Գլուխ 9. Ընդհանուր տեղեկություններ գազերի խառնման մասին:
Գլխի նպատակներն ու խնդիրները.
Իմացեք հրդեհային անվտանգության կանոնների մասին թթվածնի հետ աշխատելիս
Իմացեք թթվածնի հետ աշխատելու և աշխատելու կանոնների մասին
Իմացեք «40% կանոնի» կիրառման մասին
Իմացեք գազի խառնման տարբեր համակարգերի մասին:
Նոր տերմիններ այս գլխում:
Դյուրավառ (դյուրավառ) եռանկյուն
Թթվածնային համատեղելի քսանյութ
Ադիաբատիկ ջեռուցում (Դիզելային պրոցես)
Թթվածնի մաքրում
40% կանոն
Մասնակի ճնշման խառնուրդ
Մշտական հոսքի խառնուրդ
Ներծծում ներծծողի պարբերական մաքրմամբ
Մեմբրանի բաժանում.
Որպես ջրասուզակ, օգտագործելով հարստացված խառնուրդներ ձեր սուզումների ժամանակ, դուք պետք է կարողանաք ձեռք բերել այդ խառնուրդները: Պետք չէ իմանալ, թե ինչպես պատրաստել nitrox ինքներդ, այնուամենայնիվ, դուք պետք է հասկանաք, թե ինչպես է այն պատրաստվում և ձեր սարքավորումների մաքրման պահանջները, որոնք պահանջում է nitrox-ը: Ամրացված խառնուրդներ արտադրելու սովորաբար օգտագործվող մեթոդներից մի քանիսը վերանայվում են այս գլխում, և քննարկվում են դրանց առավելություններն ու թերությունները: Խառնուրդը, որը դուք շնչում եք, պետք է ունենա համապատասխան թթվածնի պարունակություն։
1. Թթվածնի հետ աշխատելը և աշխատելը:
Թթվածինը զարմանալի գազ է։ Նա կարող է լինել և՛ ընկեր, և՛ թշնամի։ Սկուբա օգտագործման համար գազերը խառնելիս օպերատորը պետք է ստանա համապատասխան թթվածնի պարունակությունը բարձր ճնշման խառնուրդում: Դա կարելի է անել մաքուր թթվածինը ազոտի կամ օդի հետ խառնելով կամ օդից ազոտի մի մասը հեռացնելու միջոցով։ Բարձր ճնշման թթվածնի խառնման հիմնական խնդիրը հրդեհի վտանգն է: Այն, ինչ ամբողջովին օքսիդացված չէ, և դա նշանակում է գործնականում ամեն ինչ, կվառվի բարձր ճնշման թթվածնի մեջ, եթե առկա է բռնկման աղբյուր: Խառնուրդների հետ աշխատելիս որոշակի վտանգ կա, սակայն մաքուր սեղմված թթվածնի հետ աշխատելը շատ ավելի մեծ վտանգ է ներկայացնում: Հարստացված խառնուրդներ օգտագործող ջրասուզակը կարիք չունի հմուտ լինել մաքուր թթվածնի հետ աշխատելու հարցում, սակայն պետք է որոշակի պատկերացում ունենա հարակից ռիսկերի մասին, քանի որ թթվածինը օգտագործվում է, քանի որ սուզվողի գործունեությունը դառնում է ավելի բարդ և ծավալուն:
2. Դյուրավառ (հրդեհավտանգավոր) եռանկյուն.
Հրդեհը կանխելու համար դուք պետք է իմանաք, թե ինչ բաղադրիչներն են առաջացնում և ապահովում հրդեհը: Այս բաղադրիչները ներկայացված են նկարում
այսպես կոչված «դյուրավառ կամ հրդեհավտանգ եռանկյունու» տեսքով։ Հրդեհը վառելիքի և թթվածնի (օքսիդիչ) արագ քիմիական ռեակցիա է, որը կարող է առաջանալ միայն բռնկման աղբյուրի (ջերմության) առկայության դեպքում: Օքսիդացումը կարող է առաջանալ առանց այրման, ինչպես, օրինակ, ժանգոտման գործընթացում։ Հրդեհը առաջանում է, երբ առկա է բռնկման աղբյուր (ջերմություն): Բոցավառումից հետո քիմիական այրման ռեակցիան ազատում է էներգիա (ջերմություն), որն ապահովում է հետագա այրումը: Եթե մենք հանենք բաղադրիչներից մեկը (վառելիք, թթվածին, բռնկման աղբյուր), հրդեհ չի կարող առաջանալ։ Եթե, հետևաբար, բոլոր երեք բաղադրիչները միաժամանակ չկան, հրդեհը կկանխվի: Եթե բոցն արդեն կա, բաղադրիչներից մեկը հեռացնելը կհանգեցնի կրակի մարմանը: Սրանք հրդեհաշիջման տեսության հիմունքներն են: Մյուս կարևոր կետն այն է, որ կրակը պետք է տարածվի, որպեսզի պահպանի իր գոյությունը։ Երբեմն կրակ տարածելու ցանկությունը նույնիսկ ավելանում է որպես վերը նկարագրված «եռանկյունու» մեկ այլ բաղադրիչ:
3.Թթվածին.
Ստորև քննարկված իրավիճակներում թթվածինը առկա է օդում նրա կոնցենտրացիայից ավելի մեծ կոնցենտրացիաներում: Սա նշանակում է, որ «դյուրավառ եռանկյունում» օքսիդիչը միշտ առկա է լռելյայնորեն և չի կարող հեռացվել այս «հրդեհային բանաձևից»: Բոլորը գիտեն, որ մթնոլորտային թթվածինը կարող է ակտիվորեն մասնակցել այրման ռեակցիաներին համապատասխան հանգամանքներում, ուստի չպետք է զարմանալի լինի, որ ավելի բարձր կոնցենտրացիաները կարող են միայն մեծացնել ռիսկը: Ավելին, անհրաժեշտ է հիշել, որ օդում թթվածնի ավելացված պարունակությունը նշանակում է իներտ գազի պարունակության նվազում: Այս և մի քանի այլ պատճառներով այրման ինտենսիվությունը գծայինորեն կախված չէ թթվածնի տոկոսից: Այն կախված է թե՛ խառնուրդում թթվածնի տոկոսից (բաժնեմասնակից), թե՛ դրա մասնակի ճնշումից և զգալիորեն մեծանում է այս պարամետրերի մեծացման հետ:
4.Վառելիք.
Այս պարբերությունում մենք կխոսենք գազային համակարգում առկա վառելիքի մասին, որն ապահովում է գազի օգտագործումը շնչառության համար: Թթվածնի բարձր ճնշման դեպքում, եթե հրդեհ է տեղի ունենում, համակարգը ինքնին կարող է դառնալ քիմիական ռեակցիայի վառելիք, սակայն հրդեհ բռնկելու համար անհրաժեշտ է ավելի դյուրավառ բան: Սա կարող է լինել համակարգի առանձին մաս, լուծիչ, քսանյութ կամ համակարգի փափուկ բաղադրիչներ (ռետինե, պլաստիկ):
Գազային համակարգերում հայտնաբերված որոշ վառելիքներ կարող են գործնականում չդյուրավառ լինել նորմալ պայմաններում և խիստ դյուրավառ թթվածնով հարստացված միջավայրում: Վառելիքի այս տեսակները ներառում են սիլիկոնային քսուք, սիլիկոնային ռետին, նեոպրեն, կոմպրեսորային քսանյութեր, պլաստիկ և մետաղական թրթուրներ և փորվածքներ, օրգանական նյութեր և նյութեր, տարբեր տեսակի փոշիներ, նույնիսկ օղակների քսուք: Թերևս ամենավտանգավոր վառելիքը տարբեր քսանյութեր են: Տարածված սխալ կարծիք կա, որ սիլիկոնը (հավանաբար էկզոտիկ անվան պատճառով) անվտանգ է, երբ օգտագործվում է թթվածնի հետ: Իրականում դա ճիշտ չէ։ Կան հատուկ թթվածնի հետ համատեղելի քսանյութեր, ինչպիսիք են Christo-lube, Krytox, Halocarbon: Հենց այս ինքնաքսանյութերն են, որոնք պետք է օգտագործվեն թթվածնով հարստացված միջավայրում:
5. Բոցավառում.
Բոցավառման որոշ աղբյուրներ ակնհայտ են, սակայն դրանց մեծ մասը գազային համակարգից դուրս է և մեր կողմից չի դիտարկվում։ Համակարգի ներսում բռնկման երկու հիմնական աղբյուրներն են՝ շփումը և գազի սեղմումը, երբ այն անցնում է համակարգով: «Շփում» տերմինն այստեղ օգտագործվում է ընդհանուր իմաստով՝ գազի հոսքի մեջ որևէ մասնիկի առկայության կամ բուն գազի հոսքի շարժման և գազատարների անկյունների կամ այլ խոչընդոտների հետ բախման իմաստով։ . Մեկ այլ երևույթ՝ նույնը, որը հանգեցնում է բալոնի տաքացմանը, կարող է նաև հրդեհ առաջացնել (եթե բավականաչափ ջերմություն է արձակվում): Սա նույն ազդեցությունն է, որը հանգեցնում է վառելիքի բոցավառմանը դիզելային շարժիչի բալոններում առանց մոմերի: Այս էֆեկտը կոչվում է «ադիաբատիկ ջեռուցում (Դիզելային գործընթաց)»։
Գազի սեղմման ժամանակ բալոնի փականի հանկարծակի բացումը և փակումը կարող է առաջացնել ջերմաստիճանի բարձրացում մինչև բոցավառման կետը, իսկ եթե գազի հոսքում աղտոտիչներ կան, ապա բոցավառումն ինքնին: Հետևաբար, կոմպրեսորները չեն օգտագործում արագ փոփոխվող փականներ («գնդիկավոր փականներ»):
6. Թթվածնային համակարգերի օգտագործումը:
Այս գլխի կարևոր ուղերձն այն է, որ թթվածնի հետ աշխատելու ռիսկը կարելի է նվազագույնի հասցնել՝ հետևելով համակարգերի նախագծման և մշակման որոշակի կանոններին: Մասնավորապես, կարևոր է խուսափել սուր անկյուններից և արագ փոփոխվող փականներից և օգտագործել համապատասխան նյութեր: Օդային համակարգեր պատրաստելու համար օգտագործվող մետաղները նույնպես հարմար են թթվածնային համակարգերի արտադրության համար։ Ինչ վերաբերում է «փափուկ բաղադրիչներին», ինչպիսիք են միջադիրները, ճկուն հոդերը, դիֆրագմերը, դրանք պետք է փոխարինվեն թթվածնային համատեղելիներով: Որոշ դեպքերում հիմնական չափանիշը թթվածնի պակաս դյուրավառությունն է, բայց շատ դեպքերում դա բարձր ճնշման տակ թթվածնի նկատմամբ դիմադրության բարձրացումն է: Առկա են հատուկ փաթեթներ, որոնք թույլ են տալիս օդային սարքավորումները վերածել nitrox-ի օգտագործման սարքավորումների:
Դրանք ներառում են սարքավորումների պատշաճ մաքրումը և սպասարկումը, համապատասխան քսանյութերի օգտագործումը, գազերի կառավարումն այնպես, որ չառաջացնի բռնկում և փականների դանդաղ և սահուն բացումը:
7. Մաքրող սարքավորում՝ թթվածնով օգտագործելու համար: Որոշ նկատառումներ՝ կապված սարքավորումների մաքրման հետ:
«Թթվածնի մաքրում» հասկացությունը որոշ տարակուսանք է առաջացնում սիրողական սուզորդների շրջանում: Պատճառն այն է, որ լիովին պարզ չէ, թե արդյոք սարքավորումները պահանջում են մաքրում 21-40% թթվածին պարունակող խառնուրդներով օգտագործելու համար: Այս խնդիրն ավելի խորն արմատներ ունի. չկան մշակված և ստանդարտացված արդյունաբերական ընթացակարգեր 21% (օդ) մինչև 100% (մաքուր թթվածին) միջանկյալ քանակությամբ թթվածին պարունակող խառնուրդների մշակման համար: Ստանդարտները գոյություն ունեն միայն մաքուր թթվածնի հետ աշխատելու համար. Այսպիսով, 21%-ից ավելի թթվածին պարունակող ցանկացած խառնուրդ ներկայիս ստանդարտներով համարժեք է մաքուր թթվածին: Հետևաբար, արդյունաբերության ստանդարտներին համապատասխան բոլոր գործողությունները կատարելու համար ցանկացած հարստացված խառնուրդ պետք է դիտարկվի որպես մաքուր թթվածին:
