O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi navoiy kon metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instituti

5-sonli o'quv savol. Konvektiv oqimlar

Issiqlik manbalarining mavjudligi tabiiy konvektiv oqimlarning paydo bo'lishiga olib keladi, bu esa aerodinamik jihatdan yuqorida turgan erkin oqimlarga o'xshaydi. Konvektiv oqimdagi havo harakati havo zichligidagi farq va shu bilan birga olib tashlash kuchi bilan bog'liq. Konvektiv havo oqimining harakati va uning tuzilishi isitish sirtining o'lchamiga, uning kosmosdagi pozitsiyasiga va yopiq yuzaning mavjudligiga bog'liq (3.3-rasm) Shakl 3.3-turli sharoitlarda konvektiv oqimlarni rivojlantirish sxemasi: a-gorizontal isitish yuzasi ustidagi erkin konvektiv oqim; b-isitish devorining konvektiv oqimi; v-yopiq sirt mavjud bo'lganda isitish yuzasi ustidagi konvektiv oqim

Issiq sirt ustida rivojlanayotgan konvektiv jetda to'rtta zonani ajratish mumkin:
I-to'g'ridan-to'g'ri isitish yuzasi va asosiy chegara qatlamida joylashgan laminar subloydan tashkil topgan chegara qatlami;
II-overclocking maydoni;
III-o'tish davri;
IV-samolyotning asosiy qismi.
Jet balandligi oshgani sayin, eksa tezligi noldan maksimal qiymatgacha o'zgaradi va keyin olib tashlash kuchi viskozite kuchlari bilan muvozanatlashganda yana nolga tushadi.
Uning harakati davomida konvektiv Jet haqiqiy muhitda erkin samolyotning rivojlanishiga o'xshash tashqi sirkulyatsion oqimlarni hosil qiladi.
Dumaloq, kvadrat va to'rtburchaklar kesimning konvektiv samolyotlari (5 dan kam bo'lgan nisbati bilan) dastlab rivojlanishida farq qiladi va keyin ekssimetrik holga aylanadi.

№ 6 o'quv savol. Aralashmalarni suyultirish va uzatish mexanizmlari

Tog ' - kon ishlarini olib borish turli xil zararli moddalarni ishlab chiqarishga ajratish oqibatida ma'dan atmosferasi tarkibining o'zgarishi bilan uzviy bog'liqdir. Ajratish xususiyatiga ko'ra, barcha manbalar o'zepizodik va uzluksiz bo'linadi. Vaqti-vaqti bilan qisqa vaqt ichida havoni ifloslantiradigan manbalar, masalan, portlovchi moddalar ishlab chiqarish vaqtida hosil bo'lgan gazlar va changlar epizodik hisoblanadi. Har doim zararli manbalar vaqtida uzoq. Ular orasida jinslarning yalang'och yuzalaridan va minerallardan gaz ajratish, ichki yonish dvigatellari bilan ishlaydigan gazlar va changning chiqarilishi va boshqalar kiradi.

Nopoklikning vaqti-vaqti bilan chiqarilishi, ob-havo va havo harakatining tezligi nolga teng bo'lganda, karer maydonining miqdori bo'yicha aralashmalarning harakatlanishi molekulyar diffuziya tufayli yuzaga keladi. Aralashmalarning gaz molekulalarining harakati uning kontsentratsiyasini butun hajmga moslashtirmaguncha sodir bo'ladi. Tashqi ta'sirlar bo'lmagan holda molekulyar diffuziya bilan diffuziya oqimi (massa oqimi) gradient, kontsentratsiyaga mutanosib. Mutanosiblik koeffitsienti molekulyar diffuziya koeffitsienti deb ataladi.
Molekulyar diffuziya koeffitsienti l m molekulalarining erkin masofasining uzunligi va ularning VM termal harakatining tezligiga bog'liq. Deyarli teng massaga ega bo'lgan o'xshash molekulalarga ega bo'lgan gazlar uchun molekulyar diffuziya koeffitsienti Maksvell formulasi bilan aniqlanadi:

Molekulyar diffuziya koeffitsienti moddaning diffuziya yo'nalishi bo'yicha konsentratsiyali gradientda dc/dx=1 diffuziya yo'nalishi bo'yicha birlik maydoni orqali bir vaqtning birligiga qancha miqdorda tarqalishini ko'rsatadi

Molekulyar diffuziya koeffitsienti cm2/s ning yuzdan bir qismidir, masalan, havoda uglerod oksidi uchun 0,129-0,138, karbonat angidrid uchun − 0,142.
Gaz kontsentratsiyasining gradientiga mutanosibligi asosida gazning molekulyar diffuziya oqimi
IM = −DMgradc
Harakatlanuvchi oqim gaz zarralarini havo oqimi bilan ishg'ol qilish mexanizmining ta'sirini ko'rsatadi − havo zarralarini bosim ostida gaz zarralarini harakatga keltiradi. Turbulent havo harakati bilan mashg'ul bo'lish jarayoni asosiy harakat tufayli, shuningdek, pulsatsiya harakati tufayli sodir bo'ladi. Pulsatsiya harakatlarida gazning ehtiroslari molekulyar diffuziya kabi sifat jihatidan. Diffuziya turbulent uzatish xaotik bo'lib, asosiy harakat yo'nalishidan qat'i nazar, barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Gaz va chang moddalari vorteks oqimlari bilan uzatiladi. Molekulyar va turbulent jarayonlar o'rtasidagi farq, bir holatda, aralashtirish alohida molekulalar, ikkinchisi esa butun zarrachalar guruhlari tomonidan amalga oshiriladi.
Turbulent diffuziya koeffitsienti (m2/s) molekulyar diffuziya koeffitsientiga o'xshash
D_(T )≈ "v l"
bu erda v-vorteks harakatining tarqalishi tezligi, l-aralashtirish yo'lining uzunligi.
Turbulent diffuziya koeffitsienti turbulent pulsatsiyalarning makroskopik shkalasiga mutanosib bo'lgani uchun, rivojlangan turbulentlik oqimida molekulyar diffuziya koeffitsientidan ko'p ming marta oshadi.
Molekulyar oqimga o'xshash turbulent diffuziya gaz oqimi

