5 Predavanje - Mehanicke Operacija Hidraulika

8/13/2019 5 Predavanje - Mehanicke Operacija Hidraulika

1/22

TEHNOLOKE OPERACIJETEHNOLO KI POSTUPCI

.Prilikom obavljanja tehnolokih operacija menjaju se fizike ili hemijske osobine

materijala. Tehnolokim operacijama prerauju se sirovine i poluproizvodi u.

osobine od sirovine do finalnog proizvoda.Promene fizikih ili hemijskih osobina tokom tehnolokih operacija mogu biti

- MEHANIKIH,- TOPLOTNIH,-- HEMIJSKIH I- BIOLOKIH.

Veoma esto e u itan u neka kombinaci a ovih de stava.Tehnoloke operacije obavljaju se u tehnolokim aparatima i ureajima.

TEHNOLOKE OPERACIJE

Postoji veliki broj vrstaosnovnih mehanikih operacija: sitnjenje (drobljenje,mlevenje), klasifikacija (sortiranje), doziranje, peletiranje, briketiranje, meanje,meen e rose avan e trans ort itd.

Posebna grupa mehanikih operacija su hidromehanike operacije: transporttenosti i asova mean e tenosti ili asova taloen e filtriran e centrifu iran ehidrodinamiko razdvajanje komponenti, otpraivanje (aspirarcija), ciklonskoodvajanje itd.


2/22

TEHNOLOKE OPERACIJE

MEHANIKE OPERACIJEMehanike operacije se karakteriu mehanikim uticajem namaterijal pri emu se mogu menjati razliite fizike osobine

SITNJENJE .dolazi od potrebe da se povea povrina materijala koji se obrauje. Naime,smanjivanjem dimezija estica materijala poveava se povrina omotaako a do rinosi intenziviran u dru ih tehnolokih o eraci a za revan esuenje, vlaenje i sl).

Sitnjenje se klasifikuje na bazi ekvivalentnog prenika (krupnoe) estica(komada) sirovine ko a se obrau e:

1. Grubo drobljenje je grubo sitnjenje gde su komadi (estice) sirovine veiod 250 mm,

2. Srednje drobljenjeje srednje sitnjenje gde su komadi (estice) sirovineekvivalentnog prenika od 50 mm do 250 mm.3. Mlevenjeje fino sitnjenje gde su komadii (estice) sirovine ekvivalentnog

prenika od 20 do 50 mm i. no m even e e na n e s tn en e g e su oma est ce s rov ne

ekvivalentnog prenika manji od 20 mm

MEHANIKE OPERACIJESITNJENJESitnjenje moe biti suvo i mokro. Stepen sitnjenja jensit = D/dD ekvivalentni prenik ulaznog komada materijalad ekvivalentni prenik izlaznog komada materijala.

Prema nainu naprezanja materijala definiu se osnovni naini sitnjenja:sitnjenje pritiskom

sitnjenje udaranjemsitnjenje istezanjem (gnjeenjem, valjanjem)sitnjenje smicanjem

U veini sluajeva u praksi koriste se kombinacije ovih naina sitnjenja. Izbor naina zavisi odmehanikih svojstava materijala. Za svako sitnjenje treba uloiti mehaniki rad, odnosnoenergiju, i to utoliko vie ukoliko je vea vrstoa ili tvrdoa materijala. Tvri i vri materijalisitne se udaranjem ili pritiskom, ilavi istezanjem, a krti smicanjem, mada se ponekad odstupaod ovog pravila.Maine koje se koriste za sitnjenje mogu raditi na principu eljusti, valjaka, kotrljanja i dr.


3/22

MEHANIKE OPERACIJEKLASIFIKACIJA SORTIRANJE

Sortiranje se primenjuje na materijalima koji se karakteriu mnotvom estica (nasutimaterijal). Princip sortiranja moe biti izveden na bazi:jedne ili vie dimenzijastrujnih (hidrodinamikih) svojstava

osobina trenja .

Sortiranje na bazi dimenzija izvodi se pomou ureaja koji imaju ugraena razliita sita.Sita mogu biti ravna ili cilindrna.