Սեղմված գազի ասոցիացիան CGA-ն, Հրդեհային պաշտպանության ազգային ասոցիացիան NFPA-ն, NASA-ն և մի շարք այլ կազմակերպություններ խորհուրդ են տալիս միջանկյալ կոնցենտրացիաներով գազերը դիտարկել որպես մաքուր թթվածին: Սա չի նշանակում, որ նրանք որևէ ուսումնասիրություն են կատարել այս կոնցենտրացիայի միջակայքում: Սա միայն նշանակում է, որ չկան արդյունաբերապես մշակված և ընդունված ստանդարտներ, և այդ կազմակերպությունները գերադասում են պահպանողական դիրք գրավել։ Մյուս կողմից, ԱՄՆ ռազմածովային ուժերը մշակել են ընթացակարգեր, ըստ որոնց՝ մինչև 40% թթվածնի կոնցենտրացիայով խառնուրդները կարող են դիտարկվել որպես օդ՝ բեռնաթափման նպատակով: Չեն հրապարակվել փորձարկման արդյունքներ, որոնք կհուշեն, որ այս եզրակացությունը ճիշտ է, սակայն այս մոտեցումը կիրառվում է երկար տարիներ և այս խնդրի հետ կապված վթարների մասին հաղորդումներ չեն եղել: NOAA-ն ընդունել է այս կոնցենտրացիայի սահմանը հարստացված խառնուրդների հետ աշխատելիս. ՆԱՄ-ն, ընդհանուր առմամբ, նույնպես, սակայն որոշ սահմանափակումներով։
Մաքուր սեղմված օդը:
Մեկ այլ շփոթություն է առաջանում «օդի մաքրություն» հասկացության հետ կապված։ Տարբեր ասոցիացիաների և կազմակերպությունների կողմից (CGA, ԱՄՆ ռազմածովային նավատորմ) օգտագործվող շնչառական գազի մաքրության տարբեր «աստիճանները» շփոթեցնող են, երբ խոսքը հարստացված խառնուրդի մաքրության մասին է: Ստանդարտները թույլ են տալիս սեղմված օդում որոշ նավթի (ածխաջրածին) գոլորշու առկայություն (սովորաբար 5 մգ/խմ): Այս քանակությունը անվտանգ է շնչառական տեսանկյունից, սակայն կարող է վտանգավոր լինել հրդեհի տեսանկյունից սեղմված թթվածնի հետ աշխատելիս:
Այսպիսով, չկան օդի մաքրության ընդհանուր ընդունված և համաձայնեցված աստիճաններ, որոնք որոշում են դրա համապատասխանությունը մաքուր թթվածնի հետ խառնվելու համար: Արդյունաբերության ստանդարտ սահմանողները համաձայնել են, որ ածխաջրածինների մակարդակները 0,1 մգ/մ3 կարգի են: մ-ը կարելի է ընդունելի համարել օդի համար, որը «հետագայում պետք է խառնվի թթվածնի հետ»։ Վերջին մի քանի տարիների ընթացքում ֆիլտրային համակարգերը (նկարում) հասանելի են դարձել սեղմված օդ արտադրելու համար, որը համապատասխանում է այս պահանջներին: Կոմպրեսորները, որոնք թույլ չեն տալիս օդը շփվել քսանյութի հետ, իհարկե, ավելի լավ են հաղթահարում այս խնդիրը, բայց դրանք զգալիորեն ավելի թանկ են: Թթվածնի մաքրման պաշտոնական մոտեցում:
«Թթվածնի մաքրում» արտահայտությունը նույնպես սարսափելի է հնչում այն պատճառով, որ դրա արդյունաբերական իրականացումը պահանջում է բավականին խիստ ընթացակարգերի պահպանում: Այս պարբերական ընթացակարգերը հրապարակվում են ՀԿԳ-ի և այլ կազմակերպությունների կողմից: Դրանք նախատեսված են սեղմված թթվածնի հետ աշխատելիս անվտանգությունը պահպանելու համար:
NAUI-ն նշում է, որ ցանկացած սարքավորում, որը նախատեսված է մաքուր թթվածնի կամ ավելի քան 40% թթվածին պարունակող խառնուրդների հետ 200 psi-ից (մոտ 13 ատմ) ավելի մեծ ճնշման դեպքում, պետք է լինի թթվածնի հետ համատեղելի և զտված լինի թթվածնի հետ օգտագործելու համար: Մխոցը, կարգավորիչի առաջին փուլը և բոլոր գուլպաները պետք է մաքրվեն: Սարքավորումների որոշ մասեր կարող են փոխակերպվել նման խառնուրդների մշակման համար՝ օգտագործելով հատուկ փաթեթների բաղադրիչները:
8. Ոչ ֆորմալ մոտեցում թթվածնի մաքրմանը. «40% կանոն»
Չնայած պաշտոնական թեստավորման բացակայությանը, այսպես կոչված «40% կանոնը» բավականին հաջող է կիրառվել ջրասուզման ոլորտում, և դրա կիրառումը որևէ խնդիր չի բացահայտել։ Բազմաթիվ հրդեհներ են տեղի ունեցել սուզվող գազերի խառնման համակարգերում, որոնք առաջացել են թթվածնի բարձր կոնցենտրացիաների պատճառով:
NAUI-ն ընդունում է այս կանոնը, սակայն պահանջում է, որ սարքավորումները մաքրվեն թթվածնով և օգտագործվեն թթվածնի հետ համատեղելի քսանյութեր: Այս մոտեցումը ավելի քիչ խիստ է, քան ֆորմալը, սակայն, երբ ճիշտ է արվում, շատ արդյունավետ է։ Մաքրումը պետք է իրականացվի որակավորված տեխնիկների կողմից:
Սարքավորումը պետք է մաքրվի տեսանելի կեղտից և ճարպից, այնուհետև մաքրվի խոզանակով կամ ուլտրաձայնային եղանակով մաքրվի՝ օգտագործելով ուժեղ լվացող միջոց տաք ջրի մեջ: Ջոյի նման հեղուկ մաքրող միջոցները լավ են տնային օգտագործման համար: Մաքրությունը պետք է լինի ոչ պակաս, քան սպասվում է ափսեների և արծաթյա սպասքի համար: Չորացնելուց հետո փափուկ բաղադրամասերը պետք է փոխարինվեն թթվածնի հետ համատեղելիներով, որից հետո սարքավորումը քսում են թթվածնային համատեղելի քսանյութով:
Մաքրումից հետո սարքավորումը պետք է օգտագործվի միայն հարստացված խառնուրդների համար և չպետք է օգտագործվի սեղմված օդով, հակառակ դեպքում այն նորից պետք է մաքրվի:
9. Հարստացված խառնուրդների պատրաստում.
Գազի խառնուրդի համակարգի կառուցման ավանդական սխեման հիմնված է օդում այս կամ այն կերպ թթվածնի ավելացման վրա: Վերջերս մշակվել և հասանելի են դարձել երկու նոր մեթոդներ, որոնք հարստացնում են օդը այլ կերպ՝ ազոտի հեռացման միջոցով: Այս բաժինը կներառի թթվածնի ավելացման 3 եղանակ՝ քաշի խառնուրդ, մասնակի ճնշման խառնում, մշտական հոսքի խառնում; և ազոտի հեռացման 2 եղանակ՝ ներծծում ներծծող նյութի պարբերական մաքրմամբ, թաղանթային տարանջատում (Ballantyne and Delp, 1996):
Օգտագործված գազի խառնման համակարգի տեսակը կարևոր է վերջնական օգտագործողի համար, քանի որ այն որոշում է բալոնների լցման ընթացակարգերը և ստացված խառնուրդում թթվածնի հնարավոր կոնցենտրացիաների շրջանակը:
Գազերի զանգվածային խառնուրդ.
Կազմով ճշգրիտ խառնուրդներ ստանալու ամենապարզ և հուսալի մեթոդը պատրաստի խառնուրդներ գնելն է: Արդյունաբերական գազ արտադրողները սովորաբար խառնում են մաքուր թթվածինը և մաքուր ազոտը, քան մաքուր թթվածինը և օդը:
Գազերը խառնվում են ըստ քաշի: Սա հնարավորություն է տալիս անտեսել գազերի վարքագծի բազմաթիվ անոմալիաներ, որոնք առաջացել են դրանց իդեալականից տարբերությամբ և ապահովում է խառնուրդների շատ ճշգրիտ գազային բաղադրություն: Խառնումը կարող է կատարվել բալոնների, գլանների բանկերի կամ տանկերի մեջ: Պետք է ունենալ ճշգրիտ կշեռքներ, որոնք բավականին թանկ են, քանի որ դրանք պետք է կարողանան չափել փոքր փոփոխությունները մեծ կշիռներով։ Գազերի խառնման այս մեթոդը ամենաճշգրիտն է, և ստացված խառնուրդները մանրակրկիտ վերլուծվում են՝ համոզվելու համար, որ իրական կազմը համընկնում է հայտարարվածի հետ: Նման խառնուրդներ պատրաստելիս արդյունաբերական ընկերությունը ստիպված է օգտագործել մաքուր թթվածին, սակայն խառնուրդների մանրածախ վաճառողը կարող է խուսափել դրանից։ Այս մեթոդը բավականին թանկ է, և դրա արժեքը մեծանում է նրանով, որ խառնուրդները պահելու համար նախատեսված տարաները պատկանում են խառնուրդների մատակարարին և, հետևաբար, վարձակալվում են խառնուրդների վաճառողի կողմից:
Մասնակի ճնշումների խառնուրդ.
Ինչպես ինքնին ասում է մեթոդի անվանումը, այն հիմնված է մասնակի ճնշումների հարաբերակցության վրա։ Տեխնիկը լցնում է բաքը սահմանված քանակությամբ թթվածնով (չափվում է ճնշման արժեքով), այնուհետև այն լցնում է ծայրահեղ մաքուր օդով մինչև ցանկալի վերջնական ճնշումը: Առաջին հերթին, թթվածինը մղվում է այն ժամանակ, երբ բալոնը դեռ դատարկ է, ինչը նվազեցնում է ընթացակարգի հրդեհի վտանգը, քանի որ կարիք չկա թթվածինը շահարկել լցված բալոնի ամբողջ ճնշման դեպքում: Քանի որ օգտագործվում է մաքուր թթվածին, ամբողջ համակարգը, ներառյալ լիցքավորված բալոնը, պետք է համապատասխանի թթվածին և մաքրվի: Քանի որ ճնշումը կախված է ջերմաստիճանից, և բալոնը լցնելիս տաքանում է, անհրաժեշտ է կամ թույլ տալ, որ մխոցը սառչի, կամ ճնշումը չափելիս հաշվի առնել ջերմաստիճանի ազդեցությունը: Քանի որ բաղադրության վերջնական կարգավորումը հաճախ կատարվում է գլանն ամբողջությամբ սառչելուց հետո, խառնուրդի պատրաստման ողջ գործընթացը բավականին շատ ժամանակ է պահանջում: Այս գործընթացը կարող է օգտագործվել նաև հայտնի բաղադրության խառնուրդով տարայի վերալիցքավորման համար՝ նույն կամ տարբեր հատուկ կազմի խառնուրդ ստանալու համար:
Այս մեթոդով խառնելու կոմպրեսորը չի պահանջվում, եթե օդը մատակարարվում է այնպիսի ճնշման տակ, որը բավարար է սկուբա տանկերը լցնելու համար՝ առանց լրացուցիչ սեղմման: Բալոնների լցման բանկի օգտագործումը առավելագույնի հասցնելու համար օգտագործվում է այսպես կոչված «կասկադ տեխնոլոգիան», որը բաղկացած է նրանից, որ նախ օգտագործվում է ամենացածր ճնշումով լցնող բալոնը, որից հետո ամենաբարձր ճնշում ունեցող բալոնը: օգտագործված և այլն։ Երբեմն մեթոդն ինքնին կոչվում է «կասկադային խառնման մեթոդ»:
Այս մեթոդով հաճախ օգտագործվում են նաև կոմպրեսորներ: Նրանք չպետք է օգտագործեն յուղի քսում կամ պետք է ապահովեն ծայրահեղ բարձր մաքրության օդ, որը հարմար է թթվածնի հետ խառնվելու համար: Օդը գլան մղելու մեկ այլ եղանակ է օդաճնշական պոմպի օգտագործումը, որը սեղմում է օդը տարբեր տրամագծերի բալոնների մի շարքում, որոնց մխոցները միացված են մեկ լիսեռի: Ամենահայտնի մոդելներից Օգնան Հասկելն է։
Մասնակի ճնշման խառնուրդը շատ տարածված է սուզման կենտրոնների շրջանում, որոնք պատրաստում են շատ տարբեր խառնուրդներ փոքր ծավալներով տարբեր ռեկրեացիոն և տեխնիկական սուզման նպատակներով, ներառյալ 40%-ից ավելի թթվածնի պարունակությամբ խառնուրդներ: Այս դեպքում համակարգի արժեքի զգալի մասը բարձր ճշգրտության ճնշման չափիչն է: Այս դեպքում օդաճնշական պոմպի օգտագործումը շատ արդյունավետ է: Այս մեթոդը կիրառվում է հեռավոր սուզվելու վայրերում: Քանի որ թթվածինը ավելացվում է ցածր ճնշման դեպքում, որոշ տեխնիկներ չեն մաքրում թթվածնի բալոնները: Պետք է խուսափել այս պրակտիկայից. բալոնը միշտ պետք է մաքրվի թթվածնի հետ օգտագործելու համար:
