishda qaynatilgan moy xonada gaz (yog 'aerozol) hosil qilganda kuchliroq aerozol hosil bo'ladi, uni faqat yaxshi havalandırılan xonada olib tashlash mumkin.

Bundan tashqari, kondensatsiya aerozollari uchuvchan bo'lmagan mahsulotlarning paydo bo'lishiga olib keladigan gaz reaktsiyalari natijasida hosil bo'lishi mumkin:

Yoqilg'i yonishi paytida chiqindi gazlar hosil bo'ladi, ularning kondensatsiyasi o'choq tutunining paydo bo'lishiga olib keladi;

Fosfor havoda yondirilganda oq tutun hosil bo'ladi (P 2 O 5);

· gazsimon NH 3 va HC1 o'zaro ta'sirlashganda tutun MH 4 C1 (tv) hosil bo'ladi;

Metalllarning havoda oksidlanishi, turli metallurgiya va kimyoviy jarayonlar, metall oksidlarining zarralaridan tashkil topgan bug'larning hosil bo'lishi bilan birga keladi.

DISPERSIYA USULLARI

Dispersiya aerozollari qattiq va silliqlash (purkash) paytida hosil bo'ladi suyuq jismlar gazsimon muhitda va chang moddalarning havo oqimlari ta'sirida to'xtatilgan holatlarga o'tishida.

Qattiq moddalarni püskürtmek ikki bosqichda sodir bo'ladi:

silliqlash va keyin püskürtme. Moddani aerozol holatiga o'tkazish aerozolni qo'llash vaqtida amalga oshirilishi kerak, chunki boshqa dispers tizimlardan farqli o'laroq - emulsiyalar, suspenziyalar, aerozollarni oldindan tayyorlash mumkin emas. Uy sharoitida suyuq va kukunli aerozollarni olishning deyarli yagona vositasi bu "aerozolli qadoqlash" yoki "aerozol qutisi" deb nomlangan qurilma. Undagi modda bosim ostida qadoqlanadi va suyultirilgan yoki siqilgan gazlar yordamida püskürtülür.

AEROSOLLARNING UMUMIY XUSUSIYATLARI

Aerozollarning xususiyatlari quyidagilar bilan belgilanadi:

Dispers faza va dispersion muhit moddalarining tabiati;

Aerozolning qisman va ommaviy kontsentratsiyasi;

Zarrachalar hajmi va zarrachalar hajmining taqsimlanishi;

Birlamchi (agregat bo'lmagan) zarrachalarning shakli;

Aerozol tuzilishi;

Zarrachalar zaryadi.

Aerozollar kontsentratsiyasini, shuningdek, boshqa dispers tizimlarni tavsiflash uchun massa kontsentratsiyasi va sonli (qisman) kontsentratsiya qo'llaniladi.

Massa kontsentratsiyasi - gazning birlik hajmidagi barcha to'xtatilgan zarrachalarning massasi.

Raqamli konsentratsiya - aerozolning birlik hajmidagi zarrachalar soni. Aerozol hosil bo'lish vaqtidagi raqamli kontsentratsiya qanchalik katta bo'lmasin, bir necha soniyadan so'ng u 10 3 zarracha / sm 3 dan oshmasligi kerak.

AEROSOL zarrachalarining o'lchami

Minimal zarracha kattaligi agregatsiya holatida moddaning mavjud bo'lish imkoniyati bilan belgilanadi. Demak, suvning bir molekulasi na gaz, na suyuqlik, na suyuqlik hosil qila oladi qattiq tana. Faza shakllanishi uchun kamida 20-30 molekula agregatlari talab qilinadi. Eng kichik zarracha qattiq yoki suyuqlik hajmi 1 10 -3 mikrondan kam bo'lishi mumkin emas. Gazni uzluksiz muhit sifatida ko'rib chiqish uchun zarracha o'lchamlari gaz molekulalarining erkin yo'lidan ancha katta bo'lishi kerak. Zarrachalar kattaligining yuqori chegarasi qat'iy belgilanmagan, ammo 100 mikrondan katta zarralar uzoq vaqt davomida havoda muallaq qola olmaydi.

AEROSOLLARNING MOLEKULAR-KINETIK XUSUSIYATLARI

Aerozollarning molekulyar-kinetik xususiyatlarining xususiyatlari quyidagilarga bog'liq:

Dispers faza zarralarining past konsentratsiyasi - demak, agar 1 sm 3 oltin gidrozolida 10 16 zarracha bo'lsa, xuddi shu hajmdagi oltin aerozolida 10 7 zarrachadan kam bo'ladi;

Dispersiya muhitining past yopishqoqligi - havo, shuning uchun zarrachalar harakatidan kelib chiqadigan ishqalanishning past koeffitsienti (B);

Dispersion muhitning past zichligi, shuning uchun r qismi » r gaz.

Bularning barchasi aerozollardagi zarrachalarning harakati liozollarga qaraganda ancha kuchliroq bo'lishiga olib keladi.

Keling, eng oddiy holatni ko'rib chiqaylik, aerozol yopiq idishda (ya'ni, tashqi havo oqimlari bundan mustasno) va zarralar radiusi r va zichligi p bilan sharsimon bo'lsa. Bunday zarrachaga bir vaqtning o'zida vertikal pastga yo'naltirilgan tortishish kuchi va teskari yo'nalishda ishqalanish kuchi ta'sir qiladi. Bundan tashqari, zarracha jigarrang harakati, bu diffuziyaga olib keladi.

Uchun miqdoriy aniqlash aerozollarda diffuziya va sedimentatsiya jarayonlari, biz qiymatlardan foydalanishimiz mumkin

xususiy diffuziya oqimi i diff i

maxsus sedimentatsiya oqimi i sed. .

Qaysi oqim ustunligini bilish uchun ularning nisbatini ko'rib chiqing:

Bu ifodada, (p - p 0) » 0. Shuning uchun kasrning o'lchami zarrachalarning o'lchamiga qarab aniqlanadi.

Agar r > 1 mkm bo'lsa, u holda i sed » i dif, ya'ni diffuziyani e'tiborsiz qoldirish mumkin - tez cho'kish sodir bo'ladi va zarrachalar idish tubiga joylashadi.

Agar r< 0,01 мкм, то i сед « i диф. В этом случае можно пренебречь седиментацией - идет интенсивная диффузия, в результате которой частицы достигают стенок сосуда и прилипают к ним. Если же частицы сталкиваются между собой, то они слипаются, что приводит к их укрупнению и уменьшению концентрации.

Shunday qilib, juda kichik va juda katta zarralar aerozoldan tezda yo'qoladi: birinchisi, devorlarga yopishishi yoki bir-biriga yopishishi tufayli, ikkinchisi - pastki qismga cho'kish natijasida. Oraliq o'lchamdagi zarralar maksimal barqarorlikka ega. Shuning uchun, aerozol hosil bo'lish momentida zarrachalarning soni kontsentratsiyasi qanchalik katta bo'lmasin, bir necha soniyadan keyin u 10 3 qism / sm 3 dan oshmaydi.

AEROSOLLARNING ELEKTR XUSUSIYATLARI

Aerozol zarralarining elektr xossalari sezilarli darajada farq qiladi elektr xususiyatlari liozoldagi zarralar.

1. DEL aerozol zarralarida ko'rinmaydi, chunki pastligi sababli o'tkazuvchanlik gazsimon muhit, unda elektrolitik dissotsiatsiya deyarli sodir bo'lmaydi.

2. Zarrachalardagi zaryad, asosan, kosmik, ultrabinafsha yoki radioaktiv nurlar ta’sirida gaz ionlanishi natijasida gaz fazasida hosil bo’lgan ionlarning beg’araz adsorbsiyasi tufayli yuzaga keladi.

3. Zarrachalarning zaryadi tasodifiy bo'lib, bir xil tabiatli va bir xil o'lchamdagi zarralar uchun u kattaligi va belgisi bo'yicha har xil bo'lishi mumkin.

4. Zarrachaning zaryadi vaqt bo‘yicha ham kattaligi, ham belgisi bo‘yicha o‘zgaradi.

5. Maxsus adsorbsiya bo'lmaganda, zarracha zaryadlari juda kichik va odatda elementar elektr zaryadidan 10 martadan ko'p bo'lmagan miqdorda oshadi.

6. Zarrachalari kuchli qutbli moddadan hosil bo`lgan aerozollarga xos adsorbsiya xosdir, chunki bu holda molekulalarning sirt orientatsiyasi tufayli fazalararo sirtda yetarlicha katta potensial sakrash sodir bo`ladi. Misol uchun, suv yoki qor aerozollarining oraliq yuzasida ijobiy bo'ladi elektr potentsiali taxminan 250 mV.

Amaliyotdan ma'lumki, metallarning aerozol zarralari va ularning oksidlari odatda manfiy zaryadga ega (Zn, ZnO, MgO, Fe 2 0 3), metall bo'lmaganlarning aerozol zarralari va ularning oksidlari (SiO 2, P 2 O 5) musbat zaryadlangan. NaCl va kraxmal zarralari musbat zaryadlangan, un zarralari esa olib yuradi manfiy zaryadlar.

AGREGATİV BARQARARLIK. KOAGULYASYON

Boshqa dispers tizimlardan farqli o'laroq, aerozollar zarrachalar yuzasi va gaz muhiti o'rtasida hech qanday o'zaro ta'sirga ega emas, ya'ni zarrachalarning bir-biriga va makroskopik jismlarga ta'sir qilishda yopishishini oldini oluvchi kuchlar yo'q. Shunday qilib, aerozollar agregativ jihatdan beqaror tizimlardir. Ulardagi koagulyatsiya tez koagulyatsiya turiga ko'ra sodir bo'ladi, ya'ni zarrachalarning har bir to'qnashuvi ularning bir-biriga yopishishiga olib keladi.