, , .ili od perforisanih limova.Matrijal se dovodi na sito gde se potresima razliitih vrsta obavlja klasiranje tako da sematerijal deli na onaj koji je propao - propad i onaj koji je ostao na situ prelaz.

S obzirom na heterogenost matarijala u pogledu veliine estice, naroito u sluaju drobljenih,mlevenih i prakastih materijala krupnoa se moe iskazati sitovnom analizom. Sitovna analiza

.primenjuju evropski standardi za veliinu otvora sita, koji se baziraju na standardnim brojevima(ISO).Rezultat sitovne analize je tabela odmerenih masa (najee) pojedinih frakcija po veliini sitakroz koje su propali. Na osnovu te tabele moe se nacrtati histogram ili dijagram kao vizuelnirezultat analize. Takoe, moe se istraivati i matematiki (statistiki) model koji opisuje kakva jeraspodela estica po krupnoi.


4/22

MEHANIKE OPERACIJEKLASIFIKACIJA SORTIRANJE

Prirodna raspodela u najveem broju sluajevasa lasna e sa Gausovom normalnom krivomraspodele (distribucije).

MEHANIKE OPERACIJEDOZIRANJE

Dodavanje nekog materijala u ureaj radi meanja ili prerade u nekoj tehnolokojoperaciji naziva se doziranje.Osnovni zadatak ove tehnoloke operacije je da se doda tano predviena koliinamaterijala u jednici vremena ili u odnosu na neki parametar procesa (temperaturamaterijala, pritisak, vlanost i dr).

r nc p ure a a za oz ran e vrs ma er a a mogu :- dozator punicom,- zvezdasti dozatori,- .

Doziranje tenih i gasovitihmaterijala obavlja se pomou

,

slavine i zasuni)


5/22

MEHANIKE OPERACIJEPELETIRANJE I BRIKETIRANJE

Peletiranje i briketiranje su tehnoloke operacije sjedinjavanja usitnjenih materijala u krupnijeproizvode na bazi uloenog mehanikog rada (energije). Dobijeni proizvodi nazivaju se peletei briketi. Pelete i briketi mo u biti cilindrini i rizmatini.Pelete su proizvodi ija je najvea dimenzija poprenog preseka manja od 20 mm. Brikete suvee od ove granice.

MEHANIKE OPERACIJEMEANJEMeanjevrstih materijala je mehanika operacija koja imaza cilj postizanje homogenosti sastava prakastih smea.Primer: spremanje stone hrane.

Vertikalnamealica

Aparat za meanje zove se mealica. Postoje horizontalnei vertikalne mealice.

Horizontalna mealica

MEENJEMeenje je mehanika operacija koja ima za ciljpostizanje homogenosti sastava veoma

viskoznih smea. Ova operacija moe sesvrstavati u hidrodinamike operacije, jer je reo materi alu ko i s ada u nen utnovske fluide. .Primer: meenje testa, meenje mesa zakobasice i sline proizvode. Aparat ze meenjezove se mesilica.


6/22

HIDROMEHANIKE OPERACIJE

HIDROPNEUMATSKA TEHNIKA -OSNOVE

Tenosti i gasovi u fizici se nazivaju jednim imenom fluidi.Deo fizike, u kome se prouavaju fluidi, naziva se mehanika fluida.

Model fluid - neprekidna (kontinualna) materija, prostor potpuno ispunjen..

koja se bavi primenom mehanike fluida u tehnici.

je na postupcima sa fluidima razliitih vrsta.Zbog toga je potrebno osnovno znanje omirovanju i kretanju fluida, kao i ohidropneumatskoj tehnici koja je namenjenafluidima.

HIDROPNEUMATSKA TEHNIKA

OSNOVNA FIZI KA SVOJSTVA FLUIDAGustina

Klasina fizika gustinu definie na sledeinain:

(kg/m3)m

=

m (kg) masa fluidaV m3 n e ova za remina


7/22


s oznos

Prilikom kretanja estica fluida jednih u odnosu na druge javljaju se sile koje setome suprotstavljaju.Mera tog suprotstavljanja (otpora) eviskoznost.Viskoznost je razliita za pojedine fluide.Tenosti imaju mnogo veu vrednost viskoznosti od gasova. Viskoznost je vrlobitna osobina od koje zavisi kretanje fluida.


