தொழில்துறையில் திரவப் பயன்பாடுகள்

தொழில்துறையில் திரவப் பயன்பாடுகள்

திரவங்கள் அல்லது வாயுக்கள் போன்ற பாய்மங்கள், நவீனத் தொழில்துறையின் ஏறக்குறைய ஒவ்வொரு துறையிலும் ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கின்றன. உணவு உற்பத்தி முதல் எண்ணெய் சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் வரை, மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் முதல் மருந்துத் தொழில் வரை, ஆற்றலைக் கடத்தவும், நிறையைச் சுமக்கவும், வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்தவும், மேலும் வேதி வினைகளுக்கு ஆதரவளிக்கவும் பாய்மங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அழுத்தம், பாய்வு விகிதம், பாகுத்தன்மை மற்றும் கொந்தளிப்பு போன்ற பாய்மங்களின் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வது, பாதுகாப்பான, திறமையான மற்றும் சிக்கனமான அமைப்புகளை வடிவமைப்பதற்கு முக்கியமாகும். இந்தக் கட்டுரை, பாய்மங்களின் பல்வேறு தொழில்துறைப் பயன்பாடுகளையும், அவற்றின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள் மற்றும் எடுத்துக்காட்டுகளையும் விவாதிக்கிறது.

1. தொழில்துறை அமைப்புகளில் பாய்மங்களின் அடிப்படைக் கருத்துகள்

மிகவும் அடிப்படையான மட்டத்தில், தொழில்துறை பாய்மப் பயன்பாடுகள் என்பவை, பாய்மங்கள் எவ்வாறு பாய்கின்றன மற்றும் அவற்றின் மீது விசைகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பது பற்றியதாகும். அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படும் சில முக்கியக் கருத்துகள் பின்வருமாறு:

அழுத்தம்: ஒரு பாய்மத்தின் மீது ஓரலகு பரப்பிற்குச் செயல்படும் விசை. குழாய்கள், தொட்டிகள் மற்றும் கொதிகலன்கள் போன்ற அமைப்புகள் ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.
– பாய்வு விகிதம்: ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் பாயும் திரவத்தின் கன அளவு, உற்பத்தித் திறனைத் தீர்மானிப்பதில் மிகவும் முக்கியமானது.
– பாகுத்தன்மை: ஒரு திரவத்தின் “அடர்த்தியை” அளவிடும் ஒரு அளவீடு, இது பம்பின் ஆற்றல் தேவைகளையும் பாய்வு முறைகளையும் பாதிக்கிறது.
– பாய்வு முறை: சீரான அல்லது கொந்தளிப்பான. கொந்தளிப்பான பாய்வு கலவையை அதிகரிக்கிறது, ஆனால் ஆற்றல் இழப்புகளையும் அதிகரிக்கிறது.
– பெர்னூலியின் விதி மற்றும் அழுத்த இழப்பு: அழுத்தம், பாய்வு வேகம் மற்றும் உயரம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பையும், அத்துடன் உராய்வு மற்றும் திசை மாற்றங்களால் ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பையும் விளக்குகிறது.

இந்தக் கருத்துருக்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பொறியாளர்கள் குழாய் வலையமைப்புகளை வடிவமைக்கவும், பம்புகள்/அமுக்கிகளைத் தேர்ந்தெடுக்கவும், உற்பத்தி செயல்முறைகளை மேம்படுத்தவும் முடியும்.

2. குழாய் அமைப்புகள் மற்றும் திரவப் போக்குவரத்து

பாய்மங்களின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகளில் ஒன்று, குழாய்கள் வழியாக அவற்றைக் கொண்டு செல்வதாகும். எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு, இரசாயனம், நீர் வழங்கல் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்புத் தொழில்கள், மூலப்பொருட்களையும் பொருட்களையும் கொண்டு செல்வதற்காகக் குழாய் வலையமைப்புகளைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளன.

உதாரணமாக, ஒரு சுத்திகரிப்பு நிலையத்தில், கச்சா எண்ணெய் சேமிப்புக் கிடங்குகளில் இருந்து வடித்தல் பிரிவுக்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட விட்டமுள்ள குழாய்கள் வழியாக, கடுமையான அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டின் கீழ் செலுத்தப்படுகிறது. இந்த அமைப்பில், குழாய் உராய்வு, இணைப்பான்கள் (முழங்கைகள், வால்வுகள்) மற்றும் விட்ட மாற்றங்கள் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் தலை இழப்பைக் கணக்கிடுவது மிகவும் முக்கியமானது. வடிவமைப்புப் பிழைகள் அழுத்தக் குறைவுகள், அடைய முடியாத பாய்வு விகிதங்கள் ஆகியவற்றை ஏற்படுத்தலாம் அல்லது பாய்வில் ஏற்படும் திடீர் மாற்றங்களால் குழாய்களைச் சேதப்படுத்தக்கூடிய நீர் சுத்தி போன்ற அபாயகரமான நிகழ்வுகளைத் தூண்டவும் கூடும்.