10. Constant հոսքի mixing.
Այս մեթոդը (նաև կոչվում է մթնոլորտային բեռնման մեթոդ) առաջին անգամ մշակվել է NOAA-ի կողմից (1979, 1991) և հանդիսանում է օգտագործողի համար առավել հարմար մեթոդ (Նկար 9-7): Այս մեթոդով թթվածինը ցածր ճնշման դեպքում ավելացվում է կոմպրեսոր մուտք գործող օդի հոսքին՝ նավթի գոլորշիների հեռացման բարձր աստիճանով: Կեղտաջրերի հոսքը շարունակաբար վերլուծվում է կազմի համար, և այս վերլուծության արդյունքն օգտագործվում է թթվածնի խառնուրդը մուտքային հոսքի մեջ համապատասխանաբար հարմարեցնելու համար: Ելքային հոսքը կարող է շրջանցել բալոնների լցոնման ափը, մինչդեռ խառնուրդի կազմը ճշգրտվում է: Երբ խառնուրդը մղվում է լիցքավորվող բալոնների մեջ, այն կարող է տեղափոխվել սկուբա բալոններ շրջանցմամբ կամ օդային պոմպի միջոցով: Մշտական հոսքի կայանը կարող է նաև օգտագործել կլանման ենթահամակարգը որպես թթվածնի աղբյուր՝ PSA ներծծող նյութի պարբերական մաքրմամբ:
Կա մշտական հոսքի միավորների մեկ այլ դաս, որոնք օդ են մատակարարում առևտրային ջրասուզակին օդի մատակարարման գուլպաների միջոցով: Նման կայանքներն ունեն խառնուրդի կազմի կայունությունը վերահսկելու միջոցներ՝ տարբեր հոսքաչափեր և կարգավորիչներ: Նրանց ելքային ճնշումը սովորաբար պակաս է 200 psi-ից (13 ատմ):
11. Ներծծում ներծծողի (PSA) պարբերական մաքրմամբ:
Այս մեթոդը հիմնված է «մոլեկուլային մաղ» կոչվող նյութի օգտագործման վրա՝ սինթետիկ ծակոտկեն կավի նման նյութ, որի ծակոտիներն ապահովում են շատ մեծ մակերես: Այս մակերեսը կլանում է գազերը («adsorb» նշանակում է «կլանում է մակերեսի վրա»): Ազոտը կլանվում է ավելի արագ, քան թթվածինը, ուստի ներծծողով անցնող օդը դառնում է թթվածնով ավելի հարուստ (ավելի ճիշտ՝ աղքատանում է ազոտով)։ Օգտագործվում են երկու ներծծող թիթեղներ, որոնց միջև օդի հոսքը միացված է։ Երբ հոսքը ուղղված է մեկ թիթեղին, այն կլանում է ազոտը, մինչդեռ երկրորդ թիթեղն այս պահին մաքրվում է նախկինում ներծծված ազոտից: Այնուհետև թիթեղները փոխում են դերերը:
Թիթեղների մաքրման ճնշումն ու հաճախականությունը փոխելով՝ հնարավոր է ելքային խառնուրդում թթվածնի պարունակության տարբեր արժեքներ ստանալ։ Առավելագույն հասանելի թթվածնի պարունակությունը կազմում է 95%, մնացածը արգոն է: Արգոնը այս տեսակի ներծծվող նյութի նկատմամբ վարվում է գրեթե այնպես, ինչպես թթվածինը (այսինքն՝ այն չի ներծծվում), հետևաբար այն կպարունակվի ելքային խառնուրդում թթվածնի նկատմամբ գրեթե նույն համամասնությամբ, ինչ մուտքային օդում: Այս արգոնը ոչ մի ազդեցություն չունի ջրասուզակի վրա:
Այս տիպի տեղադրումները բարձր ճնշման տակ թթվածին չեն պահանջում, բայց դրանք բարդ են և բավականին թանկ՝ ձեռքբերման և պահպանման առումով. ելքային հոսքը պետք է մղվի բալոնների մեջ՝ օգտագործելով թթվածնի հետ համատեղելի մաքրված կոմպրեսոր կամ օդային պոմպ (նկարում):
12. Մեմբրանի բաժանում.
Այս մեթոդը հիմնված է թաղանթի օգտագործման վրա, որը մաքուր օդի միջով անցնելիս թույլ է տալիս թթվածնի մոլեկուլներին ավելի լավ անցնել, քան ազոտի մոլեկուլները։ Այսպիսով, ելքային խառնուրդը հարստացվում է թթվածնով, և թթվածնի կոնցենտրացիան որոշվում է մուտքային հոսքով: Առևտրային հասանելի համակարգերում թթվածնի առավելագույն հասանելի պարունակությունը կազմում է մոտ 40%: Նույն տեխնոլոգիան, ի դեպ, օգտագործվում է հելիումի առանձնացման համար որոշ այլ գործընթացներում։
PSA ստորաբաժանումների նման, բարձր ճնշման թթվածին օգտագործելու կարիք չկա: Կեղտաջրերը պետք է մղվեն բալոնների մեջ՝ օգտագործելով թթվածնի հետ համատեղելի մաքրված կոմպրեսոր կամ օդային պոմպ: Մեմբրանային համակարգերը բավականին հուսալի են և չեն պահանջում հատուկ սպասարկում, պայմանով, որ մուտքի հոսքի մաքրությունը բավարար է:
գազեր արխիվ
Ջրածնի և թթվածնի գազային խառնուրդ, եթե նրանց1 և 2 զանգվածային կոտորակները համապատասխանաբար հավասար են... առանձին բնութագրող պարամետրեր. հատկություններըգազ, և ուրեմն է... T=400 K. 8 ԳԼՈՒԽ 1 ՄԵԽԱՆԻԿԱՅԻ ՖԻԶԻԿԱԿԱՆ ՀԻՄՔՆԵՐ ԳԼՈՒԽ 1 ՄԵԽԱՆԻԿԱՅԻ ՖԻԶԻԿԱԿԱՆ ՀԻՄՔՆԵՐ...
Ներածություն 3 Գլուխ 1 Գիտնականները և նրանց հայտնագործությունները
Ատենախոսության ամփոփագիր... գլուխները. Ներածություն Գլուխ 1. Գիտնականներ և նրանցբացահայտումներ. - Փրիսթլիի փորձը Գլուխ 2. Ֆոտոսինթեզի պատմություն. Գլուխ 3. Ֆոտոսինթեզի կարևորությունը բնության մեջ: Գլուխ... ածխաթթու գազ գազթթվածնի մեջ: Ածխածնային գազպահանջվում է...էլեկտրաքիմիական ներուժ. Հատկություններթիլաոիդ թաղանթ...
Թող խառնվեն n քիմիապես չի արձագանքում իրենց միջև իդեալական գազեր Ենթադրվում է, որ հայտնի են բոլոր բաղադրիչների վիճակի սկզբնական թերմոդինամիկական պարամետրերը մինչև խառնումը և խառնման պայմանները (միջավայրի հետ փոխազդեցության պայմանները)։ Պետք է գտնել հավասարակշռություն գազերի վիճակի պարամետրերը խառնելուց հետո.
Եկեք քննարկենք խառնման երկու դեպք՝ պարզության համար ենթադրելով, որ այս գործընթացը տեղի է ունենում առանց շրջակա միջավայրի հետ ջերմափոխանակության .
2.1. Խառնելով ժամը W = Const
Այս դեպքում խառնման պայմաններն այնպիսին են, որ ստացված խառնուրդի ծավալը Վսմ-ը հավասար է խառնուրդի բաղադրիչների սկզբնական ծավալների գումարին W H i:
(Չշփոթել W H iմասնակի ծավալներով W i, քննարկված 1.4.3 պարագրաֆում):
Նշենք.
Պ Հ ի- նախնական ճնշում եսրդ գազ;
Տ Հ ի,t H i- նախնական ջերմաստիճանը ես-րդ գազը համապատասխանաբար 0-ով TOկամ 0 ՀԵՏ.
Որովհետեւ ամբողջ համակարգը սկսած nգազերը, երբ խառնվում են պայմաններում W = Constչի կատարում արտաքին աշխատանք, ապա այս դեպքի համար թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի համաձայն () կարող ենք գրել.
Այստեղ: Uսմ – կշռող գազերի խառնուրդի ներքին էներգիա մսմ կիլոգրամ
ջերմաստիճանի հետ Տ 0 Կ;
U H i- ներքին էներգիա եսրդ գազային զանգված m iկիլոգրամ
սկզբնական ջերմաստիճանով Տ Հ ի .
Ներկայացնենք հետևյալ նշումը.
uսմ - ջերմաստիճանում գազերի խառնուրդի հատուկ ներքին էներգիա Տ 0 Կ;
u H i –հատուկ ներքին էներգիա ես-րդ գազ նախնական ջերմաստիճանով Տ Հ ի .
Այնուհետև (2.1.1) հավասարումը ստանում է հետևյալ ձևը.
(2.1.2)
Ինչպես հայտնի է, իդեալական գազի համար du=C v dTորտեղից, երբ հաշվում ենք ներքին էներգիան 0 0 Կկարելի է գրել.
Այստեղ՝ - միջակայքում միջին 0 Տ 0 Կգազերի խառնուրդի զանգվածային իզոխորիկ ջերմային հզորություն;
Միջին միջակայքում 0 T H i 0 Kզանգվածային իզոխորիկ ջերմային հզորություն եսրդ գազ.
(2.1.3) (2.1.2) փոխարինելուց հետո մենք ստանում ենք.
Բայց 1.4.10 պարագրաֆի համաձայն, գազերի խառնուրդի իրական զանգվածային ջերմային հզորությունը արտահայտվում է բաղադրիչների զանգվածային բաժիններով. g iև դրանց իրական ջերմային հզորությունները հետևյալն են.
Նմանապես, միջակայքում միջինը 0 Տ 0 ԿԳազերի խառնուրդի զանգվածային իզոխորիկ ջերմունակությունը սահմանվում է հետևյալ կերպ.
Այս արտահայտությունը փոխարինելով (2.1.4) հավասարման ձախ կողմում, մենք ստանում ենք.
որտեղից (2.1.5)
Որովհետեւ վիճակի հավասարումից, ապա փոխարինումից հետո m i(2.1.5) հավասարման մեջ մենք վերջապես ստանում ենք խառնուրդի ջերմաստիճանի բանաձևը nգազեր:
Ինչպես հայտնի է, , հետևաբար (2.1.6) բանաձևը կարելի է գրել հետևյալ ձևով.
(Հարկ է հիշել, որ արտադրանքը միջին է 0-ի միջակայքում T H i 0 Kմոլային isochoric ջերմային հզորություն եսգազ)
Տեղեկատվական գրականության մեջ ջերմային հզորության էմպիրիկ կախվածությունը ջերմաստիճանից հաճախ տրվում է միջակայքի համար 0 t 0 C .
(2.1.8) և (2.1.9) (2.1.2) հավասարման մեջ փոխարինելուց հետո ստանում ենք.
Փոխարինելով m iդրա արժեքը, մենք վերջապես ստանում ենք գազային խառնուրդի ջերմաստիճանի բանաձևը աստիճաններով Ցելսիուս :
Արտահայտելով R iՄոլեկուլային քաշի միջոցով մենք ստանում ենք մեկ այլ բանաձև.
(2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) և (2.1.11) բանաձևերի հայտարարները պարունակում են միջին ջերմային հզորություններ, որոնց համար խառնուրդի ջերմաստիճանը օգտագործվում է որպես միջինացման վերին սահման ( տկամ Տ), կորոշվի։ Դրա պատճառով որոշվում է խառնուրդի ջերմաստիճանը ըստ այս բանաձևերի հաջորդական մոտարկումների մեթոդ .
2.1.1. Գազերի խառնման հատուկ դեպքեր ժամը W = Const
Դիտարկենք բանաձևերի մի քանի հատուկ դեպքեր (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) և (2.1.11):
1. Թող խառնվեն գազերը, որոնցում կախված է ադիաբատիկ ցուցանիշը Կիջերմաստիճանը կարող է անտեսվել:
(Իրականում TOնվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, քանի որ
Որտեղ s o r , Աէմպիրիկ դրական գործակիցներ են։
0-ից մինչև 2000 0 C միջակայքում տեխնիկական հաշվարկների համար կարող եք օգտագործել հետևյալ բանաձևերը.