Statika fluida je deo mehanike fluida u kojoj se prouavaju zakoni mirovanja fluida.

(rezervoari, statiki problemi u navodnjavanju i odvodnjavanju, hidrauliki cilindri,hidraulike prese, plovni objekati...)Zakon statike fluida rimen en u ravitacionom ol u zeml e izraava se na sledei

nain:

hgp = (Pa)

g(m/s2) ubrzanje zemljine tee,k /m ustina fluida i

h (m) rastojanje posmatrane takeod slobodne povrine fluida (dubina).


8/22


PASKAL

Jednaina statike fluida u gravitacionom polju zemlje je osnova mnogih zakonastatike fluida:

Slobodna povrina tenosti uvek je horizontalna,U jedinstvenom fluidnom prostoru u istoj horizontalnoj ravni pritisci su jednaki,Arhimedov zakon sila potiska koja deluje na potopljeno telo deluje navie ijednaka je proizvodu zapremine tela, gustine fluida i ubrzanja zemljine tee.Arhimedov zakon je najstariji pisani zakon mehanike fluida (3. vek p.n.e) koji i

danas vai u izvornom oblikuPaskalov zakon promena pritiska u jednoj taki fluidnog prostora izazivaistu promenu pritiska u svim takama istog tog jedinstvenog fluidnog prostora.


KRETANJE FLUIDA

na dva najpoznatija zakona klasine fizike:- zakon o odranju energije i- .

OJLER


9/22


10/22


Hidrauline maine su maine u kojima se obavlja transformacija fluidne(strujne) energije u neki drugi oblik ili obrnuto. Hidrauline maine se dele na:-ra ne rau ne ma ne-motorne hidrauline maine.Radne hidrauline maine su one maine kod kojih se neki drugi oblik energijetransformie u fluidnu energiju (pumpa).Motorne hidrauline maine su one maine kod kojih se fluidna (strujna)ener i a transformie u neki dru i oblik hidraulini ili neumatski cilindar .


Radne hidrauline maine

Radne hidrauline maine su pumpe, ventilatori, kompresori i injektori.e e se po pr nc pu ra a:

1. Hidrauline turbomaine,2. Zapreminske hidrauline maine i

3. Strujne hidrauline maine.


11/22

HIDROPNEUMATSKA TEHNIKAHidrauline turbomaine

Karakteriu se obrtanjem radnog kola i kontinualnim (ravnomernim) protokomfluida kroz nju.One se dele na:1.Radijalne ili centrifugalne

2.Aksijalne ili osne i. .

HIDROPNEUMATSKA TEHNIKAZapreminske hidrauline maine esto se nazivaju klipnimmainama.Osnovna karakteristika ovih maina je diskontinualnost protoka.Fluid odreene zapremine, to je posebna karakteristika svakemaine, periodino prolazi kroz mainu.Prema principu rada dele se na:1. Lini ska kli na maina um e kom resori

2. Klipno obrtne pumpe2.1.Aksijalno obrtna klipna pumpa,. . ,


12/22


3. Membranska i klipnomembranska pumpa(primer: pumpa niskog pritiska za gorivo na SUS motoru),


. up as a pumpa pr mer: pumpa za u e za po maz van e mo ora ,


13/22


5. Vijasta pumpa


6. Krilna pumpa


14/22


Strujne hidrauline maine su specifine po koncepciji i nameni. One sekarakteriu po tome to se za poveanje koliine energije fluida koristi energijaneko dru o fluida. Ove maine se zovu in ektori.

n e or e rau na ma na o a s u za veoma o ro,brzo i efikasno meanje dva razliita fluida.


ara er s e ra n rau n ma naOsnovne karakteristike ovih maina su:- protok,- napor,- snaga za pogon maine i- ste en korisno de stva maine.

Protok:- , , ...- maseni protok (kg/s; kg/min...)

Napormaine je koliina energije koja se predaje jednom kilogramu fluida.

