O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti “Neft va gaz” fakulteti

1.1. MEXANIK USUL BILAN ARALASHTIRISH

Neft va gazni qayta ishlash texnologiyalarida suyuq muhitni aralashtirish uchun turli tuzilishga ega bo‘lgan maxsus aralashtiruvchi uskunalar ishlatiladi. Aralashtiruvchilar aylanma harakatni (yoki murakkabroq bo‘lgan boshqacha harakatni) elektr motori va reduktordan iborat bo‘lgan tashqi uzatma yordamida amalga oshiradi. 1-rasmda yakorli aralashtirgichning tuzilishi berilgan. Aralashtiruvchilar turli xil bo‘lib, shartli ravishda ikki tur (tez harakat qiluvchi va sekin harakat qiluvchi) ga bo‘linadi (2-rasm). Tez harakat qiluvchi uskunalar qatoriga bir parrakli, ko‘p parrakli, turbinali va propellerli aralashtirgichlar kiritiladi. Yakorli, ramali, lentali va shnekli aralashtirgichlar esa sekin harakat qiluvchi uskunalarni tashkil etadi.

Parrakli aralashtirgichlar bir yoki bir necha parrakdan iborat bo‘ladi. Bir parrakli oddiy aralashtirgichlar qovushoqligi kichik bo‘lgan (µ<0,1 Pa·s) suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatiladi. Qovushoqligi katta bo‘lgan suyuqliklarni aralashtirish uchun ko‘p parrakli va maxsus tayyorlangan aralashtirgichlardan foydalaniladi. Cho‘kma ajratuvchi sistemalarni aralashtirish uchun yakorli aralashtirgichlar ishlatiladi. Agar aralashtirgichning diametrini d, uning diametrini D, parrakning keng-ligini v, uskunaning tubidan aralashtirgichgacha bo‘lgan masofani h bilan belgilasak, u holda parrakli aralashtirgichlar quyidagi o‘lchamlarga ega bo‘ladi: d=(0,6÷0,9)D; v=(0,1÷0,2)D; h≤0,3D. Parrakli aralash-tirgichlar minutiga 400 gacha aylanishi mumkin, odatda n=20÷80 ayl/min bo‘lgan aralashtirgichlar ko‘proq ishlatiladi.

1-rasm. Yakorli aralashtirgichning tuzilishi:
1–motor-reduktor; 2–mufta; 3–zichlantirgich; 4–qopqoqli tuynuk;
5–qopqoq; 6–val; 7–yakorli aralashtiruvchi moslama; 8–qobiq; 9–g‘ilof; 10–tayanch; 11–mahsulot chiqarish quvuri. Oqimlar: I–dastlabki aralashmaning kirishi; II–issiqlik (yoki sovuqlik) tashuvchining chiqishi; III–issiqlik (yoki sovuqlik) tashuvchining kirishi; IV–mahsulotning chiqishi.

f h i g e d b а

2-rasm. Aralashtiruvchi moslamalar:
a-e–tez harakatlanuvchi; f-i–sekin harakatlanuvchi; a–parrakli; b–oltita qiya kurakchali; d–ochiq rusumli turbinali; e–propellerli; f–yakorli;
g–ramali; h–lentali; i–shnekli.

Propellerli aralashtirgichlarning asosiy ish organi o‘qqa o‘rnatilgan propeller (yoki vint) dan iborat. O‘q gorizontal, vertikal yoki qiya o‘rnatilgan bo‘lishi mumkin. Vintlar ikki yoki uch qanotli bo‘ladi. Qanotlar suyuqlikda xuddi vint kabi harakat qiladi. Propellerli aralash-tirgichlarni harakatchan va qovushoqligi biroz katta bo‘lgan (µ<6 Pa·s) suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatish maqsadga muvofiqdir. Bunday aralashtirgichlar muhitlarni yaxshi aralashtirganda katta tezlik bilan aylanadi (ayrim sharoitlarda n=40 ayl/s gacha yetadi). Vintli aralashtirgichlar quyidagi kattaliklarga ega: d=(0,25÷0,33)D; h=(0,5÷1)D; n=150÷1000 ayl/min. Parrakli aralashtirgichlarga qaraganda propellerli aralashtirgichlarning samaradorligi ancha yuqori, biroq ularning ishlashi uchun ko‘proq energiya sarflanadi. Vint qiya joylashtirilsa, aralashtirishning samaradorligi ortadi.