Aerozolning son kontsentratsiyasi ortishi bilan koagulyatsiya tezligi tez oshadi.

Aerozolning dastlabki konsentratsiyasidan qat'iy nazar, bir necha daqiqadan so'ng 1 sm 3 da 10 8 -10 6 zarrachalar mavjud (taqqoslash uchun - liozollarda ~ 10 15 zarracha). Shunday qilib, biz juda suyultirilgan tizimlar bilan ishlaymiz.

AEROSOLLARNI YO'Q QILISh USULLARI

Aerozollar agregativ jihatdan beqaror bo'lishiga qaramay, ularni yo'q qilish muammosi juda keskin. Aerozollarni yo'q qilish zarur bo'lgan asosiy muammolar:

Atmosfera havosini sanoat aerozollaridan tozalash;

Sanoat tutunidan qimmatbaho mahsulotlarni olish;

Sun'iy sepish yoki bulutlarni va tumanni tarqatish.

Aerozollar tomonidan parchalanadi

havo oqimlari ta'sirida yoki zarrachalarning bir xil zaryadlari tufayli tarqalish;

· sedimentatsiya;

Qon tomirlari devorlariga diffuziya

· koagulyatsiya;

· Dispers faza zarrachalarining bug'lanishi (uchuvchi moddalarning aerozollari holatida).

Tozalash inshootlaridan eng qadimiysi bacadir. Ular zararli aerozollarni atmosferaga imkon qadar yuqori darajada chiqarishga harakat qilishadi, chunki ba'zilari kimyoviy birikmalar, quyosh nuri ta'siri ostida atmosferaning sirt qatlamiga tushib, turli reaktsiyalar natijasida ular kamroq xavfli moddalarga aylanadi (masalan, Norilsk kon-metallurgiya kombinatida, uch kanalli quvur balandligi 420 ga teng. m).

Shu bilan birga, sanoat ishlab chiqarishining hozirgi kontsentratsiyasi tutun chiqindilarini oldindan tozalashni talab qiladi. Aerozollarni yo'q qilish uchun ko'plab usullar ishlab chiqilgan, ammo ularning har biri ikki bosqichdan iborat:

birinchisi, dispers zarralarni ushlash, ularni gazdan ajratish,

ikkinchisi - zarrachalarning gaz muhitiga qayta kirishiga yo'l qo'ymaslik, bu ushlangan zarrachalarning yopishish muammosi, ulardan kuchli cho'kindi hosil bo'lishi bilan bog'liq.

AEROSOL BONASI

Aerozol qutisining ishlash printsipi shundan iboratki, o'ramga joylashtirilgan dori evakuatsiya qiluvchi suyuqlik, bosim bilan aralashtiriladi. to'yingan bug ' paket ishlaydigan harorat oralig'ida atmosferadan yuqori bo'lgan.

Aralash suyuqlik ustidagi to'yingan bug 'bosimi ta'sirida silindrdan chiqariladi.

Ma'lumki, har qanday barqaror moddaning to'yingan bug' bosimi faqat harorat bilan belgilanadi va hajmga bog'liq emas. Shuning uchun silindrning butun ish vaqti davomida undagi bosim doimiy bo'lib qoladi, shuning uchun zarrachalar diapazoni va purkagich konusining burchagi deyarli doimiy bo'lib qoladi.

Püskürtülmüş moddaning evakuatsiya qiluvchi suyuqlik bilan o'zaro ta'siri va uning agregatsiya holatiga qarab, aerozolli qadoqlash tizimlari turli xil fazalardan iborat bo'ladi. Komponentlarning o'zaro eruvchanligi holatida preparat va evakuatsiya suyuqligi makroskopik jihatdan heterojen tizim hosil qilganda, bir hil suyuqlik eritmasi, boshqa hollarda emulsiya yoki suspenziya va nihoyat, geterogen tizim hosil bo'ladi. Shubhasiz, birinchi holatda, aerozol paketi ikki fazali tizimni o'z ichiga oladi - suyuq va to'yingan bug '. Emulsiya yoki suspenziya atmosferaga chiqarilganda, faqat dispersiya muhiti eziladi - hosil bo'lgan zarralar, eng yaxshi holatda, suyuq fazadagi o'lchamlarga ega bo'ladi.

Dori va evakuatsiya qiluvchi suyuqlik bir-biri bilan cheklangan darajada aralashmasa yoki aralashmasa va suyuqliklardan biri ikkinchisida mayda tomchilar shaklida tarqalib ketganda, emulsiyalar hosil bo'ladi.

Mahsulot paketdan atmosferaga chiqqanda hosil bo'lgan tizimning tabiati suyuqliklarning qaysi biri dispers faza ekanligiga bog'liq. Agar dispers faza preparat bo'lsa, u holda aerozol hosil bo'ladi. Agar dispers faza evakuatsiya qiluvchi suyuqlik bo'lsa, u holda ko'pik olinadi. Aerozol qutilari yordamida olingan zarrachalarning o'lchami preparatni tashkil etuvchi moddalarning fizik-kimyoviy xususiyatlariga, tarkibiy qismlarning nisbatiga, qutining konstruktiv xususiyatlariga va uning ishlashining harorat sharoitlariga bog'liq.

Tarqalish darajasini sozlash mumkin: “rozetaning o'lchamini o'zgartirish orqali;

Evakuatsiya qiluvchi suyuqlikning to'yingan bug'ining bosimini o'zgartirish orqali;

Dori va evakuatsiya qiluvchi vositaning miqdoriy nisbatini o'zgartirish orqali.

MADDALARNI EVAKUA ETING

Eng muhim yordamchi komponent bu preparatning atmosferaga chiqarilishini va uning keyingi tarqalishini ta'minlaydigan moddadir. Bu moddalar propellantlar deb ataladi (lotincha "pro-peilere" - haydash). Propellant ikkita funktsiyani bajarishi kerak:

Preparatni chiqarish uchun kerakli bosimni yaratish;

Atmosferaga chiqarilgan mahsulotni tarqating. Yonilg'i sifatida freonlar va siqilgan gazlar ishlatiladi. Freonlar - alifatik qatorning past molekulyar og'irlikdagi organoflorli birikmalari.

Quyidagi freon belgilash tizimi qabul qilingan: oxirgi raqam (birliklar soni) molekuladagi ftor atomlari sonini bildiradi, oldingi raqam (o'nlab soni) vodorod atomlari soni bittaga ko'paygan va uchinchi raqam. (yuzlab soni) - bittaga kamaygan uglerod atomlari soni. Masalan: F-22 - CHC1F 2, F-114 - C 2 C1 2 F 4.

Tsiklik tuzilishdagi molekulalardan tashkil topgan moddalar ham raqamli belgiga ega, ammo "C" harfi raqamlardan oldin qo'yiladi, masalan: C318 - C 4 F 8 (oktaflorotsiklobutan).

Siqilgan gazlar sifatida N 2, N 2 O, CO 2 va boshqalar ishlatiladi.

AEROSOL PAKETLARNING AVTOZOLLARI

1. Preparatning nozik dispers holatga o'tishi tufayli yuzaga keladi potentsial energiya suyultirilgan yoqilg'i va hech qanday begona qurilmalardan foydalanishni talab qilmaydi.

2. Aerozollarni yaratish uchun nozullar kerak emas.

3. Vaqt birligida kichik hajmdagi zarrachalarni olish uchun muhim miqdordagi moddani tarqatish mumkin - agar boshqa usullar qo'llanilganda, juda ko'p energiya talab qilinadi.

4. Tumanlash rejimi barqaror: olingan zarrachalarning o'lchami, ularning parvoz oralig'i, butun operatsiya davrida konusning yuqori qismidagi burchak biroz o'zgaradi.

5. Püskürtülmüş moddaning dozasini oldindan belgilashingiz mumkin.

6. Siz zarracha hajmini belgilashingiz mumkin.

7. Aerozolning polidisperslik darajasi past.

8. Barcha zarrachalar bir xil Kimyoviy tarkibi.

9. Püskürtülmüş preparatlarning sterilligi ta'minlanadi.

10. Paketdagi preparat atmosfera kislorodi bilan aloqa qilmaydi, bu uning barqarorligini ta'minlaydi.

11. O'z-o'zidan yopiladigan valf mahsulotning foydalanilmagan qismining to'kilishi yoki bug'lanishi tufayli yo'qotish ehtimolini yo'q qiladi.

12. Qadoqlash har doim tayyor.

13. Qadoqlash ixcham. Shaxsiy yoki guruhli foydalanishga ruxsat beradi.

Birinchi aerozol paketlari 80-yillarda paydo bo'lgan. 20-asr Yevropada. Ikkinchi jahon urushi davrida ularni rivojlantirishda AQSh yetakchilik qildi. 1941 yilda aerozol paketi yaratildi - shisha idishga qadoqlangan insektitsid. Freon-12 yoqilg'i sifatida xizmat qildi.

DA sanoat miqyosi Ikkinchi jahon urushidan keyin AQShda va keyinchalik dunyoning boshqa joylarida ishlab chiqarila boshlandi.