Snaga za pogon izraunava se na osnovu veliine protoka, napora istepena korisnog dejstva maine P (kW)

(-) stepen korisnog dejstva radne hidrauline maine


15/22


Motorne hidrauline maineU poljoprivrednoj tehnici zastupljene su sledee motorne hidrauline maine:. ,

2.Pneumatski cilindri i

3.Hidromotori.Hidrocilindri su klipne maine koje energiju tenosti (najee hidraulino ulje)pretvaraju u mehaniku energiju pravolinijskog kretanja klipa.Pneumatski cilindri su po konstrukciji slini hidrocilindrima, s tim to se kao fluidkoristi vazduh.Hidromotori su maine koje energiju fluida pretvaraju u mehaniku energijuobrtno kretan a radnih or ana nekih maina.

HIDROPNEUMATSKA TEHNIKACEVOVODITransport fluida se realizuje kroz cevovode.Cevovodi su tehniki sistemi sastavljeni od cevi, cevnearmature i omono materi ala.Cevi mogu biti razliitih dimenzija, a izrauju se od veomarazliitih materijala.

1.1. ventili,1.2. zasuni i. . .

2.Cevna armatura (cevna kolena, rave, suenja,proirenja, cevne spojnice itd) i. omo n ma r a zap va , erme c s


16/22

HIDROMEHANIKE OPERACIJETENI I GASOVITI HETEROGENI SISTEMI

Heterogeni sistemi se sastoje od nosee faze, koja moe biti tenost ili gas i od noenefaze koja moe biti: delii tenosti, vrste estice ili neki gas.

HETEREOGENI SISTEMI

Gasoviti het.sist.Teni het.sist.

Suspenzije Emulzije Pene Praina,dim,

Magla

Tenost+

vrste

Tenost+

Tenost

Tenost+

Gas

gasnasuspenzija

Gas+

Tenostestice Gas

+vrsteestice

HIDROMEHANIKE OPERACIJETALOENJE

Taloenje je tehnoloka operacija izdvajanja vrstih.

bazi razlike gustina vrste estice i fluida (gasa ilitenosti). Da bi dolo do taloenja gustina estice morabiti vea. to e ova razlika vea to e taloen e

intenzivnije. Izraunavanje brzine kretanja estice nadole je identino izraunavanju brzine lebdenja. Ureajza taloenje zove se talonik.


17/22

HIDROMEHANIKE OPERACIJEHIDRODINAMIKA KLASIFIKACIJA

Hidrodinamika klasifikacija je sortiranje vrstih estica na bazi razliite brzinetaloenja (lebdenja). Ova operacija se izvodi pomou struje fluida koja jeusmerena o oz o nav e. es ce man e rz ne a o en a e pone enenavie iz smee pri manjim brzinama nego to je to potrebno za estice vee

brzine taloenja.as an pr mer za ovu e no o u operac u e o va an e semena ne orova

od osnovnog semena kada su njiihove veliine sline pa se ovo odvajanje nemoe obaviti na sitima (prema dimenzijama).

estice man e vrednostibrzine lebdenja

estice vee vrednostibrzine lebdenja

HIDROMEHANIKE OPERACIJEFILTRIRANJETehnoloka operacija filtriranje primenjuje se nasuspenzijama. To je postupak pri kome se, zahvaljujuiporoznim pregradama (filterska pregrada), razdvajaju

estica).U veini sluajeva suspenzija se prinudno usmeravazahvaljujui nekoj hidraulikoj maini kroz pregradu.

estice suspenzije zaustavljaju se na pregradi, a noseafaza prolazi kroz pregradu.Kada je u pitanju prolazak tene suspenzije kroz filtersku

,ceenju.Tokom operacije vremenom se nakupljaju estice napregradi. Ove estice ine filter pogau koja sama zasebe predstavlja filtersku pregradu. Zbog ove pojaveotpor strujanja fluida kroz pregradu raste tokom vremenate se u odreenom momentu proces mora zaustaviti da bi

.

procesa pribegava se ugradnji dva ili vie paralelnihureaja, koji rade naizmenino ili primeni filterskih aparatakoji imaju pokretne filterske pregrade na kojima se moekontinualno uklanjati filter pogaa (princip doboastih islinih filtera).