Turbinali aralashtirgichlarning asosiy ish organi turbina g‘ildiragi bo‘lib, u vertikal o‘qqa joylashtirilgan bo‘ladi. Turbina g‘ildiragining ishlash prinsipi markazdan qochma kuchlarning ta’siriga asoslangan. Suyuqlik aralashtirgichning markaziy teshikchalaridan kirib, u yerda markazdan qochma kuchlar ta’sirida tezlanish olgan holda g‘ildirakdan radial yo‘nalishda chiqib ketadi. G‘ildirakda suyuqlik vertikal yo‘nalishdan gorizontal yo‘nalishga o‘tib, undan katta tezlik bilan chiqadi. Bunday aralashtirgichlar qovushoqligi kam va katta bo‘lgan (µ<500 Pa·s) suyuqliklarni aralashtirish uchun ishlatiladi. Turbinali aralashtirgichlar uchun d=(0,15÷0,6)D; n=200÷2000 ayl/min. Bunday aralashtirgichlarning samaradorligi juda yuqori. Turbinali aralash-tirgichlarni tarkibida o‘lchami 25 mm gacha bo‘lgan zarrachalarni ushlagan suyuqliklarni aralashtirish uchun ham qo‘llash mumkin.
Aralashayotgan suyuqliklarning gidrodinamik rejimi modifikatsiya qilingan Reynolds mezonining qiymati bilan aniqlanadi:
Re_m = = , (1)
bu yerda, n – aralashtirgichning aylanish chastotasi, ayl/s; – aralashayotgan suyuqlikning zichligi, kg/m³; µ – aralashayotgan suyuqlikning qovushoqligi, Pa·s; d – aralashtirgichning diametri, m.
Mexanik aralashtirishdagi quvvat sarfi N quyidagi kriterial tenglama asosida topiladi:
Eu_m = C Re^R_m , (2)
bu yerda, Eu_m = = K_N . (3)

O‘lchamsiz komplek Eyler mezoni (Eu_m) yoki quvvat mezoni (K_N) deb ataladi.

Koeffitsiyent S va daraja ko‘rsatgichi R ning qiymatlari tajriba yo‘li bilan aniqlanib, aralashtirgichning turiga, uskunaning tuzilishiga va aralashtirish jarayonining rejimiga bog‘liq bo‘ladi.
Agar uskunadagi suyuqlikning balandligi N uning diametri D ga teng bo‘lmasa, (5.3) tenglamasi bo‘yicha aniqlangan quvvatning qiymati tuzatish koeffitsiyentiga ko‘paytirilishi kerak:
f_n = . (4)
Aralashtiruvchi uskunalarning asosiy normallashtirilgan rusumlari uchun maxsus adabiyotlarda tajriba orqali erishilgan K_N va Re_M oralig‘ida grafik bog‘liqlar berilgan bo‘ladi.
Mexanik usul bilan aralashtirish paytida ikki xil rejim (laminar va turbulent) bo‘lishi mumkin. Laminar (Re_M<30) rejim suyuqlik sekin tezlik bilan aralashtirilganda yuzaga chiqadi, bunday holatda suyuqlik aralashtirgich parraklarining atrofidan bir tekisda aylanib oqadi va ular bilan birgalikda aylanma harakat qiladi. Aralashtiruvchi moslamaning tezligi ortishi bilan muhitning qarshiligi kuchayadi va oqibat natijada turbulent rejim paydo bo‘ladi (Re_M>100). Turbulentlik darajasi yuqori bo‘lganda (Re_M>10⁵) quvvat mezoni K_N amaliy jihatdan modifikatsiya qilingan Reynolds mezoni Re_M ga bog‘liq bo‘lmay qoladi. Bunday holatni avtomodel rejimi deb yuritiladi, bunday rejimda energiya sarfi faqat inersion kuchlar orqali topiladi.