AEROSOLLARNING AMALIY QO'LLANISHI

Aerozollarning keng qo'llanilishi ularning yuqori samaradorligi bilan bog'liq. Ma'lumki, moddaning sirtining oshishi uning faolligining oshishi bilan birga keladi. Aerozol shaklida püskürtülmüş moddaning oz miqdori katta hajmni egallaydi va yuqori reaktivlikka ega. Bu boshqa dispers tizimlarga nisbatan aerozollarning afzalligi.

Aerozollar qo'llaniladi:

DA turli sohalar texnologiya, shu jumladan harbiy va kosmik;

DA qishloq xo'jaligi; « sog'liqni saqlash sohasida;

Meteorologiyada; kundalik hayotda va boshqalar.

So'nggi paytlarda farmatsevtika amaliyotida aerozollar shaklida dozalash shakllarini tayyorlash keng qo'llanilmoqda. Dorivor moddalarni aerozollar shaklida qo'llash preparat bilan katta sirtlarda (o'tkir respirator kasalliklar, kuyishlar va boshqalar) harakat qilish zarur bo'lgan hollarda qulaydir. Ularning tarkibida suyuq plyonka hosil qiluvchi moddalarni o'z ichiga olgan dozalash shakllari katta ta'sir ko'rsatadi. Bunday dori ta'sirlangan hududga püskürtülürse, u bandajni almashtiradigan nozik, shaffof plyonka bilan qoplanadi.

Keling, aerozolli qadoqlashdan foydalanish haqida batafsilroq to'xtalamiz.

Hozirgi vaqtda aerozolli paketlarda 300 dan ortiq turdagi mahsulotlar mavjud.

Birinchi guruh: uy kimyoviy moddalari.

Insektitsidlar - bu hasharotlarni yo'q qilish uchun tayyorgarlik.

Kuyalarga qarshi vositalar.

Uy hayvonlari uchun insektitsidlar.

Yopiq o'simliklar va meva va rezavorlar ekinlarini qo'ziqorin kasalliklari va zararkunandalaridan himoya qilish uchun vositalar.

Laklar va bo'yoqlar.

Havo tozalagichlar.

c Cilalash va tozalash aralashmalari.

Ikkinchi guruh:

Parfyumeriya va kosmetika. « Sochni parvarish qilish vositalari (laklar, shampunlar va boshqalar).

Soqol uchun ko'piklar va jellar.

Qo'llar va oyoqlar uchun kremlar.

Quyosh yonishiga qarshi va qarshi moy.

Dezodorantlar.

Parfyumeriya, odekolon, hojatxona suvi.

Uchinchi guruh: tibbiy aerozollar.

To'rtinchi guruh: texnik aerozollar.

Yog 'moylari.

Korroziyaga qarshi qoplamalar.

Himoya filmlar. quruq moylash materiallari.

Burg'ulash mashinalarida to'sarlarni sovutish uchun emulsiyalar.

Beshinchi guruh: oziq-ovqat aerozollari.

OZIQ-OVQAT AEROSOLLARI

Birinchi oziq-ovqat idishlari 1947 yilda AQShda paydo bo'lgan. Ularda pirojnoe va pishiriqlarni bezash uchun kremlar bo'lgan va ularni faqat to'ldirish uchun qaytargan restoranlar ishlatgan. Ushbu turdagi aerozolli qadoqlarni ommaviy ishlab chiqarish faqat 1958 yilda boshlangan.

Aerozolli oziq-ovqat mahsulotlarini uchta asosiy guruhga bo'lish mumkin:

past haroratda saqlashni talab qiladigan qadoqlash;

keyingi issiqlik bilan ishlov berish bilan qadoqlash;

qo'shimcha issiqlik bilan ishlov berishsiz qadoqlash.

Aerozolli paketlarda uch turdagi oziq-ovqat mahsulotlari ishlab chiqariladi: kremlar, suyuqliklar, pastalar. Aerozolli paketlarda salatlar, qayta ishlangan pishloq, sharbatlar, doljin, mayonez, tomat sharbati, 30% lik krem ​​va boshqalarni xarid qilishingiz mumkin.

Oziq-ovqat aerozollarini ishlab chiqarishning o'sishi quyidagilar bilan izohlanadi:

an'anaviy qadoqlash turlariga nisbatan afzalliklari;

yangi yoqilg'ilarni ishlab chiqish;

to'ldirish texnologiyasini takomillashtirish.

Oziq-ovqat aerozollarini qadoqlashning afzalliklari:

Foydalanish qulayligi;

vaqtni tejash;

oziq-ovqat iste'mol qilish uchun tayyorlangan holatda qadoqlanadi va paketdan bir hil shaklda chiqariladi;

mahsulotlarning oqmasligi;

namlik yo'qolmaydi va o'ramga kirmaydi;

xushbo'y hid yo'qolmaydi;

mahsulot steril holatda saqlanadi.

Oziq-ovqat aerozollari formulalariga quyidagi talablar qo'yiladi:

1. Propellantlar yuqori toza, toksik bo'lmagan, ta'msiz va hidsiz bo'lishi kerak. Hozirgi vaqtda karbonat angidrid, azot oksidi, azot, argon va C318 freon ishlatiladi.

2. Suvli eritmalarda juda cheklangan eruvchanlikka ega bo'lgan siqilgan gazlar ko'pik hosil bo'lishida ishtirok eta olmaydi, bu krem, dekorativ kremlar, musslar va boshqalar uchun zarurdir. ancha qimmatroq.

18.4-jadval Turli xil oziq-ovqat aerozollarining namunali formulalari

3. Freonlardan foydalanish yana bir afzallik beradi: suyultirilgan gazlar ko'pik shaklida chiqariladigan mahsulotlarning formulalariga og'irlik bo'yicha 10% dan ko'p bo'lmagan miqdorda kiritiladi, ular nisbatan kichik hajmni egallaydi. Bu silindrga sezilarli darajada ko'proq mahsulotni yuklash imkonini beradi - silindr hajmining 90% (siqilgan gazli paketlarda, faqat 50%) va mahsulotni paketdan to'liq chiqarishni kafolatlaydi.

4. Yonilg'i quyish moslamasini tanlash turiga qarab belgilanadi oziq-ovqat mahsuloti va uni chiqarishning mo'ljallangan shakli (qaymoq, suyuqlik, pasta). Yuqori tozalikdagi CO2 va azot oksidi aralashmalari o'zini yaxshi isbotladi. Ko'pikni olish uchun C318 freonning azot oksidi bilan aralashmalari ishlatiladi. Ushbu aralashma bilan to'ldirilgan tortni bezash kremi rangni yaxshi saqlaydigan barqaror ko'pik hosil qiladi. Siroplar uchun CO2 eng mos propellant hisoblanadi.

Tsilindrdan tarkibni chiqarish sifati quyidagi omillarga bog'liq:

Mahsulot tayyorlash texnologiyalari;

Stabilizator (mikrokristalin tsellyuloza keng qo'llaniladi);

Tsilindrni va valfni to'g'ri tanlash.

Dolchin va limon sharbati uchun boshqariladigan buzadigan amallar boshi ishlab chiqilgan bo'lib, u mahsulotlarni istalgancha tomchilar yoki jet shaklida tarqatishi mumkin. Sun'iy tatlandırıcılar uchun dozalash klapanlari qo'llaniladi, ular tarqatadigan bitta doz arralangan shakarning bir qismiga to'g'ri keladi va hokazo.

AEROSOL TRANSPORTI

Pnevmatik transport un maydalash, don, ozuqa sanoatida keng qo'llaniladi, bu esa avtomatlashtirishni joriy etish, mehnat unumdorligini oshirish va xarajatlarni kamaytirish uchun sharoit yaratadi. Shu bilan birga, pnevmatik transportdan foydalanish katta hajmdagi havoni ko'chirish uchun elektr energiyasining katta xarajatlari bilan bog'liq (1 kg havo 5-6 kg quyma materialni harakatga keltiradi).

Aerozol transporti yanada progressiv bo'lib, unda havo oqimidagi yuqori kontsentratsiyaga unning tashish boshida aeratsiyasi va yuqori havo bosimi tufayli erishiladi. Aeratsiya un zarralari orasidagi yopishqoqlikni buzadi va u suyuqlik kabi suyuqlik xususiyatiga ega bo'ladi, natijada 1 kg havo 200 kg ungacha harakat qiladi.

Aerozolni tashish qurilmasi oziqlantiruvchi, super zaryadlovchi, material quvur liniyasi va tushirgichdan iborat. Asosiy element oziqlantiruvchi bo'lib, unda havo material bilan aralashtiriladi va aralashmaning dastlabki tezligi beriladi, bu esa uni material quvur liniyasiga etkazib berishni ta'minlaydi.

Aerozol transportining joriy etilishi tegirmonlarning mahsuldorligini oshirish va solishtirma quvvat sarfini kamaytirish imkonini beradi.

Aerozol transporti nafaqat unni maydalashda, balki quyma materiallar va kukunlardan foydalanish bilan bog'liq bo'lgan boshqa sohalarda ham kelajakdir.

Aerozollar qattiq zarrachalar yoki suyuqlik tomchilari gazda (S/G yoki L/G) muallaq boʻlgan mikrogeterogen tizimlardir.

tomonidan agregatsiya holati dispers fazali aerozollar quyidagilarga bo'linadi: tuman (W / G); tutun, chang (T/G); tutun [(W+T)/G)].

Dispersiyaga ko'ra, aerozollar: tuman, tutun, chang.