18/22

HIDROMEHANIKE OPERACIJE

Centrifugiranje je specijalni oblik filtriranja. Specifinost ove tehnoloke operacije jeu tome to se suspenzija potiskuje prema filterskoj pregradi zahvaljujuicen r uga no s , o a e pos e ca ro ac e omore u o o se na az suspenz a.ovde se tokom vremena stvara filter pogaa, pa se aparat mora zaustaviti da bi se

ova pogaa uklonila i aparat pripremio za novu aru. Postoje aparati i sanepre n m ra om on nua n ra .

Princip rada centrifuge

HIDROMEHANIKE OPERACIJEMEANJE Stvaran e tenih hetero enih sistema

Suprotno razdvajanju heterogenih sistema postoji tehnoloka operacija njhovog stvaranja.To je meanje. To je uglavnom sluaj kada se u tenu fazu dodaje vrsta ili neka druga tenafaza. Na taj nain se dobijaju suspenzije, emulzije, rastvori i smee.Ako je vrsta faza nerastvoriva u tenoj tada je reo suspenzijama.Primer: pesak u vodi.

.Primer: jestivo ulje i vodaAko je vrsta faza rastvoriva u tenosti reje o rastvoru vrste faze u tenosti. U ovomsluaju vrsta faza se razlae na jone koji se shodno principima Braunovog kretanja(prirodno haotino kretanje) homogeno raspodeljuju u tenosti.Primeri: so u vodi i eer u vodi.Ako je tena faza rastvoriva u tenom nosau reje o smei.

.Sva ova meanja obavljaju se u aparatima koji se zovumealice.

Stvaranje heterogenih sistema u kojima je nosea faza gas

je relativno jednostavnije i obalja se jednostavnimdodavanjima vrste, tene ili gasovite faze u struju gasanose e aze . ne or e e or na az ven ur cev su

najefikaniji naini stvaranja ovih smea.


19/22

HIDROMEHANIKE OPERACIJERAZDVAJANJE GASOVITIH HETEROGENIH SISTEMA

TaloenjeFiziki fenomeni ove operacije su identini taloenju tene suspenzije.

.izdvajaju neistoe iz vazduha ili nekih gasova koji se isputaju u atmosferu (naprimer, vrste

estice u dimu).Metoda taloenja nema visoku efikasnost. Ona se primenjuje ogranieno kada su u pitanjumale koliine gasa velike koncentracije krupnijih estica. Ona moe biti u sistemu efikasnogfiltriranja ispred neke efikasnije metode po redosledu. Aparat ili objekt zove se talonik.


Ciklonski separatori

st gas

ons separa or s u e za raz va an evrste od gasovite faze.To mogu biti preistai zaprljanog vazduha,ali to mogu biti i odvajai proizvoda iz struje

vazduha ili nekog drugog gasa.Izdvajanje je na principu inercijalnih centrifugalnih sila koje nastaju zbog

.ka pariferiji, a u sreditu ciklonske komoreostaje ist ili istiji vazduh koji izlazi nagorekroz centralnu cev. Donji deo aparata jekonian, a na dnu je ispust za vrstu fazu.Primeri izdvajanja korisne vrste faze suizdvajanja vrstih estica iz vazduha:- ,

- mleko u prahu nakon suenja,- lucerkino brano nakon mlevenja.- prah suenih jaja nakon suare itd.

vrsta faza


20/22


Elektrostatiko preiavanje

tada su klasine mehanike metode nedovoljno efikasne. U takvim sluajevima primenjuje seelektrostatiko preiavanje. Ovaj oblik izdvajanja estica polazi od injenice da su esticekoje se kreu sa strujom gasa uvek naelektrisane. To naelektrisanje prirodna je pojava, koja jeobjanjena u elektrotehnici (kretanje provodnika u elektromagnetnom polju). Postojenegativno i pozitivno nalektrisane estice. Ako se takve estice dovedu u blizinu suprotnonaelektrisanih elektroda ploa doi e do njihovog privlaenja (suprotno naelektrisana tela