Havo oqimining o'rtacha (asosiy) harakati bilan gazni uzatish konvektiv deb ataladi. Tufayli tuproq haqida havo ishqalanish kuchlari ta'siri ostida hosil oqimi bo'ylama kesimida tezligi sohasida notekisligiga, gaz to'lqin turbulent deformatsiyalari, t. E. tuproq uzunligi bo'ylab cho'zilgan sodir bo'ladi. Havo harakatining sezilarli tezligi bilan cheklangan oqimlardagi gazlarning turbulent tarqalishi odatda juda ahamiyatsiz va begona moddalarni tashish va suyultirishga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.

Havoda diffuzer modda kontsentratsiyasi C ga teng bo'lsa, u holda s platformasi orqali havo miqdori bilan birgalikda, v ning minimal havo tezligiga perpendikulyar, Diffuzerning Qi=Qcobement birliklari bir vaqtning o'zida o'tkaziladi. Konvektiv gaz oqimi

Gazlarning harakatlanishi ularning zichligi bilan farq qiladi; engil gazlar yuqoriga, og'ir pastga qarab harakat qiladi. Xuddi shunday harakat gaz havosi haroratining o'zgarishi bilan sodir bo'ladi.

Portlashdan keyingi portlash portlovchi moddalar gazsimon portlash mahsulotlari yuqori haroratga ega va yuqoriga ko'tariladi ("ochiladi"). Soğutulmuş va havo havalandırılan hajmi bo'yicha harorat hizalanırken, og'ir gazlar pastga tushadi. "Suzuvchi" volumetrik kuchlar vertikal yo'nalishda harakat qiladi.
Shartli ravishda havo va gaz zichligi yoki turli haroratli havo qatlamlari orasidagi farq tufayli yuzaga keladigan oqim quyidagi shaklda yozilishi mumkin

Kirlarni tashishning quyidagi sabablari bilan bir qatorda, tabiiy gazning kengayishi ham mavjud bo'lib, u quyida joylashgan tog ' massividan ma'lum miqdorda chiqariladi

muayyan bosim. Massivdan chiqadigan gaz kengayadi, ishlab chiqarish devorlariga ulashgan gazlarni chiqaradi. Kengayish oqimi ijobiy bo'lishi mumkin (ko'rib chiqilayotgan hajmga qo'shimcha miqdorda gaz va salbiy (gazning so'rilishi, masalan, so'rilishi bilan bog'liq bo'lgan hajmdan) chiqariladi.
Shartli ravishda kengaytirish oqimi

bu erda C-chiqadigan gazning kontsentratsiyasi; va vp-kengayish tezligi.

Nuqtada to'liq gaz oqimi

Karyeradagi umumiy gaz uzatish balansidagi beshta gaz oqimining har birining o'ziga xos og'irligi muayyan shartlar bilan belgilanadi.

Ruxsat etilgan havoda ifloslantiruvchi moddalar molekulyar diffuziya tufayli amalga oshiriladi. Tabiiy gaz jinslar va minerallardan ishlab chiqarilganda, molekulyar diffuziya bilan birga chiqadigan gazning ortiqcha bosimi tufayli kengayish harakati paydo bo'ladi. Ichki yonish dvigatellari ishdan gazsimon mahsulotlar portlash va gazlar ozod tufayli harorat gradient, havo harorati farqi, karer kirib va unda joylashgan, gazlar turli zichligi, va hokazo, archimedes kuchlari "suzuvchi" paydo bo'lishiga olib keladi.
Past havo tezligi bilan turbulent diffuziya sezilarli rol o'ynashni boshlaydi, havo tezligi oshishi konvektiv uzatish komponentining kuchayishiga olib keladi. Konvektiv va diffuzion (turbulent) o'tkazishning birgalikdagi namoyishi konvektiv-diffuziya o'tkazilishiga olib keladi.
Oqim tezligining yanada oshishi konvektiv komponentni tashishda hal qiluvchi kuchga aylanishiga olib keladi.
Atmosferaning sirt qatlamida va tuproqdagi aralashmalarning tarqalishi jarayoni deyarli bir xil.
Nopokliklarning tarqalish manbasidan ularning tarqalishining jismoniy ko'rinishi atmosferaning holatiga bog'liq. Ko'tarilgan konvektiv oqimlardan kelib chiqqan atmosferaning beqaror holatida, aralashmalarning tarqalishi mash'alasi atmosferaning muvozanat holatidan kattaroq samolyotning ochilish burchagiga ega va Jet o'qi bo'ylab aralashmalarning kontsentratsiyasi tezroq kamayadi.