Boshqa mikrogeterogen tizimlar singari, aerozollar ham haqiqiy eritmalardan (kondensatsiya usullari) yoki qo'pol tizimlardan (dispersiya usullari) olinishi mumkin.

Tumandagi suv tomchilari doimo sharsimon bo'lib, zarracha tutun bo'lishi mumkin turli shakl kelib chiqishiga qarab.

Dispers faza zarralarining juda kichik o'lchamlari tufayli ular rivojlangan sirtga ega bo'lib, unda adsorbsiya, yonish va boshqa kimyoviy reaktsiyalar faol davom etishi mumkin.

Aerozollarning molekulyar-kinetik xususiyatlari quyidagilarga bog'liq:

dispers faza zarralarining past konsentratsiyasi; dispersiya muhitining past viskozitesi; dispersiya muhitining past zichligi.

Dispers faza zarrachalarining o'lchamiga qarab, ular tezda cho'kishi (r » 1 mkm) yoki tomir devorlariga yopishishi yoki bir-biriga yopishishi mumkin (r » 0,01 mkm da). Oraliq o'lchamdagi zarralar eng katta barqarorlikka ega.

Aerozollar termoforez, termopresipitatsiya, fotoforez hodisalari bilan tavsiflanadi.

Aerozollarning optik xossalari liozollarnikiga o'xshaydi, ammo ular tomonidan yorug'likning tarqalishi dispers faza va dispersiya muhitining sinishi ko'rsatkichlaridagi katta farqlar tufayli ancha aniq bo'ladi.

Aerozollarning elektr xossalarining o'ziga xosligi shundaki, DES zarrachalarda ko'rinmaydi, zarrachalarning zaryadi tasodifiy va kichik kattalikdir. Zarrachalar bir-biriga yaqinlashganda, elektrostatik repulsiya sodir bo'lmaydi va tez koagulyatsiya sodir bo'ladi.

Aerozollarning yo'q qilinishi muhim masala va cho'ktirish, koagulyatsiya, changni yig'ish va boshqa usullar bilan amalga oshiriladi.

Kukunlar yuqori konsentratsiyali dispers tizimlar bo'lib, ularning dispers fazasi qattiq zarralar, dispersiya muhiti esa havo yoki boshqa gazdir. Belgisi: T/G.

Kukunlarda dispers fazaning zarralari bir-biri bilan aloqa qiladi. Ko'pgina ommaviy materiallar an'anaviy ravishda kukunlar deb ataladi, ammo tor ma'noda "changlar" atamasi zarrachalar o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchlari massaga mutanosib bo'ladigan ma'lum bir kritik qiymatdan kichik bo'lgan yuqori dispersli tizimlar uchun ishlatiladi. zarralar. Eng keng tarqalgani zarracha o'lchamlari 1 dan 100 mikrongacha bo'lgan kukunlardir. Bunday kukunlarning o'ziga xos interfaal sirt maydoni 2011 yil 11 sentyabrda bir necha daqiqadan (soot) m2 / g fraktsiyalarigacha (nozik qumlar) o'zgarib turadi.

Kukunlar qattiq dispers fazali (shuningdek T/G) aerozollardan qattiq zarrachalarning ancha yuqori konsentratsiyasi bilan farqlanadi. Kukun cho'kindi paytida qattiq dispers fazaga ega bo'lgan aerozoldan olinadi. Suspenziya (S/L) quritilganda ham kukunga aylanadi. Boshqa tomondan, aerozol ham, suspenziya ham kukundan tayyorlanishi mumkin.

KUKUNI TASNIFI

1. Zarrachalar shakliga ko'ra:

Ekviaksiyali (uchta eksa bo'ylab taxminan bir xil o'lchamlarga ega);

Tolali (zarrachalarning uzunligi kengligi va qalinligidan ancha katta);

Yassi (uzunligi va kengligi qalinligidan ancha katta).

2. Zarralararo o‘zaro ta’sir orqali:

Bog'langan dispers (zarralar bir-biriga bog'langan, ya'ni tizim ma'lum bir tuzilishga ega);

Erkin tarqalgan (kesish qarshiligi faqat zarralar orasidagi ishqalanish tufayli yuzaga keladi).

3. Dispers fazaning zarracha kattaligiga ko’ra tasnifi:

Qum (2≤10 -5 ≤ d ≤ 2∙10 -3) m;

Chang (2∙10 -6 ≤ d ≤ 2∙10 -5) m;

Kukun (d< 2∙10 -6) м.

KUKUNI ISHLAB CHIQARISH USULLARI

Boshqa har qanday kukun kabi dispers tizimi, ikki guruh usullar bilan olinishi mumkin:

Dag'al dispers tizimlar tomonidan - dispersiya usullari bilan;

Haqiqiy eritmalar tomonidan - kondensatsiya usullari bilan.

Usulni tanlash materialning tabiatiga, kukunning maqsadiga va iqtisodiy omillarga bog'liq.

DISPERSIYA USULLARI

Xom ashyo rulonli, sharli, tebranishli yoki kolloid tegirmonlarda maydalanadi, so'ngra fraktsiyalarga bo'linadi, chunki maydalash natijasida polidispers kukunlari olinadi (masalan, bir xil un tarkibida 5 dan 60 mikrongacha bo'lgan zarrachalar bo'lishi mumkin).

Yuqori konsentrlangan suspenziyalarni maydalash orqali samarali dispersiyaga erishish mumkin.

Dispersiyani engillashtirish uchun sirt faol moddalar bo'lgan qattiqlikni kamaytiradigan vositalar qo'llaniladi. Qutblilikni tenglashtirish qoidasiga ko'ra, ezilgan qattiq yuzasida adsorbsiyalangan holda, ular kamayadi. sirt tarangligi, dispersiya vaqtida energiya sarfini kamaytirish va ezilgan fazaning nozikligini oshirish.

Ba'zi hollarda materialni oldindan davolash dispersiyadan oldin amalga oshiriladi. Shunday qilib, titan yoki tantal vodorod atmosferasida isitiladi, gidridlarga aylanadi, ular maydalanadi va vakuumda isitiladi - sof metall kukunlari olinadi.

Bo'yoqlar va pirotexnika kompozitsiyalarining bir qismi bo'lgan mayda kukunlarni olishda silliqlash uchun sharli tegirmonlar qo'llaniladi. To'plar tekislanadi va ezilgan materialning zarralarini aylantiradi.

O'tga chidamli metallardan (volfram, molibden, niobiy) sferik shakldagi zarralari bo'lgan kukunlar kamon va yuqori chastotali razryadning past haroratli plazmasida olinadi. Plazma zonasidan o'tib, zarralar erib, sharsimon shaklga ega bo'ladi, so'ngra soviydi va qotib qoladi.

Dispersiya paytida materialning kimyoviy tarkibi o'zgarmaydi.

KOndensatsiya Usullari

Ushbu usullarni ikki guruhga bo'lish mumkin.

Birinchi guruh usullar liofob eritmalarning koagulyatsiyasi tufayli zarrachalarning cho'kishi bilan bog'liq. Eritmaning bug'lanishi yoki erituvchining qisman almashtirilishi (eruvchanlikning kamayishi) natijasida suspenziya hosil bo'ladi va uni filtrlash va quritishdan keyin kukunlar olinadi.

Usullarning ikkinchi guruhi kimyoviy reaktsiyalar (kimyoviy kondensatsiya) bilan bog'liq. Kimyoviy kondensatsiya usullarini qo'llaniladigan reaktsiya turiga qarab tasniflash mumkin:

1. Elektrolitlar orasidagi almashinish reaksiyalari. Masalan, reaksiya natijasida cho'kma bo'r (tish kukuni) olinadi:

Na 2 CO 3 + CaC1 2 \u003d CaCO 3 + 2 NaCl.

2. Metalllarning oksidlanishi.

Masalan, sink oksidining asosiy tarkibiy qismi bo'lgan yuqori dispersli sink oksidi rux bug'ini 300 ° S da havo bilan oksidlash orqali olinadi.

3. Uglevodorodlarning oksidlanishi.

Turli xil turlari kauchuk, plastmassa, bosma siyoh ishlab chiqarishda ishlatiladigan kuyikish gazsimon yoki suyuq uglevodorodlarni kislorod etishmasligi bilan yondirish orqali olinadi.

4. Metall oksidlarini qayta tiklash.

Tabiiy gaz, vodorod yoki qattiq qaytaruvchi moddalar bilan qaytarilish yuqori dispersli metall kukunlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Va yana ko'p narsa, ularsiz hayotni tasavvur qilib bo'lmaydi. Hammasi inson tanasi inson fiziologiyasiga bo'ysunadigan ma'lum qoidalarga qat'iy muvofiq doimiy harakatda bo'lgan zarralar dunyosi. Organizmlarning kolloid tizimlari ma'lum bir kolloid holatni tavsiflovchi bir qator biologik xususiyatlarga ega: 2.2 Kolloid hujayralar tizimi. Kolloid-kimyoviy fiziologiya nuqtai nazaridan...

Xuddi shu bosim ostida alohida termostatli idishlarga ruxsat bering p gazlar mavjud LEKIN va DA imol miqdorida olingan. Ushbu idishlar ulanganda, tizimning butun hajmida gaz aralashmasining bir hil tarkibi o'rnatilguncha gazlarning o'z-o'zidan aralashishi sodir bo'ladi. Biz boshlang'ich gazlar va ularning aralashmalari ideal gazlarning holat tenglamalariga bo'ysunadi deb faraz qilamiz. Keyin, doimiy umumiy gaz bosimini saqlab turganda p hosil bo'lgan aralashmadagi gazlarning qisman bosimlari teng bo'ladi

Ideal gazlar aralashganda, issiqlik effektlari bo'lmaydi, shuning uchun gazlar va termostat o'rtasida issiqlik almashinuvi bo'lmaydi va tizim entropiyasining o'zgarishi tizim ichidagi jarayonlarning qaytarilmasligi bilan to'liq aniqlanadi.

