28
құрылыстардың технологиялық тізбегінің қозғалысында фазалардың кейінгі
бірлескен ауысуы тиімсіз немесе мүмкін болмайтын момент болады. Бұл кезде
сұйық фазаны газды фазадан бөлу керек.
Газды-сұйықтық теңдігінің шартын анықтауда Рауль және Дальтон
заңдары қолданылады, заң бойынша теңдік константасы газды және сұйық
фазадағы компоненттірдің молярлы бөлшектірінің қатынасымен немесе
компоненттің
парциалдық
қысымының
жүйенің
жалпы
қысымына
қатынасымен сипатталынады. Жүйенің қысымы ұлғайған сайын газды
фазадағы компоненттің молярлы концентрациясы азаяды. Температура жүйеге
кері бағытта әсер етеді: температура артқан сайын газды фазадағы бу қысымы
(демек компоненттің молярлы концентрациясы) артады.
Яғни Рауль және Дальтон заңдары сепарациядағы негізгі параметрлердің
– қысым және температураның өзгеру әсерінен болатын процесстің физикалық
мәнін ашады.
Қысым артқан сайын газдың тығыздығы мен тұтқырлығы ұлғаяды, ал газ
құрамындағы қатты және сұйық бөлшектердің тығыздығы тұрақты болатынын
ескеру қажет. Сондықтан ауырлық күші әсерінен қатты және сұйық
бөлшектердің тұну жылдамдығы қысым артқан сайын азаяды. Дегенмен
қысымның артуы газды қатты және сұйық бөлшектерден сепарациялауына
біртекті әсер етпейді. Егер қысым артқан сайын қатты бөлшектердің бөлінуі
нашарласа, бұл кезде сұйық бөлшектерде есептелуге келмейтін күрделі
құбылыс пайда болады. Қысым артқан сайын сұйықтықтың булануы азаяды, ал
газдағы будың конденсациясының артуына байланысты сұйық бөлшектердің
өлшемі артады. Қысымның белгілі мәнінде сұйықтық тамшылары буланады
және
конденсацияланады.
Қысымның
өзгерісі
газдың
меншікті
сыйымдылығының едәуір өзгеруіне әсер етеді. Қысым артқанда сұйық
бөлшектердің бірігу мүмкіндігі артады, яғни сепарацияның тиімділігі де
артады.
Тепература ұлғайған сайын газдың тығыздығы кемиді, ал газ
тұтқырлығы артады. Сондықтан салыстырмалы үлкен бөлшектердің (қатты)
тұну жылдамдығы газ тығыздығының кемуі әсерінен артады, ал ұсақ
бөлшектердің тұну жылдамдығы тұтқырлықтың ұлғаюына байланысты артады.
Сепаратордағы газ және қысымның өзгеруінен туған құбылыс сұйықтық
бөлшектеріне күрделі болып келеді, өйткені бұл кезде сұйықтық бөлшектер
конденсациялануы немесе булануы мүмкін.
Газдың қысымы мен температураның сепарацияға әсерінің анализі
келесіні көрсетті: қатты бөлшектердің бөлінуіне төмен қысым және жоғарғы
температура қолайлы, ал ұсақ бөлшектердің бөлінуі үшін – жоғарғы қысым
және төмен температура.
2) Өлшенген бөлшектер өлшемі және олардың газдың құрамындағы
концентрациясы. Газдың сұйықтықтан сепарациялануы кезінде, сұйықтық
үлдірлі және тамшылы күйде болуы мүмкін, ал тамшылар өлшемі он мыңнан
бір микрометрден миллиметрге дейін және одан да үлкен мәнде өзгеруі мүмкін.
Өлшемі 2 мкм болатын газдағы өлшенген бөлшектерді тұну жылдамдығының
29
төмен салдарынан және жай көзге түспегендіктен перманентті суспензия деп
есептейді. Газдың бірлік көлеміндегі сұйықтық бөлшектерінің концентрациясы
және сепараторға келіп түскен сұйықтықтың жалпы мөлшері сепарация кезінде
үлкен мәнге ие. Сепарацияның тиімділігі –салыстырмалы шама, өйткені
сепаратордың қандай жағдайда жұмыс жасайтыны және сепаратор бөле алатын
сұйықтық тамшыларының минималды өлшеміне байланысты.
3) Беттік керілу. Механикалық араластырудан пайда болған газдағы
сұйықтық бөлшектерінің өлшемі беттік керілуге кері пропорционалды әсер
етеді, яғни «газ-сұйықтық» жүйесінің беттік керілуі ұлғайған сайын, сұйықтық
тамшыларының өлшемі азаяды және керісінше. Сондай-ақ беттік керілу
сұйықтық қабықшасының беріктігіне елеулі ықпал етеді. «сұйықтық-қатты
дене» жүйесінің беттік керілуі төмендеген сайын, газды ағынның сұйықтық
қабықшасын ұсақ тамшыларға бұзуы жеңіл болады. Әдетте кәсіптік шарттағы
сепарацияда беттік керілу аз өзегереді және сепарацияның тиімділігіне елеулі
ықпал тигізбейді.
2.3 Газды сепарациялау процесі автоматты реттеудің нысаны ретінде
Автоматты реттеу нысаны ретіндегі газды сепарациялау процесінің
құрылымдық сұлбасы 2.4 суретте келтірілген.
Р
г
– сепаратордағы газдың қысымы; Н
с
– су деңгейі; U
1
, U
2
, U
3
– әсерді
басқарушы; P
1
, P
2
, P
3
– құбырдағы қысымның ауытқуы.
2.4 сурет – Автоматты реттеу нысаны ретіндегі газды сепарациялау
процесінің құрылымдық сұлбасы
Сепарациялау қондырғысының автоматты реттеу нысаны ретіндегі
зерттеу нәтижесі келесіні көрсетті: сепарация процесінің тиімділігінің жоғарғы
көрсеткіші негізгі параметрлер режимдерін, яғни газ-сұйықтық фазасының
үйлестіру деңгейі және сепаратордағы газдың қысымын тұрақтандыру арқылы
жүзеге асуы мүмкін.
Газ механикалық қоспаларға және сұйықтықтық тамшыларға қанық
болады, бұл ретте олар газды тасымалдау жүйесінде газдың қысымының
