ПЕРЕМІЩЕННЯ ГАЗІВ ТА РІДИН

ПЕРЕМІЩЕННЯ ГАЗІВ ТА РІДИН може відтворюватися в замкнутих каналах (трубопроводах та ін.) під дією різниці тиску на двох ділянках потоку (переміщення натискове) або під дією сили ваги рідини, яка має вільну поверхню, або завдяки гідравлічному нахилу (переміщення безнатискове). Рух рідин у трубопроводах та апаратах пов’язаний з витратами енергії, тому описується рівнянням закону збереження енергії у вигляді рівняння Бернулі:

ρ⋅g⋅z₁ + P₁ + ρ⋅W₁²/2 =
= ρ⋅g⋅z₂ + P₂ + ρ⋅W₂²/2 + ∆P_ПОТ,

де z — геометрична висота центру вагомості відповідного перетину потоку над довільно вибраною горизонтальною площиною; ρ — густина рідини; g — прискорення вільного падіння; P — статичний тиск рідини, W — середня швидкість течії у відповідному перетині потоку реальної рухомої рідини; ∆P_ПОТ — втрати повного тиску на подолання гідравлічного опору ділянки між двома перетинами, які у свою чергу знаходяться в залежності:

∆P_ПОТ = (λ ⋅ L/D*∑ξ_мс) ⋅ W²⋅ρ/2,

де λ — коефіцієнт тертя; L — довжина трубопроводу; D — діаметр трубопроводу; ∑ξ_мс — сума коефіцієнтів місцевого опору.

Найбільш прості засоби безнатискового П.г.р.: самоплин з найвищого рівня на нижчий; злив за допомогою сифона, у якому використовується тиск на поверхню рідини; перетискування рідини другою фазою, яка не розчиняється у рідині та не взаємодіє з нею; при пропусканні газу через вертикальну трубу, один кінець якої опущений у рідину. Натискове переміщення проводиться за допомогою насосів об’ємного (поршневі, плунжерні, пластинчасті, гвинтові, шестирьончасті) або динамічного (відцентрові, вихрові, струмні) типу. Загальними параметрами насоса будь-якого типу є продуктивність Q (м³/с), тиск H (м) та потужність N (Вт). Корисну потужність, яка витрачається насосом для надавання рідині енергії тиску, знаходять за рівнянням: N = ρ ⋅ g ⋅ Q ⋅ H. Повний тиск насоса визначається висотою (H_г), на яку треба переміщувати рідину, різницею тисків у натисковій (Р₁) та приймальні ємності (Р₂), швидкістю, потрібною на виході з трубопроводу, та гідравлічним опором комунікацій:

H = H_г + (P₂-P₁)/(ρ⋅g) + W²/(2g) + ∆P_ПОТ.

У фармацевтичному виробництві найбільш розповсюджені такі типи насосів: відцентрові — для роботи з агресивними, токсичними, вибуховими та пожежонебезпечними середовищами; поршневі та плунжерні — для роботи з рідинами, що піняться, або для переміщення рідин з невеликою продуктивністю та високим тиском.

Жабо В.В., Уваров В.В. Гидравлика и насосы. — М., 1984; Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. — М, 1987; Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. — М., 1984.