Entropiyada kerakli o'zgarishni topish uchun tizimning bir xil boshlang'ich va oxirgi holatlari o'rtasidagi ruhiy muvozanat o'tish bilan tavsiflangan spontan jarayonga qarshi turish kerak.

Gazlarni muvozanatli aralashtirish uchun biz kimyostat deb ataladigan termostatga o'xshash maxsus faraziy qurilmadan foydalanamiz. . Ushbu qurilma ishqalanishsiz harakatlanadigan piston bilan jihozlangan termostatik boshqariladigan silindrdan iborat; silindrning tagida faqat ma'lum bir shaxs uchun tanlab o'tkazuvchan bo'ladi kimyoviy membrana; ikkinchisi boshqa idishda joylashgan moddalarning o'rganilgan aralashmasidan kimyostatga yuklangan individual moddani ajratadi. Unga botirilgan tananing ma'lum bir haroratini ushlab turish yoki muvozanat rejimida uni isitish yoki sovutish uchun mo'ljallangan termostatdan farqli o'laroq, kimyostat ma'lum bir qiymatni saqlaydi. kimyoviy potentsial o'rganilayotgan moddalar aralashmasidagi ma'lum individual moddaning, shuningdek, aralashmadan moddalarni muvozanat bilan ta'minlash va olib tashlash. Kimyoviy salohiyat i -xemostatdagi gokimyoviy komponent faqat harorat bilan aniqlanadi T va pistonga bosim. Pistondagi bosimni o'zgartirib, ma'lum komponentning selektiv membrana orqali o'tish yo'nalishini o'zgartirish mumkin: agar o'rganilayotgan aralashmada komponentning kimyoviy potentsiali bo'lsa, u holda modda ga beriladi. aralashma, da , u aralashmadan chiqariladi, va da, kimyoviy muvozanat kimyostat va aralashma o'rtasida saqlanadi. Aralashmaning tarkibidagi kvazi-muvozanat o'zgarishi membrananing har ikki tomonidagi kimyoviy potentsial qiymatlaridagi juda kichik farq ta'sirida moddaning membrana orqali diffuziya o'tkazilishiga mos keladi.

Ideal gazning kimyoviy potentsiali, bu gaz alohida holatda yoki boshqa ideal gazlar bilan aralashmada bo'lishidan qat'i nazar, oddiy munosabat bilan ifodalanadi, bu erda p i sof gazning bosimi yoki aralashmadagi qisman bosimidir. Shuning uchun, ideal gaz yarim o'tkazuvchan membrana orqali o'tkazilganda, aralashma va kimyostat o'rtasidagi muvozanat kimyoviy regulyatordagi bosim va aralashmadagi gazning qisman bosimining tengligi bilan tavsiflanadi.

Guruch. 2.3. Kimyostatlar yordamida ikkita gazni muvozanatli aralashtirish: a tizimning dastlabki holati; b– gazlarning izotermik kengayishidan keyingi tizim holati; ichida– gazlarni membranalar orqali aralashtirishdan keyingi yakuniy holat; 1 – individual gazlar uchun kimyostatlar A va B ; 2 - yarim o'tkazuvchan membranalar; 3 - gazlarni muvozanatli aralashtirish uchun idish.

Ideal gazlarning muvozanatli aralashishi A va B alohida komponentlarning ikkita kimyostatidan tashkil topgan termostatik boshqariladigan tizimda amalga oshiriladi A va B, uchinchi idishga ulangan - hosil bo'lgan aralashmaning kollektori, kimyostatlar kabi, harakatlanuvchi piston bilan jihozlangan (2.3-rasm).

Dastlabki vaqtda kimyostatlar mos ravishda komponentning mollarini o'z ichiga oladi A va komponentning mollari B bir xil bosim ostida p ; aralashma kollektoridagi piston nol holatidadir (piston ostidagi gaz hajmi nolga teng). Aralashtirish jarayoni ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqichda biz gazlarning teskari izotermik kengayishini amalga oshiramiz A va B; bosim paytida A dan kamaytiramiz p belgilangan bosim va bosimgacha B mos ravishda dan p oldin. Birinchi va ikkinchi kimyostatlarda gazlar egallagan hajmlar mos ravishda dan va danga o'zgaradi. Birinchi kimyostatda kengayuvchi gazning bajargan ishi ; ikkinchisida . Shunday qilib, birinchi bosqichda umumiy ish bizning faraziy qurilmamizda amalga oshiriladi. Ideal gazning izotermik kengayishi paytida uning ichki energiyasi o'zgarmasligi sababli, belgilangan ish termostatdan ekvivalent issiqlik ta'minoti tufayli amalga oshiriladi. Demak, tizimdagi entropiyaning teskari o'zgarishi teng bo'ladi

Jarayonning ikkinchi bosqichida (haqiqiy aralashtirish) biz kimyostatlardan gazlarni selektiv membranalar orqali aralashma kollektoriga uchta pistonning sinxron harakati orqali o'tkazamiz. Shu bilan birga, pistonlarning har biri qo'llab-quvvatlanadi doimiy bosim, mos ravishda, ham kemostatlarda, ham kollektorda, bu gazlarning membranalar orqali muvozanatli o'tishini ta'minlaydi (aniqrog'i, kollektorda bosimdan bir oz kamroq bo'lgan bosim hosil bo'ladi. p , nolga teng bo'lmagan holda harakatlantiruvchi kuch membranalar orqali diffuziya). Bu holda aralashtirish jarayonining teskariligi barcha uchta pistonning harakat yo'nalishini sinxron o'zgartirish imkoniyati bilan ta'minlanadi, bu aralashmaning alohida tarkibiy qismlarga teskari bo'linishiga olib keladi. Amaliyot tugagandan so'ng, aralashmaning kollektordagi hajmi aniq bo'ladi.

Ideal gazlar holatida aralashtirish hech qanday termal effekt bilan birga bo'lmagani uchun, operatsiyaning ikkinchi bosqichida bizning qurilmamiz va termostat o'rtasida issiqlik almashinuvi yo'q, . Binobarin, bu bosqichda sistemaning entropiyasida hech qanday o'zgarish yo'q, .

Ikkinchi bosqichdagi gazlarning ishi nolga teng ekanligini to'g'ridan-to'g'ri hisoblash orqali tekshirish foydalidir. Haqiqatan ham, ish kimyostatlarda pistonlarni harakatlantirishga sarflanadi, xuddi shu ish kollektorda gazlar tomonidan amalga oshiriladi. Bu yerdan.

Demak, gazlarni aralashtirishda entropiyaning umumiy ortishi (2.9) ifoda bilan aniqlanadi. Agar aralashtirishning muvozanatli varianti ostida bu o'sish issiqlikning teskari ta'minoti va ekvivalent ish hajmini ishlab chiqarish bilan bog'liq bo'lsa. , keyin gazlarni to'g'ridan-to'g'ri (qaytib bo'lmaydigan) aralashtirish bilan entropiyaning bir xil o'sishi uning tizim ichida hosil bo'lishi tufayli sodir bo'ladi; tizim hech qanday ish qilmaydi.

(2.8) almashtirilgandan keyin (2.9) ifodani shunday yozish mumkin

. (2.10)

Bu munosabatga termodinamika kurslarida o'zining paradoksi ko'rinib turgani uchun majburiy o'rin berilgan. Shunisi e'tiborga loyiqki, entropiyaning o'zgarishi uchun (ideal gazlarni aralashtirishda!) Nima bilan aralashganligi, shuningdek, qanday bosim va haroratda bo'lishi muhim emas. Aslini olganda, bu erda (2.10) ning norasmiy hosilasi mavjud.

Keling, (2.10) hosilani foydali xulosalar bilan to'ldiramiz. Komponentlarning mol fraktsiyalari bilan tanishtirish va hosil bo'lgan aralashmaning 1 moliga entropiyaning o'zgarishi ifodasini olamiz:

. (2.11)

Bu funktsiyaning maksimal miqdori gazlarning ekvimolyar aralashmasiga to'g'ri keladi, 0,5.

Moddalar aralashmalarini ajratish nazariyasi nuqtai nazaridan, tarkibiy qismning etarlicha katta miqdordagi mollari qo'shilganda entropiya ishlab chiqarishdagi o'zgarishlarni kuzatish qiziq. B komponentning bir moliga A. (2.10) va ni nazarda tutsak, olamiz

(2.12) ni chiqarishda biz logarifmik funktsiyaning matematik tasviridan foydalandik

.

Formula (2.12) shuni ko'rsatadiki, aralashmaning ketma-ket suyultirilishi nopoklik komponentining moliga entropiyaning cheksiz o'sishi bilan birga keladi.