ա) երկատոմային գազերի համար TO 1,40 - 0,50 10 -4 տ;
բ) այրման արտադրանքի համար TO 1,35 - 0,55 10 -4 տ.
Այս բանաձեւերից պարզ է դառնում, որ ջերմաստիճանի ազդեցությունը ադիաբատիկ ինդեքսի վրա TOնկատելի է դառնում միայն հարյուրավոր աստիճանի Ցելսիուսի ջերմաստիճանում:)
Այսպիսով, եթե ենթադրենք, որ
ապա բանաձևը (2.1.6) կունենա հետևյալ ձևը.
Բանաձևը (2.1.12) կարող է օգտագործվել որպես առաջին մոտարկում (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) և (2.1.11) բանաձևերի համար:
2. Թող խառնվեն գազերը, որոնց մոլային իզոխորային ջերմային հզորությունները հավասար են, և այդ ջերմային հզորությունների կախվածությունը ջերմաստիճանից կարելի է անտեսել, այսինքն.
Այնուհետև (2.1.7) հավասարումը ստանում է շատ պարզ ձև.
Եթե գազերն ունեն հավասար մոլային իզոխորային ջերմային հզորություններ, ապա համաձայն Մայերի հավասարման
Մոլային իզոբարային ջերմային հզորությունները պետք է հավասար լինեն միմյանց, և, հետևաբար, ադիաբատիկ ցուցանիշները պետք է հավասար լինեն, այսինքն.
Այս պայմանով (2.1.12) հավասարումը վերածվում է (2.1.13-ի):
2.1.2. Ճնշումը գազերը խառնելուց հետո ժամը W = Const
Գազերը խառնելուց հետո հաստատված ճնշումը կարող է որոշվել կամ 1.4.2 կետի բանաձևերով կամ պայմանով.
Ռսմ Վսմ = մսմ Ռսմ Տ= մսմ Տ.
Մեծ թվով տեխնիկական խնդիրների լուծումը հաճախ ենթադրում է տարբեր գազերի (հեղուկների) կամ նույն գազի (հեղուկի) տարբեր քանակությունների խառնում տարբեր թերմոդինամիկական վիճակներում։ Տեղաշարժման գործընթացները կազմակերպելու համար մշակվել է խառնիչ սարքերի և ապարատների լայն տեսականի:
Խառնուրդի պրոցեսների թերմոդինամիկական վերլուծության ժամանակ խնդիրը սովորաբար հանգում է խառնուրդի վիճակի պարամետրերը նախնական խառնիչ բաղադրիչների վիճակի հայտնի պարամետրերից որոշելուն:
Այս խնդրի լուծումը տարբեր կլինի՝ կախված այն հանգամանքից, թե ինչ պայմաններում է իրականացվում այս գործընթացը։ Իրական պայմաններում առաջացող գազերի կամ հեղուկների խառնուրդների ձևավորման բոլոր մեթոդները կարելի է բաժանել երեք խմբի՝ 1) մշտական ծավալով խառնելու գործընթացը. 2) հոսքի մեջ խառնվելու գործընթացը. 3) ծավալը լրացնելիս խառնելը.
Սովորաբար համարվում է, որ խառնման գործընթացները տեղի են ունենում առանց ջերմափոխանակության խառնիչ համակարգի և շրջակա միջավայրի միջև, այսինքն՝ տեղի են ունենում ադիաբատիկ եղանակով: Ջերմափոխանակության առկայության դեպքում խառնումը կարելի է բաժանել երկու փուլի՝ ադիաբատիկ խառնում առանց ջերմափոխանակության և ստացված խառնուրդում ջերմափոխանակություն շրջակա միջավայրի հետ։
Եզրակացությունները պարզեցնելու համար դիտարկենք երկու իրական գազերի խառնումը։ Երեք կամ ավելի գազերի միաժամանակյա խառնումը կարելի է գտնել երկու գազերի հաշվարկման բանաձևերի միջոցով՝ հաջորդաբար ավելացնելով նոր բաղադրիչ:
Խառնման բոլոր դեպքերն անշրջելի գործընթացներ են, թեկուզ միայն այն պատճառով, որ խառնուրդն իր բաղադրամասերի մեջ բաժանելու համար անհրաժեշտ է աշխատանքի ծախս: Ինչպես ցանկացած անշրջելի պրոցեսում, այնպես էլ խառնման ժամանակ տեղի է ունենում էնտրոպիայի աճ Սգ համակարգեր և կատարողականի համապատասխան կորուստ (էկզերգիա). Դե
= Տ o.s. 
Սգ, որտեղ Տо.с – շրջակա միջավայրի ջերմաստիճան:
Տարբեր ճնշումներ և ջերմաստիճաններ ունեցող գազեր խառնելիս գործունակության լրացուցիչ կորուստները առաջանում են խառը գազերի միջև անդառնալի ջերմափոխանակությունից և դրանց ճնշումների տարբերությունը չօգտագործելուց: Այսպիսով, խառնման ժամանակ էնտրոպիայի աճը տեղի է ունենում ինչպես գազերի կամ հեղուկների փաստացի խառնման (դիֆուզիայի) արդյունքում, որոնք տարբեր բնույթ են կրում, այնպես էլ խառը նյութերի ջերմաստիճանների և ճնշումների հավասարեցման պատճառով:
Դիտարկենք խառնման հնարավոր մեթոդները:
2.1. Մշտական ծավալով պրոցեսների խառնում
Թողեք մի քանի ջերմամեկուսացված ծավալով անոթ Վբաժանված միջնորմով երկու բաժանմունքի, որոնցից մեկը պարունակում է գազ (հեղուկ) պարամետրերով էջ 1, u 1, Տ 1 , U 1-ում, մյուսում՝ մեկ այլ գազ (հեղուկ)՝ պարամետրերով էջ 2, u 2, Տ 2 , U 2, (նկ. 2.1):
|
էջ 1 , Տ 1, u 1, U 1 , մ 1 |
էջ 2 , Տ 2, u 2, U 2 , մ 2 |
|
էջ, Տ, դու, U, մ |
Բրինձ. 2.1. Խառնման գործընթացի դիագրամ
հաստատուն ծավալով
Նշում ենք գազի զանգվածը մեկ խցիկում և ծավալը համապատասխանաբար մ 1 և Վ 1, իսկ մյուս խցիկում - մ 2 և Վ 2. Երբ բաժանարար միջնորմը հանվում է, յուրաքանչյուր գազ դիֆուզիայի միջոցով կտարածվի ամբողջ ծավալով, և արդյունքում առաջացող խառնուրդի ծավալն ակնհայտորեն հավասար կլինի գումարին: Վ = Վ 1 + Վ 2. Խառնման արդյունքում գազի ճնշումը, ջերմաստիճանը և խտությունը անոթի ողջ ծավալով հավասարվում են։ Նշենք խառնելուց հետո գազի վիճակի պարամետրերի արժեքները էջ, դու, Տ, U.
Ըստ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ ստացված գազերի խառնուրդը կունենա ներքին էներգիա, որը հավասար է յուրաքանչյուր գազի ներքին էներգիաների գումարին.
U = U 1 + U 2
մ 1 u 1 + մ 2 u 2 = (մ 1 + մ 2) u = mu. (2.1)
Գազի հատուկ ներքին էներգիան խառնելուց հետո որոշվում է հետևյալ կերպ.
.
(2.2)
Նմանապես, խառնուրդի հատուկ ծավալը հետևյալն է.
.
(2.3)
Ինչ վերաբերում է գազի մնացած պարամետրերին խառնելուց հետո ( էջ, Տ, Ս), այնուհետև գազերի և հեղուկների համար դրանք չեն կարող վերլուծական հաշվարկվել ընդհանուր գծերով՝ խառնուրդի բաղադրիչների պարամետրերի արժեքների միջոցով: Դրանք որոշելու համար օգտագործեք U, u-դիագրամ՝ իզոբարներով և իզոթերմներով, կամ U, Տ- դրա վրա նշված իզոխորներով և իզոբարներով դիագրամ (նույն գազը խառնելու համար), կամ գազերի և հեղուկների ջերմադինամիկական հատկությունների աղյուսակներ. Որոշելով գազի (2.2) և (2.3) u հարաբերությունները խառնելուց հետո, կարելի է գտնել դիագրամներից կամ աղյուսակներից. էջ, Տ, Ս.
Արժեքներ էջ,
ՏԵվ ՍԽառնելուց հետո գազերը կարող են ուղղակիորեն արտահայտվել միայն իդեալական գազերի համար՝ խառը մասերի վիճակի պարամետրերի հայտնի արժեքների միջոցով: Նշենք առաջին գազի ջերմային հզորության միջին արժեքը ջերմաստիճանի միջակայքում սկսած Տ 1 դեպի Տմիջոցով 
, և մեկ այլ գազ ջերմաստիճանի միջակայքում սկսած Տ 2 դեպի Տմիջոցով 
.
Հաշվի առնելով դա 
;
;
արտահայտությունից (2.2) մենք ստանում ենք.
Տ
=
կամ Տ
=
,
(2.4)
Որտեղ է 1 և է 2 – խառնուրդը կազմող իդեալական գազերի զանգվածային բաժիններ:
Իդեալական գազերի վիճակի հավասարումից հետևում է.
մ 1
=
;մ 2
=
.
Զանգվածի արժեքները (2.4) փոխարինելուց հետո գազային խառնուրդի ջերմաստիճանը կարելի է գտնել արտահայտությունից.
Տ
=
.
(2.5)
Իդեալական գազերի խառնուրդի ճնշումը մենք սահմանում ենք որպես գազային խառնուրդի բաղադրիչների մասնակի ճնշումների գումար. 
, որտեղ մասնակի ճնշումները 
Եվ 
որոշվում են Կլապեյրոնի հավասարման միջոցով:
Էնտրոպիայի աճ 
Սգ համակարգերը անդառնալի խառնումից հայտնաբերվում են խառնուրդում խառնելուց հետո ընդգրկված գազերի էնտրոպիայի և խառնելուց առաջ սկզբնական բաղադրիչների գումարների տարբերությամբ.
Ս
= Ս
– (մ 1 Ս 1
+ մ 2 Ս 2).
Իդեալական գազերի խառնուրդի համար, երբ խառնվում են երկու գազ.
Ս գ
= մ[(է 1 Գ էջ 1
+ է 2 Գ էջ 2) ln Տ
– (է 1 Ռ 1
+ է 2 Ռ 2) ln էջ]–
– [մ 1 (Գ էջ 1 լն Տ 1 – Ռ ln էջ 1) + մ 2 (Գ էջ 2 լն Տ 2 – Ռ ln էջ 2)]–
–մ(Ռ 1 է 1 լն r 1 + Ռ 2 է 2 լն r 2),
Որտեղ r ես– խառնուրդը կազմող իդեալական գազերի ծավալային բաժինը.
Ռ– խառնուրդի գազի հաստատունը, որը որոշվում է հավասարմամբ.
Ռ = է 1 Ռ 1 + է 2 Ռ 2 .
Հաստատուն ծավալով խառնվելու համար էքսերգիայի և աներգիայի դիագրամը ներկայացված է Նկ. 2.2.
Բրինձ. 2.2. Էքսերգիայի և աներգիայի դիագրամ ժամը
մշտական ծավալով խառնում. 
– խառնուրդի ժամանակ հատուկ էքսերգիայի կորուստ
2. Տարբեր ջերմաստիճան ունեցող գազերի և գոլորշիների խառնում:
Այսպես են ձևավորվում մթնոլորտային մառախուղները։ Ամենից հաճախ մառախուղը հայտնվում է պարզ եղանակին գիշերը, երբ Երկրի մակերեսը, ինտենսիվ ջերմություն տալով, մեծապես սառչում է: Տաք, խոնավ օդը շփվում է սառեցնող Երկրի կամ նրա մակերեսի մոտ սառը օդի հետ, և դրա մեջ հեղուկի կաթիլներ են առաջանում: Նույնը տեղի է ունենում, երբ տաք և սառը օդային ճակատները խառնվում են:
3. Գոլորշի պարունակող գազային խառնուրդի սառեցում.