.potrebe preiavanja vazduha.Nalektrisanje estica, koje mogu biti veoma male - do veliine jona, moe biti bez spoljnjegdejstva ili sa prinudnim spoljnim dejstvom. U ovom drugom sluaju aparat sadri i jonizator,koji ima zadatak da prinudno naelektrie estice.Sam ureaj za izdvajanje estica moe biti cevni ili ploasti. I u jednom i u drugom sluajuzaprljani vazduh prolazi kroz prostor izmeu elektroda. Ovaj tehnoloki aparat naziva se

elektrofilter..


Elektrode

Ploasti elektrofilter

Cevni elektrofilterElektrode

Ponekad se ovaj princip koristi i u proizvodnim tehnolokim operacijama. Naprimer, kada se izdvajaju neke posebne komponente iz tenih suspenzijakoriste se kat onski i an onski a arati ko i rade na slinom rinci u. Primer etehnologije izdvajanja bioregulatora i biostimulatora iz biljnih sokova (naprimer iz lucerkinog soka).


21/22

HIDROMEHANIKE OPERACIJERAZDVAJANJE GASOVITIH HETEROGENIH SISTEMAVlano preiavanjePri preiavanju zaprljanih gasova moe se koristiti i metod vlanog preiavanja. Ovatehnoloka operacija zasnovana je na stvaranju zavese u vidu vodene kie (magle)kroz koju prolazi zaprljani gas ili stvaranju tankog filma tenosti preko koje struji gas.vrsta faza, koja se nalazi u gasu, prelazi u tenu fazu (lepi se za tanki film tenosti) i

ostaje u njoj. Stvaranje tankog filma preko koje struji gas ostvaruje se pomou.

skruberi.

oien gas

oien gas

vodena kia

tenost

zaprljan gasispunazaprljan gas

Skruber sa ispunom

Pitanja1. Navedite vrste tehnolokih operacija.2. Navedite bar etiri vrste osnovnih mehanikih operacija.3. Navedite bar etiri vrste hidrodinamikih operacija.4. Kako se razvrstava tehnoloka operacija sitnjenje?5. Kakve vrste sitnjenja postoje prema nainu optereivanja materijala?.

7. ta obavezno sadri ureaj za sortiranje prema dimenzijama?8. Kako se obavlja sitovna analiza?9. Sa kojim ureajima se obavlja doziranje vrstih estica?

10. Sa kojim ureajima se obavlja doziranje tene faze?11. ta su to peletiranje i briketiranje i kakva je razlika meu njima?12. ta je meanje?

.14. ta je viskoznost?15. U emu je razlika izmeu gustine i viskoznosti fluida?16. Napiite zakon statike fluida u polju zemljine tee.17. Koji je fiziki smisao Bernulijeve jednaine?18. Koji je fiziki smisao jednaine kontinuiteta?19. Kako se dele hidrauline maine?

.

21. ta su to hidrauline turbomaine i kako se dele?22. ta su to zapreminske hidrauline maine i navedite bar etiri vrste?

23. Koje su osnovne karakteristike hidraulinih turbomaina?24. Navedite vrste cevnih zatvaraa?25. Navedite vrste heterogenih sistema?


22/22

26. ta je to hidrodinamika klasifikacija?27. Opiite filtriranje.

. ta e ce en e29. ta je filter pogaa?

30. ta je centrifugiranje?31. ta e mean e?.32. Koji sluajevi meanja postoje?33. Kako se zove tehnoloki aparat za meanje?34. ta su karakteristike taloenja gasovitih suspenzija (praina)?

. a o un c on e c ons separator 36. Navedite bar dva sluaja izdvajanja korisne vrste faze i gasovite pomou

ciklonskog separatora.37. Na kom rinci u radi elektrostatiko reiavan e?.38. Na kom principu radi vlano preiavanje?39. Kako se zovu aparati na kojima se obavlja vlano preiavanje?

40. ta je taloenje i kako se zove ureaj za ovu tehnoloku operaciju?

Documents

5 Predavanje - Mehanicke Operacija Hidraulika