Formula (2.10) cheklangan miqdordagi gazni aralashtirishda entropiya o'sishning integral qiymatini beradi. Issiqlik uzatish uchun formula (2.7) ga o'xshash ixcham differentsial ifodaga erishish uchun biz komponentlarni aralashtirish modelini o'zgartiramiz (2.4-rasmga qarang). Biz aralashtirish ikkala komponent uchun ham o'tkazuvchan membrana orqali yoki aralashmalar bilan to'ldirilgan idishlarni ajratib turadigan etarlicha tor valf orqali sodir bo'ladi deb taxmin qilamiz. A va B turli xil tarkib. Tizim termostat bilan boshqariladi va pistonlar yordamida har ikkala idishda ham doimiy bosim saqlanadi. p . Cheklangan aralashtirish tezligi bilan har bir idishdagi aralashmaning tarkibi idishning butun hajmida bir xil deb hisoblanishi mumkin. Shunday qilib, bu tizim zaif o'tkazuvchan to'siqli issiqlik almashinuvi tizimiga o'xshaydi.

9-bob. Gazlarni aralashtirish haqida umumiy ma'lumot.

Bo'limning maqsad va vazifalari:

Qoidalar haqida bilib oling yong'in xavfsizligi kislorod bilan ishlaganda

Kislorod bilan ishlash va ishlash qoidalarini bilib oling

"40% qoidasi" qo'llanilishi haqida bilib oling

Turli xil gaz aralashtirish tizimlari haqida bilib oling.

Ushbu bobda yangi atamalar.

Yonuvchan (yonuvchan) uchburchak

Kislorodga mos keladigan moylash vositasi

Adiabatik isitish (dizel jarayoni)

kislorodni tozalash

40% qoida

Qisman bosim aralashtirish

Doimiy oqim aralashtirish

Absorbentni davriy tozalash bilan singdirish

membranani ajratish.

O'z sho'ng'inlarida boyitilgan aralashmalardan foydalanadigan g'avvos sifatida siz ushbu aralashmalarni olishingiz kerak. Nitroksni o'zingiz qanday tayyorlashni bilishingiz shart emas, ammo ular qanday tayyorlanishi haqida tushunchaga ega bo'lishingiz va nitroksdan foydalanish bilan bog'liq bo'lgan uskunangizni tozalash talablarini bilishingiz kerak. Ba'zi keng tarqalgan boyitish usullari ushbu bobda muhokama qilinadi va ularning afzalliklari va kamchiliklari ko'rib chiqiladi. Siz nafas olayotgan aralashmada to'g'ri kislorod miqdori bo'lishi kerak.

1. Kislorod bilan ishlash va ishlash.

Kislorod ajoyib gazdir. U ham do'st, ham dushman bo'lishi mumkin. Skuba ishlatish uchun gazlarni aralashtirishda operator yuqori bosimli aralashmaning tegishli kislorod miqdorini olishi kerak. Buni sof kislorodni azot yoki havo bilan aralashtirish yoki azotning bir qismini havodan olib tashlash orqali amalga oshirish mumkin. asosiy muammo yuqori bosim ostida kislorodni aralashtirishda - yong'in xavfi. To'liq oksidlanmagan har qanday narsa - bu deyarli hamma narsani anglatadi - olov manbai mavjud bo'lganda yuqori bosimli kislorodda yonadi. Aralashmalar bilan ishlashda ba'zi xavf mavjud, ammo sof siqilgan kislorod bilan ishlashda ancha katta xavf mavjud. Boyitilgan aralashmalardan foydalanadigan g'avvos sof kislorod bilan ishlay olishi shart emas, lekin u bilan bog'liq xavf omillari haqida biroz tushunchaga ega bo'lishi kerak, chunki kislorod foydalanishga kirishadi, chunki g'avvosning faoliyati murakkablashadi va kengayadi.

2. Yonuvchan (yong'in xavfli) uchburchak.

Yong'inning oldini olish uchun qaysi ingredientlar yong'inga olib kelishi va uni ushlab turishini bilish kerak. Ushbu komponentlar rasmda ko'rsatilgan.

"Yonuvchan yoki yong'in xavfli uchburchak" deb ataladigan shaklda. Yong'in - bu yoqilg'i va kislorod (oksidlovchi) o'rtasidagi tezkor kimyoviy reaktsiya bo'lib, u faqat olov manbai (issiqlik) mavjud bo'lganda paydo bo'lishi mumkin. Oksidlanish olovsiz davom etishi mumkin, masalan, zanglash jarayonida. Yong'in olov manbai (issiqlik) mavjud bo'lganda paydo bo'ladi. Yonishdan keyin davomida kimyoviy reaksiya yonish, energiya (issiqlik) chiqariladi, bu esa keyingi yonishni qo'llab-quvvatlaydi. Agar tarkibiy qismlardan birini (yoqilg'i, kislorod, ateşleme manbai) olib tashlasak, olov paydo bo'lishi mumkin emas. Shunday qilib, agar uchta komponent bir vaqtning o'zida mavjud bo'lmasa, yonishning oldini oladi. Agar olov allaqachon mavjud bo'lsa, tarkibiy qismlardan birini olib tashlash olovning o'chib ketishiga olib keladi. Bu yong'inga qarshi nazariyaning asoslari. Yana bir muhim jihat shundaki, olov o'z mavjudligini saqlab qolish uchun tarqalishi kerak. Ba'zida olovni yoyish istagi hatto yuqoridagi "uchburchak" ning yana bir komponenti sifatida qo'shiladi.

3. Kislorod.

Quyida muhokama qilingan holatlarda kislorod havodagi konsentratsiyasidan kattaroq konsentratsiyalarda mavjud. Bu shuni anglatadiki, "yonuvchi uchburchak" da oksidlovchi vosita har doim sukut bo'yicha mavjud va bu "olov formulasi" dan olib tashlanishi mumkin emas. Har bir inson atmosfera kislorodi, tegishli sharoitlarda, yonish reaktsiyasida faol ishtirok etishi mumkinligini biladi, shuning uchun uning yuqori konsentratsiyasi faqat xavfni oshirishi ajablanarli emas. Bundan tashqari, shuni esda tutish kerakki, havodagi kislorod miqdori ko'payishi inert gazning kamayganligini anglatadi. Bu va boshqa ba'zi sabablarga ko'ra, yonish intensivligi kislorod foiziga chiziqli bog'liq emas. Bu aralashmadagi kislorodning foiziga (ulushiga) ham, uning qisman bosimiga ham bog'liq va bu parametrlarning oshishi bilan sezilarli darajada ortadi.

4. Yoqilg'i.

Ushbu paragrafda nafas olish uchun gazdan foydalanishni ta'minlaydigan gaz tizimida mavjud bo'lgan yoqilg'i haqida gapiramiz. Yuqori kislorod bosimida, yong'in sodir bo'lganda, tizimning o'zi kimyoviy reaktsiya uchun yoqilg'iga aylanishi mumkin, ammo yong'inni boshlash uchun osonroq yonuvchan narsa kerak. Bu tizimning alohida qismi, hal qiluvchi, moylash materiallari, tizimning yumshoq komponentlari (kauchuk, plastmassa) bo'lishi mumkin.

Gaz tizimlarida mavjud bo'lgan yoqilg'ining ba'zi turlari oddiy sharoitlarda amalda yonmaydigan va kislorod bilan boyitilgan muhitda juda yonuvchan bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi yoqilg'ilarga silikon moy, silikon kauchuk, neopren, kompressor moylari, plastmassa va metall chiplari va burrs, organik moddalar va materiallar, turli tabiatdagi changlar, hatto halqadagi yog'lar kiradi. Ehtimol, eng xavfli yoqilg'i moylash materiallaridir. Silikon (ehtimol ekzotik nomi tufayli) kislorod bilan ishlatilganda xavfsiz ekanligi haqida keng tarqalgan noto'g'ri tushuncha mavjud. Aslida unday emas. Christo-lube, Krytox, Halocarbon kabi maxsus kislorodga mos keladigan moylash materiallari mavjud. Aynan shu o'z-o'zidan moylash materiallari kislorod bilan boyitilgan muhitda ishlatilishi kerak.

5. Olovni yoqish.

Ba'zi ateşleme manbalari aniq, ammo ularning aksariyati gaz tizimidan tashqarida va bu erda hisobga olinmaydi. Tizim ichidagi ikkita asosiy yonish manbai - bu tizimdan o'tayotganda gazning ishqalanishi va siqilishi. Bu erda "ishqalanish" atamasi umumiy ma'noda qo'llaniladi: gaz oqimida har qanday zarrachalar mavjudligi yoki gaz oqimining o'zi harakati va uning gaz quvurlari yoki boshqa to'siqlar burchaklari bilan to'qnashuvi ma'nosida. . Yana bir hodisa - tsilindrni qizib ketishiga olib keladigan bir xil hodisa ham yong'inga olib kelishi mumkin (agar etarli miqdorda issiqlik chiqarilsa). Bu uchqunsiz dizel dvigatelida yoqilg'ini yoqadigan bir xil ta'sir. Ushbu ta'sir "adiabatik isitish (Dizel jarayoni)" deb ataladi.

Gazni siqish paytida silindrli valfning keskin ochilishi va yopilishi haroratning ateşleme nuqtasiga ko'tarilishiga olib kelishi mumkin va agar gaz oqimida ifloslantiruvchi moddalar mavjud bo'lsa, o'zini tutashtiradi. Shuning uchun kompressorlar tez almashtirish klapanlarini ("ball vanalar") ishlatmaydi.