Այս դեպքը կարելի է ցույց տալ թեյնիկի օրինակով, որի մեջ ջուր է եռացել։ Ջրային գոլորշին դուրս է գալիս ժայթքից, որն անտեսանելի է, քանի որ լույս չի ցրում։ Այնուհետև ջրի գոլորշին արագ սառչում է, դրա մեջ ջուրը խտանում է, և արդեն թեյնիկի հոսանքից փոքր հեռավորության վրա մենք տեսնում ենք կաթնագույն ամպ՝ մառախուղ, որը տեսանելի է դարձել լույսը ցրելու ունակության պատճառով: Նմանատիպ երեւույթ է նկատվում, երբ ցրտաշունչ օրը բացում ենք պատուհանը։ Ավելի դիմացկուն աերոզոլ է ձևավորվում, երբ տապակի մեջ եռացող յուղը սենյակում ստեղծում է գազ (նավթի աերոզոլ), որը կարելի է հեռացնել միայն սենյակը լավ օդափոխելով:
Բացի այդ, կոնդենսացիոն աերոզոլը կարող է ձևավորվել գազային ռեակցիաների արդյունքում, որոնք հանգեցնում են ոչ ցնդող արտադրանքի ձևավորմանը.
· վառելիքի այրման ժամանակ առաջանում են ծխատար գազեր, որոնց խտացումը հանգեցնում է այրման ծխի առաջացման.
· երբ ֆոսֆորը այրվում է օդում, ձևավորվում է սպիտակ ծուխ (P 2 O 5);
· գազային NH 3-ի և HC1-ի փոխազդեցությունից առաջանում է ծուխ MH 4 C1 (sv);
· Օդում մետաղների օքսիդացումը, որը տեղի է ունենում տարբեր մետալուրգիական և քիմիական գործընթացներում, ուղեկցվում է մետաղների օքսիդների մասնիկներից կազմված գոլորշիների առաջացմամբ։
ԴԻՍՊԵՐՍԻԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐ
Դիսպերսիվ աերոզոլներ առաջանում են գազային միջավայրում պինդ և հեղուկ մարմինների հղկման (ցողման) և օդային հոսանքների ազդեցությամբ փոշոտ նյութերը կախովի վիճակների անցնելու ժամանակ։
Պինդ նյութերի ցողումը տեղի է ունենում երկու փուլով.
մանրացնել, ապա ցողել: Նյութի տեղափոխումը աերոզոլային վիճակի պետք է իրականացվի աերոզոլի կիրառման պահին, քանի որ, ի տարբերություն այլ ցրված համակարգերի, էմուլսիաները, կախոցները, աերոզոլները չեն կարող նախապես պատրաստվել: Կենցաղային պայմաններում հեղուկ և փոշի աերոզոլներ ստանալու գրեթե միակ միջոցը սարքն է, որը կոչվում է «աերոզոլային փաթեթ» կամ «աերոզոլային տարա»։ Նրանում գտնվող նյութը փաթեթավորվում է ճնշման տակ և ցողվում հեղուկացված կամ սեղմված գազերի միջոցով։
ԱԵՐՈԶՈԼՆԵՐԻ ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐԸ
Աերոզոլների հատկությունները որոշվում են հետևյալով.
Ցրված փուլի և ցրված միջավայրի նյութերի բնույթը.
Աերոզոլի մասնակի և զանգվածային կոնցենտրացիան;
Մասնիկների չափը և մասնիկների չափի բաշխումը;
Առաջնային (ոչ ագրեգացված) մասնիկների ձևը;
Աերոզոլի կառուցվածքը;
Մասնիկների լիցք.
Աերոզոլների կոնցենտրացիան բնութագրելու համար, ինչպես մյուս ցրված համակարգերը, օգտագործվում են զանգվածի կոնցենտրացիան և թվային (մասնակի) կոնցենտրացիան։
Զանգվածային կոնցենտրացիան բոլոր կասեցված մասնիկների զանգվածն է գազի միավորի ծավալով:
Թվային կոնցենտրացիան աերոզոլի մեկ միավորի ծավալի մասնիկների քանակն է: Որքան էլ մեծ լինի թվային կոնցենտրացիան աերոզոլի առաջացման պահին, մի քանի վայրկյան հետո այն չի կարող գերազանցել 10 3 մասնիկ/սմ 3:
ԱԵՐՈՍՈԼԻ ՄԱՍՆԻԿՆԵՐԻ ՉԱՓԵՐԸ
Մասնիկների նվազագույն չափը որոշվում է նյութի ագրեգացման վիճակում առկա հնարավորությամբ: Այսպիսով, ջրի մեկ մոլեկուլը չի կարող ձևավորել գազ, հեղուկ կամ պինդ: Ֆազ ձևավորելու համար պահանջվում են առնվազն 20-30 մոլեկուլների ագրեգատներ: Պինդ կամ հեղուկի ամենափոքր մասնիկը չի կարող ունենալ 1 10 -3 մկմ-ից պակաս չափ: Գազը որպես շարունակական միջավայր դիտարկելու համար անհրաժեշտ է, որ մասնիկների չափերը շատ ավելի մեծ լինեն, քան գազի մոլեկուլների ազատ ուղին: Մասնիկների չափի վերին սահմանը խստորեն սահմանված չէ, սակայն 100 միկրոնից մեծ մասնիկներն ի վիճակի չեն երկար ժամանակ կախված մնալ օդում։
ԱԵՐՈԶՈԼՆԵՐԻ ՄՈԼԵԿՈՒԼԱԿԻՆԵՏԻԿԱԿԱՆ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ
Աերոզոլների մոլեկուլային կինետիկ հատկությունների առանձնահատկությունները պայմանավորված են.
Ցրված ֆազային մասնիկների ցածր կոնցենտրացիան - այսպես, եթե 1 սմ 3 ոսկու հիդրոզոլը պարունակում է 10 16 մասնիկ, ապա ոսկու աերոզոլի նույն ծավալը պարունակում է 10 7-ից պակաս մասնիկներ.
Ցրված միջավայրի ցածր մածուցիկություն - օդ, հետևաբար, մասնիկների շարժման ընթացքում առաջացող շփման ցածր գործակից (B).
Դիսպերսիոն միջավայրի ցածր խտությունը, հետևաբար ρ մաս » ρ գազ:
Այս ամենը հանգեցնում է նրան, որ աերոզոլներում մասնիկների շարժումը տեղի է ունենում շատ ավելի ինտենսիվ, քան լյոզոլներում։
Դիտարկենք ամենապարզ դեպքը, երբ աերոզոլը գտնվում է փակ տարայի մեջ (այսինքն՝ արտաքին օդի հոսքերը բացառվում են), և մասնիկները ունեն գնդաձև ձև՝ r շառավղով և խտությամբ p։ Նման մասնիկի վրա միաժամանակ գործում է ձգողական ուժը, որն ուղղված է ուղղահայաց դեպի ներքև, և շփման ուժը հակառակ ուղղությամբ: Բացի այդ, մասնիկը գտնվում է բրոունյան շարժման մեջ, որի հետևանքը դիֆուզիան է։
Աերոզոլներում դիֆուզիայի և նստվածքի գործընթացները քանակականացնելու համար կարող եք օգտագործել արժեքները.
հատուկ դիֆուզիոն հոսք i diff i
հատուկ նստվածքային հոսք i sed. .
Պարզելու համար, թե որ հոսքը կգերակշռի, հաշվի առեք դրանց հարաբերակցությունը.
Այս արտահայտության մեջ (p - p 0) » 0. Հետևաբար, կոտորակի չափը որոշվելու է մասնիկների մեծությամբ:
Եթե r > 1 մկմ, ապա i sed » i diff, այսինքն՝ դիֆուզիան կարող է անտեսվել - արագ նստվածք է տեղի ունենում, և մասնիկները նստում են նավի հատակին:
Եթե ռ< 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.
Այսպիսով, ինչպես շատ փոքր, այնպես էլ շատ մեծ մասնիկները արագ անհետանում են աերոզոլից՝ առաջինը պատերին կպչելու կամ իրար կպչելու պատճառով, երկրորդը՝ հատակին նստելու արդյունքում։ Միջանկյալ չափերի մասնիկներն ունեն առավելագույն կայունություն։ Հետեւաբար, որքան էլ մեծ լինի մասնիկների թվային կոնցենտրացիան աերոզոլի առաջացման պահին, մի քանի վայրկյան հետո այն չի գերազանցում 10 3 մաս/սմ 3:
ԱԵՐՈԶՈԼՆԵՐԻ ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ
Աերոզոլային մասնիկների էլեկտրական հատկությունները զգալիորեն տարբերվում են լյոզոլի մասնիկների էլեկտրական հատկություններից:
1. DES-ը չի հայտնվում աերոզոլային մասնիկների վրա, քանի որ գազային միջավայրի ցածր դիէլեկտրական հաստատունի պատճառով դրանում էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա գործնականում չի առաջանում։
2. Մասնիկների վրա լիցքն առաջանում է հիմնականում իոնների անխտիր կլանման պատճառով, որոնք գոյանում են գազային փուլում՝ տիեզերական, ուլտրամանուշակագույն կամ ռադիոակտիվ ճառագայթներով գազի իոնացման արդյունքում։
3. Մասնիկների լիցքը պատահական է, իսկ նույն բնույթի և նույն չափի մասնիկների համար այն կարող է տարբեր լինել և՛ մեծությամբ, և՛ նշանով։
4. Մասնիկի լիցքը ժամանակի ընթացքում փոխվում է թե՛ մեծությամբ, թե՛ նշանով։
5. Հատուկ կլանման բացակայության դեպքում մասնիկների լիցքերը շատ փոքր են և սովորաբար գերազանցում են տարրական էլեկտրական լիցքը ոչ ավելի, քան 10 անգամ:
6. Հատուկ կլանումը բնորոշ է աերոզոլներին, որոնց մասնիկները ձևավորվում են ուժեղ բևեռային նյութից, քանի որ այս դեպքում միջերեսային մակերեսի վրա բավական մեծ պոտենցիալ թռիչք է տեղի ունենում՝ մոլեկուլների մակերեսային կողմնորոշման պատճառով։ Օրինակ, ջրի կամ ձյան աերոզոլների միջերեսային մակերեսի վրա կա մոտ 250 մՎ-ի դրական էլեկտրական պոտենցիալ:
Պրակտիկայից հայտնի է, որ մետաղների աերոզոլային մասնիկները և դրանց օքսիդները սովորաբար կրում են բացասական լիցք (Zn, ZnO, MgO, Fe 2 0 3), իսկ ոչ մետաղների աերոզոլային մասնիկները և դրանց օքսիդները (SiO 2, P 2 O 5) դրական լիցքավորված են: NaCl-ի և օսլայի մասնիկները դրական լիցքավորված են, մինչդեռ ալյուրի մասնիկները կրում են բացասական լիցքեր:
ԱԳՐԵԳԱՏԻՎ ԿԱՅՈՒՆՈՒԹՅՈՒՆ. մակարդում
Ի տարբերություն այլ ցրված համակարգերի, աերոզոլները որևէ փոխազդեցություն չունեն մասնիկների մակերեսի և գազային միջավայրի միջև, ինչը նշանակում է, որ չկան ուժեր, որոնք խոչընդոտում են մասնիկների կպչունությունը միմյանց և մակրոսկոպիկ մարմինների վրա ազդեցության ժամանակ: Այսպիսով, աերոզոլները ագրեգատիվ անկայուն համակարգեր են: Դրանցում կոագուլյացիան տեղի է ունենում ըստ արագ մակարդման տեսակի, այսինքն՝ մասնիկների յուրաքանչյուր բախում հանգեցնում է դրանց կպչունությանը։
Կոագուլյացիայի արագությունը արագ աճում է աերոզոլի թվային կոնցենտրացիայի աճով:
Անկախ աերոզոլի սկզբնական կոնցենտրացիայից, մի քանի րոպե անց 1 սմ 3-ում կա 10 8 -10 6 մասնիկ (համեմատության համար՝ լյոզոլներում ~ 10 15 մասնիկ)։ Այսպիսով, մենք գործ ունենք շատ բարձր նոսրացված համակարգերի հետ։
| Կոագուլյացիայի արագության կախվածությունը աերոզոլի կոնցենտրացիայի քանակի ավելացումից | |
| Սկզբնական թվային կոնցենտրացիան 1 սմ 3-ում | Աերոզոլի կոնցենտրացիան 2 անգամ նվազեցնելու համար պահանջվող ժամանակը |
| Վայրկյան կոտորակներ | |
| 15-30 վ | |
| 30 րոպե | |
| Մի քանի օր | |
ԱԵՐՈՍՈԼԻ ՈՉՆՉԱՑՄԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐ
Չնայած այն հանգամանքին, որ աերոզոլները ագրեգատիվ անկայուն են, դրանց ոչնչացման խնդիրը շատ սուր է: Հիմնական խնդիրները, որոնց լուծման ժամանակ անհրաժեշտ է դառնում ոչնչացնել աերոզոլները.
