Tasvirlangan kimyoviy muhandislik tamoyillari – tushayotgan plyonka bug'latgichi

Kimyoviy zavodda, agar biz sutni quyultirilgan sutga aylantirmoqchi bo'lsak yoki meva sharbatidan suvni olib tashlamoqchi bo'lsak, ularni shunchaki katta qozonga quyib qaynatishimiz mumkinmi? Albatta yo'q! Sut, sharbat va farmatsevtik eritmalar kabi moddalar juda "nozik" (issiqlikka sezgir). Yuqori haroratda atigi bir daqiqa qo'shimcha ozuqa moddalarini yo'q qilishi va ta'mini o'zgartirishi mumkin.

Xo'sh, biz nima qila olamiz? Muhandislar kuchli yechimni - Falling Film Evaporatatorni ixtiro qilishdi.

"Katta qozon qaynatish" o'rniga, u suyuqlikni "siljitishga" imkon beradi.

1. Makroskopik ko'rinish – Gravitatsiya ta'sirida harakatlanadigan “Suv slayd”

(Qarang: tushayotgan plyonka bug'latgichining umumiy tuzilishi va oqim diagrammasi)

Oddiy qaynatishdan farqli o'laroq, tushayotgan plyonka bug'latgichidagi jarayon "yuqoridan pastgacha" davom etadi:

· Kirish joyi (yuqori, yashil strelka): Ozuqa suyuqligi yuqoridan kiradi.

· Oqim (o'rta, ko'k oqimlar): Suyuqlik butun uskunani to'ldirmaydi. Buning o'rniga, u tortishish kuchi ta'sirida vertikal naychalarning ichki devorlari bo'ylab pastga oqadi.

· Isitish (tashqi qizil zona): Issiq bug' naychalarning tashqi qismini o'rab oladi. Suyuqlik pastga qarab oqayotganida, u naycha devori orqali tez qiziydi.

· Natija: Suyuqlik yupqa plyonka hosil qilgani uchun issiqlik uzatish juda tez sodir bo'ladi. Suvning katta qismi tubiga yetmasdan oldin bug'lanib, "chiqib ketgan".

Oddiy o'xshatish:
Akvaparkda yuqori tezlikdagi suv slaydida uchayotganingizni tasavvur qiling. Tez pastga sirpanib tushayotganingizda (qisqa vaqt qolish), basseynga yetib borguningizcha, tanangizdagi suvning katta qismi (erituvchi) shamol (issiqlik) tomonidan allaqachon uchib ketgan bo'ladi. Maqsadga "haddan tashqari qizib ketmasdan" erishiladi.

2. Mikroskopik ko'rinish – Naychalar ichidagi “ichi bo'sh makaron”

(Mavzuga oid: bitta naycha ichida plyonka hosil bo'lish mexanizmi)

Agar biz bitta naychani kesib ochib, diqqat bilan kuzatsak, haqiqiy sehrni ko'ramiz:

· Devor plyonkasi (ko'k suyuqlik qatlami): Suyuqlik naychani jo'mrak suvi kabi to'ldirmaydi. Buning o'rniga u ichki devorga mahkam bog'langan yupqa plyonka hosil qiladi.

· Markaziy kanal (oq bug 'yadrosi): Naychaning markazi bo'sh! U hosil bo'lgan bug' (ikkilamchi bug') uchun maxsus yo'l bo'lib xizmat qiladi.

· Pufakchaning yorilishi (faza o'zgarishi): Plyonka yuzasida doimiy ravishda mayda pufakchalar hosil bo'ladi va yorilib, bug'ni markaziy kanalga chiqaradi.

Oddiy o'xshatish:
Blin tayyorlashni tasavvur qiling. Agar xamirni qalin bo'lakcha shaklida qoldirsangiz, u sekin pishadi va kuyishi mumkin. Lekin agar uni yupqa qatlamga yoysangiz, u bir necha soniya ichida pishadi. Plyonkali bug'latgich xuddi shu printsipdan foydalanadi - tez issiqlik uzatish uchun suyuqlikni yupqa qilib yoyish.

3. Asosiy komponent – ​​“Mukammal muvozanatli dush kallagi”

(Yuqorida suyuqlik distribyutori ko'rsatilgan)

Bu tizimning yuragi. Agar ba'zi naychalar ko'proq suyuqlik olsa, boshqalari kamroq suyuqlik olsa nima bo'ladi?

Yetarli miqdorda suyuqlik bo'lmagan naychalar qizib ketadi, natijada qoldiqlar (masalan, shakar) yonib, ifloslanish hosil qiladi va oxir-oqibat naychalar tiqilib qoladi.

Shuning uchun bizga a kerak suyuqlik distribyutori.

· Yagona taqsimot: Rasmda mukammal dush kallagi kabi aniq ishlab chiqilgan metall plastinka ko'rsatilgan.

· Hatto qamrov: Suyuqlik avval plastinka bo'ylab teng ravishda taqsimlanadi, so'ngra ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilgan teshiklar yoki to'g'onlar orqali har bir naychaga teng ravishda oqadi.

Oddiy o'xshatish:
Bu dehqonchilikdagi sug'orish tizimiga o'xshaydi. Har bir qator (naycha) bir xil miqdorda suv olishi kerak. Agar bitta naycha ham qurib qolsa, u yonib ketishi va ifloslanishi mumkin, bu esa butun tizimni tozalash uchun o'chirishga majbur qiladi.

Yiqilayotgan plyonkali bug'latgichning uchta asosiy afzalligi

· Tez: Juda qisqa vaqt qolish vaqti (odatda bir necha soniyadan o'nlab soniyagacha), bu esa termal degradatsiyani oldini oladi.

· Yupqa: Plyonka oqimi ajoyib issiqlik uzatishni ta'minlaydi, bug'lanish uchun pastroq harorat talab etiladi.

· Silliq: Gravitatsiya bilan boshqariladigan oqim qarshilik va energiya sarfini kamaytiradi.