6. Kislorodli tizimlardan foydalanish.

Ushbu bobdagi muhim nuqta shundaki, tizimni loyihalash va ishlatishda ma'lum qoidalarga rioya qilish orqali kislorod bilan ishlashda xavfni kamaytirish mumkin. Xususan, undan qochish kerak o'tkir burchaklar va tez almashtirish klapanlari va tegishli materiallardan foydalaning. Havo tizimlarini yaratish uchun ishlatiladigan metallar kislorod tizimlarini yaratish uchun ham mos keladi. "Yumshoq qismlar" ga kelsak, masalan, qistirmalari, moslashuvchan bo'g'inlar, diafragmalar, ular kislorodga mos keladiganlar bilan almashtirilishi kerak. Ba'zi hollarda asosiy mezon kislorodda kamroq yonuvchanlikdir, lekin ko'p hollarda yuqori bosim ostida kislorodga qarshilik kuchayadi. Havo jihozlarini nitroksdan foydalanish uchun uskunaga aylantirish uchun maxsus to'plamlar mavjud.

Xususan, uskunani to'g'ri tozalash va jihozni toza saqlash, tegishli moylash materiallaridan foydalanish, olovni keltirib chiqarmaslik uchun gazlar bilan ishlov berish, klapanlarni sekin va silliq ochish kerak.

7. Kislorod bilan ishlatish uchun tozalash uskunalari. Uskunani tozalash bo'yicha ba'zi fikrlar.

"Kislorodni tozalash" tushunchasi dam oluvchilar safida ba'zi chalkashliklarni keltirib chiqaradi. Buning sababi shundaki, uskunani 21% dan 40% gacha kislorod bo'lgan aralashmalar bilan ishlatish uchun tozalash kerakmi yoki yo'qmi, to'liq aniq emas. Bu muammo chuqurroq: 21% (havo) dan 100% gacha (sof kislorod) oraliq miqdordagi kislorodni o'z ichiga olgan aralashmalar bilan ishlash uchun ishlab chiqilgan va standartlashtirilgan sanoat protseduralari mavjud emas. Standartlar faqat toza kislorod bilan ishlash uchun mavjud; shunday qilib, 21% dan ortiq kislorodni o'z ichiga olgan har qanday aralashma, mavjud standartlar nuqtai nazaridan, sof kislorodga tengdir. Shuning uchun barcha operatsiyalarni sanoat standartlariga muvofiq bajarish uchun har qanday boyitilgan aralashmani sof kislorod sifatida davolash kerak.

Siqilgan gaz assotsiatsiyasi (CGA), Milliy yong'indan himoya qilish assotsiatsiyasi (NFPA), NASA va boshqa bir qator tashkilotlar konsentratsiyalar orasidagi gazlarni toza kislorod sifatida ko'rib chiqishni tavsiya qiladi. Bu ular ushbu konsentratsiyalar oralig'ida biron bir tadqiqot o'tkazganligini anglatmaydi. Bu faqat sanoatda ishlab chiqilgan va qabul qilingan normalar yo'qligini ko'rsatadi va bu tashkilotlar konservativ pozitsiyani egallashni afzal ko'radi. Boshqa tomondan, AQSh dengiz floti 40% gacha bo'lgan kislorod aralashmalarini ishlov berish uchun havo sifatida ishlatish mumkinligini ko'rsatadigan tartiblarni ishlab chiqdi. Ushbu xulosaning to'g'riligini ko'rsatadigan hech qanday test natijalari e'lon qilinmagan, biroq bu yondashuv ko'p yillar davomida qo'llanilgan va bu masala bilan bog'liq hodisalar haqida xabar berilmagan. NOAA boyitilgan aralashmalar bilan ishlaganda ushbu konsentratsiya chegarasini qabul qildi; NAUI, umuman olganda, ba'zi cheklovlar bilan.

Siqilgan havoni tozalang.

"Toza havo" tushunchasi bilan bog'liq yana bir chalkashlik paydo bo'ladi. Turli uyushmalar va tashkilotlar (CGA, AQSh dengiz floti) tomonidan qo'llaniladigan nafas olish gazining tozaligining turli "darajlari" boyitilgan gaz tozaligi haqida gap ketganda chalkashtiradi. Standartlar siqilgan havoda (odatda 5 mg / m3) ba'zi neft bug'lari (uglevodorodlar) uchun ruxsat beradi. Bu miqdor nafas olish nuqtai nazaridan xavfsizdir, ammo siqilgan kislorod bilan ishlashda yong'in nuqtai nazaridan xavfli bo'lishi mumkin.

Shunday qilib, havo tozaligining umumiy qabul qilingan va kelishilgan gradatsiyalari mavjud emas, bu uning toza kislorod bilan aralashtirishga yaroqliligini belgilaydi. Sanoat standartlari bo'yicha qonunchilar uglevodorodlar darajasi 0,1 mg / kubometrga teng ekanligiga kelishib oldilar. m havo uchun maqbul deb hisoblanishi mumkin, bu esa "kislorod bilan qo'shimcha ravishda aralashtirilishi kerak". So'nggi bir necha yil ichida filtr tizimlari (rasmda) ushbu talablarga javob beradigan siqilgan havo ishlab chiqarish uchun mavjud bo'ldi. Havoning moylash materiallari bilan aloqa qilishiga to'sqinlik qiladigan kompressorlar, albatta, yaxshi ishlaydi, lekin ular sezilarli darajada qimmatroqdir Kislorodni tozalashga rasmiy yondashuv.

"Kislorodni tozalash" iborasi qo'rqinchli ko'rinadi, chunki uni sanoatda amalga oshirish juda qattiq tartiblarga rioya qilishni talab qiladi. Ushbu davriy ravishda bajariladigan protseduralar CGA va boshqa tashkilotlar tomonidan nashr etiladi. Ular siqilgan kislorod bilan ishlashda xavfsizlikni ta'minlash uchun mo'ljallangan.

NAUI, sof kislorod yoki 200 psi (taxminan 13 atm) dan yuqori bosimlarda 40% dan ortiq kislorodni o'z ichiga olgan aralashmalar bilan foydalanish uchun mo'ljallangan har qanday uskuna kislorodga mos kelishi va kislorod bilan foydalanish uchun tozalangan bo'lishi kerakligini ta'kidlaydi. Tsilindrni, regulyatorning birinchi bosqichini va barcha shlanglarni tozalash kerak. Ba'zi jihozlar ushbu aralashmalar bilan ishlashga maxsus to'plamlarning tarkibiy qismlaridan foydalangan holda aylantirilishi mumkin.

8. Kislorodni tozalashga rasmiylashtirilmagan yondashuv: "40% qoidasi"

Rasmiy sinovlarning yo'qligiga qaramay, sho'ng'in sanoatida "40% qoidasi" deb ataladigan narsa juda muvaffaqiyatli qo'llanildi va uni qo'llash hech qanday muammolarni aniqlamadi. Sho'ng'in aralashtirish tizimlarida ko'plab yong'inlar sodir bo'lgan, ammo kislorodning yuqori konsentratsiyasi tufayli yuzaga kelgan.

NAUI bu qoidani qabul qiladi, lekin uskunani kislorod bilan tozalash va kislorodga mos keladigan moylash materiallaridan foydalanishni talab qiladi. Ushbu yondashuv rasmiyga qaraganda kamroq qat'iydir, ammo to'g'ri bajarilganda u juda samarali. Tozalash malakali mutaxassislar tomonidan amalga oshirilishi kerak.

Uskunani barcha ko'rinadigan axloqsizlik va yog'lardan tozalash kerak, so'ngra cho'tka bilan yoki kuchli detarjen yordamida ultratovush bilan tozalash kerak. issiq suv. Joy kabi uy foydalanish uchun yaxshi suyuq tozalagichlar. Tozalik plitalar va kumush idishlardan kutilganidan ko'ra yomonroq bo'lmasligi kerak. Quritgandan so'ng, yumshoq komponentlar kislorodga mos keladiganlar bilan almashtirilishi kerak, shundan so'ng uskuna kislorodga mos keladigan moylash materiallari bilan yog'lanadi.

Tozalashdan so'ng, uskuna faqat boy aralashmalar uchun ishlatilishi kerak va siqilgan havo bilan ishlatilmasligi kerak, aks holda uni yana tozalash kerak bo'ladi.

9. Boyitilgan aralashmalarni tayyorlash.

Gazni aralashtirish tizimini qurishning an'anaviy sxemasi havoga kislorodni u yoki bu tarzda qo'shishga asoslangan. Yaqinda ishlab chiqilgan va taqdim etilgan havoni boshqa yo'l bilan boyitishning ikkita yangi usuli - azotni olib tashlash orqali. Ushbu bandda kislorod qo'shilishi bilan 3 ta usul ko'rib chiqiladi: og'irlik bo'yicha aralashtirish, qisman bosimlarni aralashtirish, doimiy oqim bilan aralashtirish; va azotni olib tashlashning 2 ta usuli: changni yutish vositasini davriy tozalash bilan singdirish, membranani ajratish (Ballantyne va Delp, 1996).

Amaldagi gaz aralashtirish tizimining turi oxirgi foydalanuvchi uchun muhim, chunki u silindrlarni to'ldirish tartib-qoidalarini va hosil bo'lgan aralashmada mumkin bo'lgan kislorod kontsentratsiyasi oralig'ini aniqlaydi.

Og'irlik bo'yicha gazlarni aralashtirish.

Tarkibida aniq bo'lgan aralashmalarni olishning eng oddiy va ishonchli usuli tayyor aralashmalarni sotib olishdir. Sanoat gaz ishlab chiqaruvchilari odatda toza kislorod va havoni emas, balki sof kislorod va sof azotni aralashtiradilar.