Մթնոլորտային օդի մաքրում արդյունաբերական աերոզոլներից;
Արդյունաբերական ծխից արժեքավոր ապրանքների որսում;
Ամպերի և մառախուղի արհեստական ցողում կամ ցրում։
Աերոզոլները ոչնչացվում են
ցրում օդային հոսանքների ազդեցության տակ կամ մասնիկների նույն լիցքերի պատճառով.
· նստվածք;
· դիֆուզիոն անոթի պատերին;
· կոագուլյացիա;
· ցրված ֆազային մասնիկների գոլորշիացում (ցնդող նյութերի աերոզոլների դեպքում):
Բուժման օբյեկտներից ամենահինը ծխնելույզն է: Նրանք փորձում են վնասակար աերոզոլները հնարավորինս բարձր արտանետել մթնոլորտ, քանի որ որոշ քիմիական միացություններ, ներթափանցելով մթնոլորտի մակերեսային շերտ արևի լույսի ազդեցության տակ և տարբեր ռեակցիաների արդյունքում, վերածվում են ավելի քիչ վտանգավոր նյութերի (Նորիլսկի հանքարդյունաբերությունում և մետալուրգիական կոմբինատը, օրինակ՝ եռամուղ խողովակն ունի 420 մ բարձրություն):
Այնուամենայնիվ, արդյունաբերական արտադրանքի ներկայիս կենտրոնացումը պահանջում է, որ ծխատարի արտանետումները ենթարկվեն նախնական մշակման: Աերոզոլների ոչնչացման համար մշակվել են բազմաթիվ մեթոդներ, սակայն դրանցից որևէ մեկը բաղկացած է երկու փուլից.
առաջինը ցրված մասնիկների գրավումն է, դրանց անջատումը գազից,
երկրորդը՝ կանխել մասնիկների նորից մուտքը գազային միջավայր, դա պայմանավորված է թակարդված մասնիկների կպչունության, դրանցից ուժեղ նստվածքի առաջացմամբ։
ԱԵՐՈԶՈԼԻ ԲԼՈՆՆԵՐ
Աերոզոլային տարայի շահագործման սկզբունքն այն է, որ փաթեթում դրված դեղը խառնվում է տարհանող հեղուկի հետ, որի հագեցած գոլորշիների ճնշումը ավելի բարձր է, քան մթնոլորտային ճնշումը այն ջերմաստիճանի միջակայքում, որում գործում է փաթեթը:
Խառնուրդը դուրս է մղվում մխոցից հեղուկի վերևում գտնվող հագեցած գոլորշու ճնշման ազդեցության տակ:
Հայտնի է, որ ցանկացած կայուն նյութի հագեցվածության գոլորշու ճնշումը որոշվում է միայն ջերմաստիճանով և կախված չէ ծավալից։ Հետևաբար, մխոցի աշխատանքի ողջ ընթացքում ճնշումը դրա մեջ կմնա հաստատուն, հետևաբար, մասնիկների միջակայքը և ցողացող կոնի անկյունը գործնականում կմնան հաստատուն:
Կախված տարհանվող հեղուկի հետ ցողված նյութի փոխազդեցության բնույթից և դրա ագրեգացման վիճակից՝ աերոզոլային փաթեթավորման համակարգերը բաղկացած կլինեն տարբեր քանակի փուլերից: Բաղադրիչների փոխադարձ լուծելիության դեպքում առաջանում է միատարր հեղուկ լուծույթ, մյուս դեպքերում՝ էմուլսիա կամ կասեցում, և վերջապես տարասեռ համակարգ, երբ դեղը և տարհանող հեղուկը կազմում են մակրոսկոպիկորեն տարասեռ համակարգ։ Ակնհայտ է, որ առաջին դեպքում աերոզոլային փաթեթը պարունակում է երկփուլ համակարգ՝ հեղուկ և հագեցած գոլորշի: Երբ էմուլսիան կամ կախոցը արտանետվում է մթնոլորտ, ջախջախվում է միայն ցրման միջավայրը. արդյունքում ստացված մասնիկները, լավագույն դեպքում, կունենան այն չափերը, որոնք ունեցել են հեղուկ փուլում:
Երբ դեղը և տարհանման հեղուկը սահմանափակ չափով չեն խառնվում կամ խառնվում միմյանց հետ, հեղուկներից մեկը մյուսի մեջ փոքր կաթիլների տեսքով ցրվում է, առաջանում են էմուլսիաներ։
Համակարգի բնույթը, որը ձևավորվում է, երբ ապրանքը փաթեթավորումը թողնում է մթնոլորտ, կախված է նրանից, թե հեղուկներից որն է ցրված փուլը: Եթե ցրված փուլը դեղ է, ապա ձևավորվում է աերոզոլ: Եթե ցրված փուլը տարհանող հեղուկ է, ապա ստացվում է փրփուր։ Աերոզոլային բանկաների միջոցով ստացված մասնիկների չափը կախված է պատրաստման մեջ ներառված նյութերի ֆիզիկաքիմիական հատկություններից, բաղադրիչների հարաբերակցությունից, տարայի նախագծման առանձնահատկություններից և դրա շահագործման ջերմաստիճանային պայմաններից:
Ցրվածության աստիճանը կարող է ճշգրտվել.
Էվակուացնող հեղուկի հագեցած գոլորշու ճնշումը փոխելով.
Դեղամիջոցի և տարհանման գործակալի քանակական հարաբերակցությունը փոխելով.
ՆՅՈՒԹԵՐԻ ՓՈԽԱՆՑՈՂ
Ամենակարևոր օժանդակ բաղադրիչը մի նյութ է, որն ապահովում է դեղամիջոցի արտանետումը մթնոլորտ և դրա հետագա ցրումը: Այս նյութերը կոչվում են շարժիչներ (լատիներեն «pro-peilere» - վարել): Շարժիչը պետք է կատարի երկու գործառույթ.
Ստեղծել անհրաժեշտ ճնշում դեղը ազատելու համար.
Մթնոլորտում ցրված արտադրանքը: Որպես շարժիչներ օգտագործվում են ֆրեոններ և սեղմված գազեր։ Ֆրեոնները ցածր մոլեկուլային քաշի օրգանոֆտորային միացություններ են ալիֆատիկ շարքից։
Ընդունված է ֆրեոնի նշանակման հետևյալ համակարգը. վերջին նիշը (միավորների թիվը) նշանակում է մոլեկուլում ֆտորի ատոմների թիվը, նախորդ նիշը (տասնյակների թիվը) ջրածնի ատոմների թիվն է ավելացված մեկով, իսկ երրորդը ( հարյուրավոր) ածխածնի ատոմների թիվն է, որը կրճատվել է մեկով: Օրինակ՝ F-22-ը CHC1F 2 է, F-114-ը՝ C 2 C1 2 F 4:
Ցիկլային կառուցվածքի մոլեկուլներից կազմված նյութերը նույնպես ունեն թվային նշանակում, բայց «C» տառը դրվում է թվերից առաջ, օրինակ՝ C318 - C 4 F 8 (octafluorocyclobutane):
Որպես սեղմված գազեր օգտագործվում են N2, N2O, CO2 և այլն։
ԱԵՐՈՍՈԼ ՓԱԹԵԹԵՐԻ ԱՌԱՎԵԼՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ
1. Դեղամիջոցի փոխանցումը նուրբ ցրված վիճակի տեղի է ունենում հեղուկացված շարժիչի պոտենցիալ էներգիայի շնորհիվ և չի պահանջում որևէ կողմնակի սարքերի օգտագործում:
2. Աերոզոլներ ստեղծելու համար կցորդներ չեն պահանջվում:
3. Ժամանակի միավորի ընթացքում նյութի զգալի քանակությունը կարող է ցրվել փոքր մասնիկներ առաջացնելու համար. եթե այլ մեթոդներ օգտագործվեին, շատ ավելի շատ էներգիա կպահանջվեր:
4. Մառախլապատման ռեժիմը կայուն է՝ ստացված մասնիկների չափերը, դրանց թռիչքի տիրույթը և կոնի գագաթի անկյունը քիչ են փոխվում աշխատանքի ողջ ընթացքում:
5. Դուք կարող եք նախապես ֆիքսել ցողված նյութի դեղաչափը։
6. Դուք կարող եք սահմանել մասնիկների չափը:
7. Աերոզոլի պոլիդիսպերսիայի աստիճանը ցածր է։
8. Բոլոր մասնիկներն ունեն նույն քիմիական բաղադրությունը:
9. Ապահովված է սրսկված դեղերի ստերիլությունը.
10. Փաթեթում գտնվող դեղը չի շփվում օդի թթվածնի հետ, որն ապահովում է դրա կայունությունը։
11. Ավտոմատ փակվող փականը վերացնում է արտադրանքի չօգտագործված մասի թափվելու կամ գոլորշիացման պատճառով կորստի հավանականությունը:
12. Փաթեթավորումը միշտ պատրաստ է օգտագործման։
13. Փաթեթավորումը կոմպակտ է: Թույլ է տալիս անհատական կամ կոլեկտիվ օգտագործումը:
Առաջին աերոզոլային փաթեթները հայտնվեցին 80-ականներին։ XX դար Եվրոպայում. Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ ԱՄՆ-ը նախաձեռնեց դրանց զարգացումը: 1941 թվականին ստեղծվել է աերոզոլային փաթեթավորում՝ ապակե տարայի մեջ փաթեթավորված միջատների սպանիչ։ Շարժիչը ֆրեոն-12 էր:
Արդյունաբերական մասշտաբով արտադրությունը սկսվել է Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից հետո ԱՄՆ-ում, այնուհետև աշխարհի այլ երկրներում:
ԱԵՐՈԶՈԼՆԵՐԻ ԳՈՐԾՆԱԿԱՆ ԿԻՐԱՌՈՒՄ
Աերոզոլների լայն կիրառումը պայմանավորված է նրանց բարձր արդյունավետությամբ։ Հայտնի է, որ նյութի մակերեսի մեծացումը ուղեկցվում է նրա ակտիվության բարձրացմամբ։ Աերոզոլի տեսքով ցողված նյութի փոքր քանակությունը մեծ ծավալ է զբաղեցնում և ունի բարձր ռեակտիվություն։ Սա աերոզոլների առավելությունն է այլ ցրված համակարգերի նկատմամբ:
Աերոզոլները օգտագործվում են.
Տեխնոլոգիաների տարբեր ոլորտներում, ներառյալ ռազմական և տիեզերական;
Գյուղատնտեսության մեջ; «առողջապահության ոլորտում;
Օդերեւութաբանության մեջ; առօրյա կյանքում և այլն։
Վերջերս դեղագործական պրակտիկայում լայնորեն կիրառվում է աերոզոլների տեսքով դեղաչափերի պատրաստումը։ Աերոզոլների տեսքով բուժիչ նյութերի օգտագործումը հարմար է այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է դեղամիջոցի հետ մեծ մակերեսների վրա գործել (սուր շնչառական հիվանդություններ, այրվածքներ և այլն): Մեծ ազդեցություն են տալիս դեղաչափային ձևերը, որոնք պարունակում են հեղուկ թաղանթ ձևավորող նյութեր իրենց բաղադրության մեջ։ Երբ նման դեղամիջոցը ցողվում է տուժած տարածքի վրա, այն ծածկվում է բարակ, թափանցիկ թաղանթով, որը փոխարինում է վիրակապը:
Եկեք ավելի մանրամասն խոսենք աերոզոլային փաթեթավորման օգտագործման մասին:
Ներկայումս աերոզոլային փաթեթավորման մեջ կա ավելի քան 300 տեսակի ապրանք։
Առաջին խումբ՝ կենցաղային քիմիկատներ։
Միջատասպանները միջատներին ոչնչացնելու պատրաստուկներ են։
Ցեցերի դեմ արտադրանք.
Միջատասպաններ ընտանի կենդանիների բուժման համար.
Սնկային հիվանդություններից և վնասատուներից փակ բույսերը և պտղատու և հատապտղային մշակաբույսերը պաշտպանելու միջոցներ.
Լաքեր և ներկեր.
Օդը թարմացնող միջոցներ.
գ Փայլեցնող և մաքրող միացություններ:
Երկրորդ խումբ.
Օծանելիք և կոսմետիկա. «Մազերի խնամքի միջոցներ (սփրեյներ, շամպուններ և այլն).
Սափրվելու փրփուրներ և գելեր.
Կրեմներ ձեռքերի և ոտքերի համար.
Յուղ արևայրուքի համար և դեմ.
Դեզոդորանտներ.
Օծանելիքներ, օդեկոլոններ, զուգարանի ջուր.
Երրորդ խումբ՝ բժշկական աերոզոլներ։
Չորրորդ խումբ՝ տեխնիկական աերոզոլներ։
Քսայուղեր.
Հակակոռոզիոն ծածկույթներ.
Պաշտպանիչ ֆիլմեր. «Չոր քսանյութեր.