Gazlar og'irlik bo'yicha aralashtiriladi. Bu gazlarning idealdan farqi tufayli yuzaga keladigan ko'plab anomaliyalarni e'tiborsiz qoldirishga imkon beradi va aralashmalarning gaz tarkibini juda aniq ta'minlaydi. Aralashtirish butilkalarda, shisha qutilarda yoki tanklarda amalga oshirilishi mumkin. To'g'ri tarozilarga ega bo'lish kerak, ular juda qimmat, chunki ular katta vazn bilan kichik o'zgarishlarni o'lchash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Gazlarni aralashtirishning ushbu usuli eng aniq hisoblanadi va natijada olingan aralashmalar e'lon qilinganlarning haqiqiy tarkibiga muvofiqligi uchun diqqat bilan tahlil qilinadi. Bunday aralashmalarni shakllantirishda sanoat kompaniyasi sof kisloroddan foydalanishga majbur bo'ladi, ammo aralashmani sotuvchisi bundan qochishi mumkin. Bu usul ancha qimmat va uning narxi aralashmalarni saqlash uchun idishlar aralashmalarni yetkazib beruvchiga tegishli ekanligi va shuning uchun aralashmalarning sotuvchisi tomonidan ijaraga olinganligi sababli oshadi.

Qisman bosimlarni aralashtirish.

Usulning nomi aytilganidek, u qisman bosimlar nisbatiga asoslanadi. Mutaxassis silindrni oldindan belgilangan miqdordagi kislorod bilan to'ldiradi (bu bosim bilan o'lchanadi), so'ngra uni kerakli yakuniy bosimgacha o'ta toza havo bilan to'ldiradi. Kislorod birinchi navbatda silindr hali bo'sh bo'lganda pompalanadi, bu protseduraning yong'in xavfini kamaytiradi, chunki to'ldirilgan silindrning to'liq bosimida kislorodni manipulyatsiya qilishning hojati yo'q. Sof kislorod ishlatilganligi sababli, butun tizim, shu jumladan to'ldirilayotgan silindr ham kislorodga mos kelishi va tozalanishi kerak. Bosim haroratga bog'liq bo'lgani uchun va to'ldirish paytida balon qizib ketganligi sababli, siz havo sharining sovishini ta'minlashingiz yoki bosimni o'lchashda harorat ta'sirini hisobga olishingiz kerak. Tarkibni yakuniy sozlash ko'pincha silindrni so'nggi sovutgandan so'ng amalga oshirilganligi sababli, aralashmani tayyorlashning butun jarayoni ancha uzoq davom etadi. Ushbu jarayon, shuningdek, bir xil yoki boshqa aniqlangan kompozitsiyaning aralashmasiga ma'lum kompozitsiyaning aralashmasi bilan konteynerni to'ldirish uchun ham ishlatilishi mumkin.

Bu usul bilan aralashtirish uchun kompressor kerak emas, agar havo qo'shimcha siqilishsiz akvalankalarni to'ldirish uchun etarli bosim bilan ta'minlansa. To'ldirish tsilindrlari bankidan maksimal darajada foydalanish uchun "kaskad texnologiyasi" deb ataladigan narsa qo'llaniladi, bu birinchi navbatda eng past bosimli to'ldirish tsilindrini ishlatishdan iborat, shundan so'ng silindr bilan katta bosim va hokazo. Ba'zan usulning o'zi "kaskad aralashtirish usuli" deb ataladi.

Ushbu usulda kompressorlar ham tez-tez ishlatiladi. Ular yog 'moylashdan foydalanmasliklari yoki kislorod bilan aralashtirish uchun mos keladigan juda yuqori toza havoni ta'minlashlari kerak. Tsilindrga havo quyishning yana bir usuli - pistonlari bitta eksantrik miliga ulangan turli diametrli silindrlar to'plamida havoni siqib chiqaradigan pnevmatik nasosdan foydalanish. Eng mashhur modellarning olovi - Haskel.

Qisman bosim aralashtirish sho'ng'in markazlari orasida juda mashhur bo'lib, ular turli xil rekreatsion va texnik sho'ng'in maqsadlari uchun kichik hajmlarda, shu jumladan kislorod miqdori 40% dan ortiq bo'lgan aralashmalarni tayyorlaydi. Bunday holda, tizim narxining muhim qismi yuqori aniqlikdagi bosim o'lchagichidir. Bunday holda, pnevmatik nasosdan foydalanish juda samarali. Bu usul masofaviy sho'ng'in joylarida qo'llaniladi. Kislorod past bosimda qo'shilganligi sababli, ba'zi texniklar kislorod ballonlarini tozalashmaydi. Ushbu amaliyotdan qochish kerak: silindrni doimo kislorod bilan ishlatish uchun tozalash kerak.

10.Doimiy oqim bilan aralashtirish.

Ushbu usul (shuningdek, atrof-muhit havosini yuklash usuli deb ataladi) NOAA (1979, 1991) tomonidan kashshof bo'lgan va foydalanuvchilarga eng qulay usuldir (9-7-rasm). Ushbu usulda past bosimdagi kislorod yuqori darajada yog 'bug'ini olib tashlash bilan kompressorga kiradigan kirish havo oqimiga qo'shiladi. Chiqish oqimi doimiy ravishda tarkibi tahlil qilinadi va bu tahlil natijasi kislorod aralashmasini kirish oqimiga mos ravishda moslashtirish uchun ishlatiladi. Chiqish oqimi aralashmani sozlashda to'ldirish tsilindrlari bankini chetlab o'tishi mumkin. Aralashmani to'ldirish tsilindrlariga pompalagandan so'ng, uni aylanib o'tish yoki havo pompasi yordamida skuba tsilindrlariga o'tkazish mumkin. Doimiy oqim zavodida kislorod manbai sifatida PSA changni yutish vositasini davriy tozalash bilan yutilish quyi tizimi ham foydalanish mumkin.

Tijoriy sho'ng'inga havo etkazib berish shlangi orqali havo etkazib beradigan doimiy oqim qurilmalarining yana bir klassi mavjud. Bunday qurilmalarda aralashmaning tarkibining doimiyligini nazorat qilish uchun vositalar mavjud - turli xil oqim o'lchagichlar va regulyatorlar. Ularning chiqish bosimi odatda 200 psi (13 atm) dan kam bo'lgan hududda bo'ladi.

11. Absorbsiyani davriy tozalash bilan changni yutish (PSA).

Ushbu usul "molekulyar elak" deb nomlangan materialdan foydalanishga asoslangan - g'ovaklari juda katta sirt maydonini ta'minlaydigan sintetik g'ovakli loyga o'xshash material. Bu sirt gazlarni adsorbsiyalaydi ("adsorbsiya" "sirtda singdirish" degan ma'noni anglatadi). Azot kislorodga qaraganda tezroq adsorbsiyalanadi, shuning uchun adsorbent orqali o'tadigan havo kislorodga boy bo'ladi (aniqrog'i, azotda kambag'al). Ikki adsorbsion plastinka ishlatiladi, ular orasida havo oqimi almashtiriladi. Oqim bir plastinkaga yo'naltirilsa, u azotni adsorbsiyalaydi, bu vaqtda ikkinchi plastinka ilgari adsorbsiyalangan azotdan tozalanadi. Keyin plitalar rollarni o'zgartiradi.

Bosim va plitalarni tozalash chastotasini o'zgartirib, chiqish aralashmasidagi kislorod miqdorining turli qiymatlarini olish mumkin. Maksimal erishish mumkin bo'lgan kislorod miqdori 95%, qolganlari argondir. Ushbu turdagi adsorbentga nisbatan argon deyarli kislorodga o'xshaydi (ya'ni, u adsorbsiyalanmagan), shuning uchun u chiqadigan aralashmada kirish havosidagi kislorodga deyarli bir xil nisbatda bo'ladi. Bu argon sho'ng'inga ta'sir qilmaydi.

Ushbu turdagi o'simliklar yuqori bosim ostida kislorodga muhtoj emas, lekin ular murakkab va sotib olish va texnik xizmat ko'rsatish nuqtai nazaridan ancha qimmat; oqava suv kislorodga mos keladigan tozalangan kompressor yoki pnevmatik nasos yordamida silindrlarga pompalanishi kerak (rasmda).

12. Membranani ajratish.

Bu usul membranadan foydalanishga asoslangan bo'lib, u orqali toza havo o'tganda kislorod molekulalarini azotdan yaxshiroq o'tkazadi. Shunday qilib, chiqish aralashmasi kislorod bilan boyitiladi va kislorod kontsentratsiyasi kirish oqimi bilan aniqlanadi. Savdoda mavjud bo'lgan tizimlarda kislorod miqdorining maksimal erishish mumkin bo'lgan qiymati taxminan 40% ni tashkil qiladi. Aytgancha, xuddi shu texnologiya geliyni olishda va boshqa jarayonlarda qo'llaniladi.

PSA birliklariga o'xshab, yuqori bosimli kisloroddan foydalanishga hojat yo'q. Chiqindilarni kislorodga mos keladigan tozalangan kompressor yoki pnevmatik nasos yordamida silindrlarga quyish kerak. Membranli tizimlar juda ishonchli va kirish oqimining tozaligi etarli bo'lishi sharti bilan ko'p parvarishlashni talab qilmaydi.

gazlar Arxiv

Vodorod va kislorodning gaz aralashmasi, agar ular1 va 2 massa ulushlari mos ravishda teng ... individual xarakterlovchi parametrlar xususiyatlarigaz, va shuning uchun ... T=400 K. 8 BOB 1 MEXANIKANING Jismoniy ASOSLARI BOB 1 MEXANIKANING Jismoniy ASOSLARI...