Էմուլսիաներ հորատման մեքենաների վրա հովացնող կտրիչների համար:
Հինգերորդ խումբ՝ սննդային աերոզոլներ։
ՍՆՆԴԻ ԱԵՐՈԶՈԼՆԵՐ
Սննդամթերքի առաջին տարաները հայտնվել են 1947 թվականին ԱՄՆ-ում։ Դրանք պարունակում էին տորթերի և խմորեղենի պատրաստման քսուքներ և օգտագործվում էին միայն ռեստորանների կողմից, որոնք դրանք վերադարձնում էին լիցքավորման համար: Այս տեսակի աերոզոլային փաթեթավորման զանգվածային արտադրությունը սկսվել է միայն 1958 թվականին:
Աերոզոլային սննդի փաթեթավորումը կարելի է բաժանել երեք հիմնական խմբի.
փաթեթներ, որոնք պահանջում են պահեստավորում ցածր ջերմաստիճանում;
փաթեթավորում հետագա ջերմային մշակմամբ;
փաթեթավորում առանց հետագա ջերմային մշակման:
Աերոզոլային փաթեթներում արտադրվում են երեք տեսակի սննդամթերք՝ քսուքներ, հեղուկներ, մածուկներ։ Աերոզոլային փաթեթներում կարելի է գնել աղցանների սոուսներ, վերամշակված պանիր, հյութեր, դարչին, մայոնեզ, լոլիկի հյութ, 30% հարած սերուցք և այլն։
Սննդային աերոզոլների արտադրության աճը պայմանավորված է հետևյալով.
առավելություններ փաթեթավորման սովորական տեսակների նկատմամբ.
նոր շարժիչների մշակում;
լրացման տեխնոլոգիայի բարելավում.
Աերոզոլային սննդի փաթեթավորման առավելությունները.
Օգտագործման հեշտություն;
ժամանակի խնայողություն;
սնունդը փաթեթավորվում է սպառման համար պատրաստված վիճակում և փաթեթից թողարկվում է միատարր ձևով.
արտադրանքի արտահոսքի բացակայություն;
խոնավությունը չի կորչում կամ ներթափանցում փաթեթավորման մեջ.
բույրը չի կորչում;
արտադրանքը պահվում է ստերիլ:
Հետևյալ պահանջները կիրառվում են սննդային աերոզոլային ձևակերպումների նկատմամբ.
1. Շարժիչները պետք է լինեն բարձր մաքրության, ոչ թունավոր, անհամ և հոտ: Ներկայումս օգտագործվում են ածխաթթու գազ, ազոտի օքսիդ, ազոտ, արգոն և C318 ֆրեոն։
2. Սեղմված գազերը, որոնք ունեն շատ սահմանափակ լուծելիություն ջրային լուծույթներում, չեն կարող մասնակցել փրփուրի առաջացմանը, որն անհրաժեշտ է հարած սերուցքի, դեկորատիվ քսուքների, մուսերի և այլնի համար: Նախընտրելի է օգտագործել C318 ֆրեոն այս մթերքների հետ, թեև այն շատ ավելի թանկ է:
Աղյուսակ 18.4 Սննդային տարբեր աերոզոլների համար նախատեսված ձևակերպումների օրինակներ
| Աերոզոլների մեջ ներառված բաղադրիչները | Քանակ, % զանգված | |
| 1. Կրեմ խորտիկ սենդվիչների համար | ||
| Կաթնաշոռ սերուցքով | 50-60 | |
| 25-30 | ||
| Բուսական յուղ և անուշաբույր հավելումներ | 6-10 | |
| Freon S318 | 7 | |
| 2. Շաքարի ջնարակ՝ հրուշակեղենի պատրաստման համար | ||
| Շաքարավազ | 55-60 | |
| Ջուր | 15-25 | |
| Բուսական յուղ | ||
| դժվար | 9-14 | |
| հեղուկ | 3-5 | |
| Սեղանի աղ | 0,1-0,3 | |
| Միկրոբյուրեղային ցելյուլոզա | 1,0 | |
| Օծանելիքներ | 1-4 | |
| Էմուլգատորներ | 0,5-1 | |
| Freon S318 | 7 | |
| 3. Մուսս | ||
| Մեղր կամ մրգային օշարակ | 78-83 | |
| Ջուր | 7-9 | |
| Բուսական յուղ (պինդ) | 3-5 | |
| Միկրոբյուրեղային ցելյուլոզա | 1-2 | |
| Մոնոգլիցերիդներ | 0,5-1 | |
| Սորբիտոլի պոլիեսթերներ | 0,05-1 | |
| Ֆրեոն SZ18 | 7 | |
| Շարունակությունը՝ Աղյուսակ 18.4-ից | ||
| Աերոզոլների մեջ ներառված բաղադրիչները | Քանակ, % զանգված | |
| 4. Դեկորատիվ սոուս փրփուրի տեսքով | ||
| Մանանեխ (նուրբ աղացած փոշի) | 0,94 | |
| Կիտրոնի հյութ | 4,72 | |
| Քացախ | 9,44 | |
| Ջուր | 34 | |
| Պոլիսորբատ 80 | 0,5 | |
| Էմուլգացնող խառնուրդ | 2,25 | |
| Միկրոբյուրեղային ցելյուլոզա | 2,5 | |
| Հավելումներ - փրփուր կայունացուցիչներ | 4,59 | |
| Ֆրեոն C318 + ազոտի օքսիդ (P=8 ատմ) | 7 | |
| 5. Յուղ-քացախ սոուս՝ փրփուրի տեսքով | ||
| Ջուր | 11,80 | |
| Աղ | 1,96 | |
| Շաքարավազ | 1,47 | |
| Քացախ | 22,81 | |
| Ձիթայուղ | 61,75 | |
| Պոլիսորբատ 80 | 0,10 | |
| Սխտորի յուղ | 0,12 | |
| Սև պղպեղի յուղ | 0,10 | |
| Freon S318 | 10,0 | |
| 6. Տապակած եգիպտացորենի միջուկների հագնվելու համար | ||
| Աղ (լրացուցիչ) | 10,00 | |
| Բուսական յուղ | 58,97 | |
| Այլ նավթային հավելումներ | 0,03 | |
| Ներկանյութ | 1,00 | |
| Freon-S318 | 10,00 | |
3. Ֆրեոնների օգտագործումը տալիս է ևս մեկ առավելություն՝ հեղուկ գազերը ներմուծվում են արտադրանքի ձևակերպումների մեջ, որոնք թողարկվում են փրփուրի տեսքով՝ ոչ ավելի, քան 10% քաշով, մինչդեռ դրանք զբաղեցնում են համեմատաբար փոքր ծավալ։ Սա թույլ է տալիս զգալիորեն ավելի շատ ապրանքներ բեռնել բալոնում՝ բալոնի հզորության 90%-ը (սեղմված գազով փաթեթներում ընդամենը 50%) և երաշխավորում է արտադրանքի ամբողջական ազատումը փաթեթից:
4. Շարժիչի ընտրությունը թելադրվում է սննդամթերքի տեսակով և նախատեսված առաքման ձևով (սերուցք, հեղուկ, մածուկ): CO2-ի և բարձր մաքրության ազոտի օքսիդի խառնուրդներն իրենց լավ են ապացուցել: Փրփուր ստանալու համար օգտագործվում են C318 ֆրեոնի խառնուրդներ ազոտի օքսիդի հետ։ Այս խառնուրդով փաթեթավորված տորթի հարդարման կրեմը կայուն փրփուր է արտադրում, որը լավ է պահպանում գույնը: Օշարակների համար CO2-ը համարվում է ամենահարմար շարժիչը:
Բալոնից պարունակության բաշխման որակը կախված է հետևյալ գործոններից.
Արտադրանքի պատրաստման տեխնոլոգիաներ;
կայունացուցիչ (լայնորեն օգտագործվում է միկրոբյուրեղային ցելյուլոզ);
Մխոցի և փականի ճիշտ ընտրություն:
Դարչինի և կիտրոնի հյութի համար մշակվել է վերահսկվող լակի գլխիկ, որը կարող է արտադրանքը բաժանել կամ կաթիլների տեսքով կամ հոսքի տեսքով՝ ըստ ցանկության: Արհեստական քաղցրացուցիչների համար օգտագործվում են դոզավորման փականներ, որոնց տրամադրած մեկ չափաբաժինը համապատասխանում է մեկ կտոր սղոցված շաքարի և այլն:
ԱԵՐՈՍՈԼ ՏՐԱՆՍՊՈՐՏ
Օդաճնշական տրանսպորտը լայնորեն կիրառվում է ալյուր աղալու, հացահատիկի և կերերի ֆրեզերային արդյունաբերության մեջ, ինչը պայմաններ է ստեղծում ավտոմատացման ներդրման, աշխատանքի արտադրողականության բարձրացման և ծախսերի կրճատման համար։ Այնուամենայնիվ, օդաճնշական տրանսպորտի օգտագործումը կապված է մեծ քանակությամբ օդի տեղափոխման համար էլեկտրաէներգիայի մեծ ծախսերի հետ (1 կգ օդը տեղափոխում է 5-6 կգ զանգվածային նյութ):
Ավելի առաջադեմ է աերոզոլային տրանսպորտը, որի դեպքում օդի հոսքում նյութի մեծ կոնցենտրացիան ձեռք է բերվում փոխադրման սկզբում ալյուրի օդափոխության և օդի բարձր ճնշման պատճառով: Օդափոխումը խախտում է ալյուրի մասնիկների միջև կպչունությունը, և այն ձեռք է բերում հեղուկի նման հեղուկի հատկություն, արդյունքում 1 կգ օդը շարժվում է մինչև 200 կգ ալյուր։
Աերոզոլային տրանսպորտի տեղադրումը բաղկացած է սնուցողից, գերլիցքավորիչից, նյութի խողովակաշարից և բեռնաթափիչից: Հիմնական տարրը սնուցողն է, որի մեջ օդը խառնվում է նյութի հետ և նախնական արագությունը փոխանցվում է խառնուրդին, որն ապահովում է դրա մատակարարումը նյութական խողովակաշարին:
Աերոզոլային տրանսպորտի ներդրումը հնարավորություն է տալիս բարձրացնել գործարանների արտադրողականությունը և նվազեցնել հատուկ էներգիայի սպառումը:
Աերոզոլային տրանսպորտը ապագա ունի ոչ միայն ալյուրի աղացման, այլ նաև այլ ոլորտներում, որոնք կապված են զանգվածային նյութերի և փոշիների օգտագործման հետ:
Աերոզոլները միկրոհետերոգեն համակարգեր են, որոնցում պինդ մասնիկները կամ հեղուկ կաթիլները կախված են գազի մեջ (S/G կամ L/G),
Ըստ ցրված փուլի ագրեգատային վիճակի՝ աերոզոլները բաժանվում են՝ մառախուղ (L/G); ծուխ, փոշի (T/G); մշուշ [(F+T)/G)]:
Ըստ իրենց ցրվածության՝ աերոզոլները բաժանվում են՝ մառախուղ, ծուխ, փոշի։
Ինչպես մյուս միկրոհետերոգեն համակարգերը, աերոզոլները կարող են ստացվել իրական լուծույթներից (խտացման մեթոդներ) կամ կոպիտ ցրված համակարգերից (ցրման մեթոդներ):
Մառախուղներում ջրի կաթիլները միշտ գնդաձև են, մինչդեռ ծխի պինդ մասնիկները կարող են տարբեր ձևեր ունենալ՝ կախված իրենց ծագումից:
Ցրված փուլի շատ փոքր մասնիկների չափերի պատճառով նրանք ունեն զարգացած մակերես, որի վրա կարող են ակտիվորեն առաջանալ կլանումը, այրումը և այլ քիմիական ռեակցիաները:
Աերոզոլների մոլեկուլային-կինետիկ հատկությունները որոշվում են հետևյալով.
ցրված փուլային մասնիկների ցածր կոնցենտրացիան; դիսպերսիոն միջավայրի ցածր մածուցիկություն; դիսպերսիոն միջավայրի ցածր խտություն:
Կախված ցրված փուլի մասնիկների չափից՝ դրանք կարող են կա՛մ արագ նստել (r < 1 մկմ), կա՛մ կպչել նավի պատերին կամ կպչել իրար (r < 0,01 մկմ): Առավելագույն կայունություն ունեն միջանկյալ չափերի մասնիկները։
Աերոզոլները բնութագրվում են ջերմաֆորեզի, ջերմային տեղումների և ֆոտոֆորեզի երևույթներով։
Աերոզոլների օպտիկական հատկությունները նման են լյոզոլների հատկություններին, սակայն նրանց կողմից լույսի ցրումը շատ ավելի ցայտուն է ցրված փուլի և դիսպերսիոն միջավայրի բեկման ինդեքսների մեծ տարբերությունների պատճառով։
Աերոզոլների էլեկտրական հատկությունների առանձնահատկությունն այն է, որ մասնիկների վրա EDL չի առաջանում, մասնիկների լիցքը պատահական է և փոքր մեծությամբ: Երբ մասնիկները մոտենում են միմյանց, էլեկտրաստատիկ վանում չի լինում, և տեղի է ունենում արագ կոագուլյացիա։
Աերոզոլների ոչնչացումը կարևոր խնդիր է և իրականացվում է նստվածքի, կոագուլյացիայի, փոշու հավաքման և այլ մեթոդներով։
Փոշիները բարձր խտացված դիսպերս համակարգեր են, որոնցում ցրված փուլը պինդ մասնիկներ են, իսկ ցրման միջավայրը՝ օդը կամ այլ գազը: Խորհրդանիշ՝ T/G.
Փոշիներում ցրված փուլի մասնիկները շփվում են միմյանց հետ։ Ավանդաբար, զանգվածային նյութերի մեծ մասը դասակարգվում է որպես փոշի, սակայն, նեղ իմաստով, «փոշիներ» տերմինը կիրառվում է խիստ ցրված համակարգերի վրա, որոնց մասնիկի չափը փոքր է որոշակի կրիտիկական արժեքից, որի դեպքում միջմասնիկների փոխազդեցության ուժերը դառնում են զանգվածին համաչափ: մասնիկների։ Ամենատարածվածը 1-ից 100 մկմ մասնիկների չափսերով փոշիներն են: Նման փոշիների հատուկ միջերեսային մակերեսը տատանվում է մի քանի m11.09.2011 (մուր) մինչև m2/g ֆրակցիաներ (նուրբ ավազներ):
Փոշիները տարբերվում են պինդ ցրված փուլ ունեցող աերոզոլներից (նաև T/G) պինդ մասնիկների շատ ավելի մեծ կոնցենտրացիայով։ Փոշը ստացվում է պինդ ցրված ֆազով աերոզոլից՝ նստվածքի ժամանակ։ Կախոցը (S/L) նույնպես վերածվում է փոշու, երբ այն չորանում է։ Մյուս կողմից, փոշուց կարելի է ձեռք բերել և՛ աերոզոլ, և՛ կախոց:
ՓՈՇԵՐԻ ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ
1. Ըստ մասնիկների ձևի.
Հավասարասյուն (ունեն մոտավորապես նույն չափերը երեք առանցքների երկայնքով);
մանրաթելային (մասնիկների երկարությունը շատ ավելի մեծ է, քան լայնությունը և հաստությունը);
Հարթ (երկարությունը և լայնությունը շատ ավելի մեծ են, քան հաստությունը):
2. Ըստ միջմասնիկների փոխազդեցության.
Կապակցված ցրված (մասնիկները կապված են միմյանց հետ, այսինքն՝ համակարգն ունի որոշակի կառուցվածք);
Ազատորեն ցրված (կտրման դիմադրությունը պայմանավորված է միայն մասնիկների միջև շփման պատճառով):
3. Դիսպերսված փուլի մասնիկների չափի դասակարգում.
Ավազ (2≤10 -5 ≤ d ≤ 2∙10 -3) մ;
Փոշի (2∙10 -6 ≤ d ≤ 2∙10 -5) մ;
Փոշի (մ< 2∙10 -6) м.
Փոշիներ ՍՏԱՑՆԵԼՈՒ ՄԵԹՈԴՆԵՐ
Փոշիները, ինչպես ցանկացած այլ ցրված համակարգ, կարելի է ձեռք բերել երկու խմբի մեթոդներով.
Կոպիտ համակարգերի մասով - ցրման մեթոդներով;
Ճշմարիտ լուծումների մասով - խտացման մեթոդներով:
Մեթոդի ընտրությունը կախված է նյութի բնույթից, փոշու նպատակից և տնտեսական գործոններից։
ԴԻՍՊԵՐՍԻԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐ
Հումքը մանրացնում են գլանափաթեթային, գնդիկավոր, թրթռումային կամ կոլոիդային աղացներում, որից հետո բաժանվում են ֆրակցիաների, քանի որ հղկման արդյունքում ստացվում են պոլիդիսպերս փոշիներ (օրինակ, նույն տեսակի ալյուրը կարող է պարունակել 5-ից 60 մկմ մասնիկներ): .
Արդյունավետ ցրման կարելի է հասնել շատ խտացված կախոցները մանրացնելու միջոցով:
Դիսպերսիան հեշտացնելու համար օգտագործվում են կարծրության կրճատիչներ, որոնք հանդիսանում են մակերեսային ակտիվ նյութեր։ Համաձայն բևեռականության հավասարեցման կանոնի՝ ներծծվելով գետնի պինդ մակերևույթի վրա, դրանք նվազեցնում են մակերևութային լարվածությունը՝ նվազեցնելով էներգիայի սպառումը ցրման ժամանակ և մեծացնելով գրունտային փուլի նուրբությունը։
Որոշ դեպքերում նյութը նախապես մշակվում է ցրումից առաջ: Այսպիսով, տիտանը կամ տանտալը տաքացնում են ջրածնի մթնոլորտում, վերածվում հիդրիդների, որոնք մանրացված են և տաքացվում վակուումում՝ ստացվում են մաքուր մետաղական փոշիներ։
Փաթիլային փոշիներ արտադրելիս, որոնք ներառված են ներկերի և պիրոտեխնիկական կոմպոզիցիաների մեջ, օգտագործվում են գնդիկավոր աղացներ՝ մանրացնելու համար։ Գնդիկները հարթեցնում են, գրտնակում մանրացված նյութի մասնիկները։
Հրակայուն մետաղներից (վոլֆրամ, մոլիբդեն, նիոբիում) պատրաստված գնդաձև մասնիկներով փոշիներ ստացվում են աղեղի ցածր ջերմաստիճանի պլազմայում և բարձր հաճախականությամբ արտանետումներում։ Անցնելով պլազմային գոտու միջով` մասնիկները հալչում են և ստանում գնդաձև ձև, ապա սառչում և ամրանում:
Դիսպերսիայի ընթացքում նյութի քիմիական բաղադրությունը չի փոխվում։
ԽՏԱՑՄԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐ
Այս մեթոդները կարելի է բաժանել երկու խմբի.
Մեթոդների առաջին խումբը կապված է լիոֆոբ սոլերի կոագուլյացիայի պատճառով մասնիկների նստվածքի հետ։ Լուծույթի գոլորշիացման կամ լուծիչի մասնակի փոխարինման (լուծելիության նվազում) արդյունքում առաջանում է կախույթ, որի ֆիլտրումից ու չորացումից հետո ստացվում են փոշիներ։
Մեթոդների երկրորդ խումբը կապված է քիմիական ռեակցիաների հետ (քիմիական խտացում): Քիմիական խտացման մեթոդները կարելի է դասակարգել՝ ելնելով օգտագործվող ռեակցիայի տեսակից.
1. Փոխանակման ռեակցիաներ էլեկտրոլիտների միջև: Օրինակ, նստվածքային կավիճը (ատամի փոշի) ստացվում է ռեակցիայի արդյունքում.
Na 2 CO 3 + CaC1 2 = CaCO 3 + 2 NaCl:
2. Մետաղների օքսիդացում.
Օրինակ՝ բարձր ցրված ցինկի օքսիդը, որը ցինկի սպիտակի հիմնական բաղադրիչն է, ստացվում է 300°C-ում ցինկի գոլորշի օդով օքսիդացնելուց։
3. Ածխաջրածինների օքսիդացում.
Մուրի տարբեր տեսակներ, որոնք օգտագործվում են կաուչուկի, պլաստիկի և տպագրական թանաքի արտադրության մեջ, արտադրվում են թթվածնի բացակայության դեպքում գազային կամ հեղուկ ածխաջրածինների այրման միջոցով։
4. Մետաղների օքսիդների վերականգնում.
Կրճատումը բնական գազով, ջրածնով կամ պինդ վերականգնող նյութերով օգտագործվում է բարձր ցրված մետաղական փոշիներ արտադրելու համար:
Եվ շատ ավելին, առանց որի կյանքը ինքնին անհնար է պատկերացնել: Ամբողջ մարդկային մարմինը մասնիկների աշխարհ է, որոնք մշտական շարժման մեջ են՝ խստորեն համաձայն որոշակի կանոնների, որոնք ենթարկվում են մարդու ֆիզիոլոգիային: Օրգանիզմների կոլոիդային համակարգերն ունեն մի շարք կենսաբանական հատկություններ, որոնք բնութագրում են որոշակի կոլոիդային վիճակ. 2.2 Բջիջների կոլոիդային համակարգ։ Կոլոիդ-քիմիական ֆիզիոլոգիայի տեսանկյունից...
Եկեք պատկերացնենք մեր գազային սյունակի երեք հորիզոնական A, B և C շերտերը, որոնց B շերտը գտնվում է A-ի վերևում, իսկ A-ն՝ C-ի վերևում: Միշտ հնարավոր է ստանալ A բաղադրության խառնուրդի ցանկացած քանակ՝ խառնելով որոշակի ծավալ C շերտից: B շերտից ծավալով: Ընդհակառակը, A բաղադրության խառնուրդի ցանկացած քանակ կարելի է բաժանել B և C բաղադրության երկու խառնուրդների:
Երկու գազերի այս խառնումը և տարանջատումը կարող է իրականացվել նաև շրջելի եղանակով՝ A, B և C-ում հորիզոնական խողովակներն ամրացնելով: Յուրաքանչյուր նման խողովակի վերջը, որը դուրս է գալիս գազի սյունից, փակվում է մխոցով: Այժմ մենք մխոցները ներս ենք մղելու B և C շերտերով, դրանք տեղափոխելով, ասենք, ձախից աջ, իսկ A կետում, ընդհակառակը, մխոցը մղելու ենք դեպի դուրս, այսինքն՝ աջից ձախ։ Այնուհետեւ B-ում եւ C-ում գազի որոշ զանգվածներ կհեռանան սյունից, իսկ A-ում, ընդհակառակը, խառնուրդի որոշակի ծավալ կմտնի։ Մենք կենթադրենք, որ յուրաքանչյուր այդպիսի խողովակ պարունակում է միևնույն բաղադրության խառնուրդի որոշակի զանգված, ինչ գազի սյունակի հորիզոնական շերտը, որի հետ հաղորդակցվում է այս խողովակը։
Այնուհետև արժեքները կորոշվեն հավասարումներից
Այստեղից հետևում է, որ
Այժմ եկեք խառնուրդը բաժանենք ինչ-որ շրջելի եղանակով և հաշվարկենք ծախսված աշխատանքը։
Եկեք A-ի մեջ ներմուծենք խառնուրդի միավորի ծավալը, իսկ B-ից համապատասխանաբար կբերենք ծավալները
Այս գործընթացում ծախսված ընդհանուր աշխատանքը հավասար է
Այստեղ արժեքները փոխարինելով՝ տեսնում ենք, որ այս աշխատանքը հավասար է զրոյի։
Այստեղ որոշակի նրբություն կա. B խառնուրդները և որոնց մեջ A խառնուրդը բաժանվեց, բարձրացան տարբեր բարձունքների և այդպիսով ձեռք բերեցին տարբեր պոտենցիալ էներգիա: Բայց քանի որ աշխատանքը զրոյական է, իսկ համակարգի ջերմաստիճանը՝ հաստատուն, դա հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե համակարգը տվել կամ ստացել է որոշակի քանակությամբ ջերմություն։ Իմանալով պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությունը՝ մենք կգտնենք համակարգին հաղորդվող ջերմության քանակը, հետևաբար՝ էնտրոպիայի փոփոխությունը:
Պոտենցիալ էներգիայի աճը կլինի
բայց դա հավասար է համակարգին հաղորդվող ջերմության քանակին, ուստի էնտրոպիայի աճը հավասար կլինի
Նման արժեքով B խառնուրդի ծավալի էնտրոպիաների և C խառնուրդի ծավալի գումարը մեծ է, քան A խառնուրդի միավոր ծավալի էնտրոպիան: Այստեղից կարելի է գտնել B և խառնուրդների ծավալները: C, որի էնտրոպիաների գումարը հավասար է A խառնուրդի միավոր ծավալի էնտրոպիային. Դա անելու համար մենք B և C խառնուրդների ծավալները շրջելի իզոթերմային եղանակով բերում ենք ծավալների և այս գործընթացում երկու խառնուրդների էնտրոպիայի ավելացումների գումարը հավասարեցնում ենք արտահայտությանը (75), վերցված հակառակ նշանով:
B խառնուրդի էնտրոպիայի աճը կլինի
Եկեք փոխարինենք (76) հավասարման մեջ ճնշումների արտահայտությունը խտությունների առումով