மேலும், குழாய் அமைப்பில் பல்வேறு துணைக்கருவிகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவையாவன:
– அமைப்பின் ஓட்டம் மற்றும் தனிமைப்படுத்தலை ஒழுங்குபடுத்தும் வால்வுகள்,
– பாய்வு விகிதத்தை அளவிடுவதற்கான பாய்வுமானி,
– பாதுகாப்பு கண்காணிப்புக்கான அழுத்தமானி மற்றும் சென்சார்கள்,
– துகள்கள் பம்ப் அல்லது நாசிலைச் சேதப்படுத்துவதைத் தடுப்பதற்கான வடிகட்டி.

3. பம்புகள் மற்றும் அமுக்கிகள்: செயல்முறையின் முக்கிய இயக்கிகள்

தொழில்துறையில், பாய்மங்களை பெரும்பாலும் புவியீர்ப்பு விசை, உராய்வு அல்லது அழுத்த வேறுபாடுகளுக்கு எதிராக நகர்த்த வேண்டியுள்ளது. இங்குதான் பம்புகள் (திரவங்களுக்கு) மற்றும் அமுக்கிகள் (வாயுக்களுக்கு) முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.

நீர் சுத்திகரிப்புத் துறையில், வலையமைப்பின் பல்வேறு புள்ளிகளுக்கு நீரை விநியோகிப்பதற்காக அழுத்தத்தை அதிகரிக்க பம்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இரசாயனத் துறையில், பம்புகள் அரிக்கும் தன்மையுள்ள பொருட்களையோ அல்லது பாகுத்தன்மை கொண்ட திரவங்களையோ நகர்த்துகின்றன; பம்பின் வகையை (மையவிலக்கு, பற்சக்கரப் பம்ப், உதரவிதானப் பம்ப்) தேர்ந்தெடுக்கும்போது, ​​பாகுத்தன்மை, வெப்பநிலை மற்றும் பொருட்களின் இணக்கத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

மறுபுறம், அமுக்கிகள் தொழில்துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
– நியூமேட்டிக்ஸ் (அழுத்தப்பட்ட காற்று கருவிகள்),
– குளிர்பதனம் (ஆவி அமுக்கச் சுழற்சி),
– பெட்ரோலிய வேதிப்பொருட்கள் (செயல்முறை வாயு அமுக்கம்),
– மின் உற்பத்தி (எரிவாயு விசையாழி மற்றும் எரிப்பு காற்று அமைப்புகள்).

பம்புகள்/அமுக்கிகளின் பயன்பாடு ஆற்றல் திறனுடனும் தொடர்புடையது, ஏனெனில் இயக்கச் செலவுகளில் மின்சார நுகர்வு பெரும்பாலும் மிகப்பெரிய கூறுகளில் ஒன்றாக அமைகிறது.

4. தொழில்துறை இயந்திரங்களில் ஹைட்ராலிக் அமைப்புகள்

ஹைட்ராலிக் அமைப்புகளில் ஆற்றல் பரிமாற்ற ஊடகமாக பாய்மங்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. விசையைத் திறமையாகப் பரிமாற்றம் செய்ய, அமுக்க முடியாத ஒரு பாய்மத்தைப் (பொதுவாக ஹைட்ராலிக் எண்ணெய்) பயன்படுத்துவதே இதன் கொள்கையாகும். இந்த அமைப்புகள் பொதுவாகக் கீழ்க்கண்டவற்றில் காணப்படுகின்றன:

– அழுத்த இயந்திரம் (உலோக வார்ப்பு),
– கனரக உபகரணங்கள் (தோண்டும் இயந்திரங்கள், ஏற்றும் இயந்திரங்கள், கிரேன்கள்),
– ஊசி வார்ப்பு (பிளாஸ்டிக்),
– தொழில்துறை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் மற்றும் இயக்கிகள்.

ஒப்பீட்டளவில் சிறிய பாகங்களிலிருந்து பெரிய விசைகளை உருவாக்கும் திறன் என்பதே ஹைட்ராலிக்ஸின் நன்மையாகும். உதாரணமாக, ஒரு ஹைட்ராலிக் பிரஸ் அதிக அழுத்தத்தில் உலோகத் தகடுகளை வடிவமைத்து, வாகன உதிரிபாகங்கள் அல்லது வீட்டு உபயோகப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும். இருப்பினும், ஏற்படக்கூடிய கசிவுகள், திரவத்தின் தரம் குறைதல், மற்றும் சீல் மற்றும் வடிகட்டியைப் பராமரிக்க வேண்டிய தேவை ஆகியவை இதில் உள்ள சவால்களாகும்.

5. வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: செயல்முறை குளிர்வித்தல் மற்றும் வெப்பமூட்டல்

கிட்டத்தட்ட அனைத்து தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்கும் வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்கான முதன்மை ஊடகமாக, திரவங்கள் குளிர்விப்பான்களாகவோ அல்லது வெப்பமூட்டிகளாகவோ செயல்படுகின்றன. பொதுவான அமைப்புகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

– வெப்பப் பரிமாற்றி (heat exchanger): கூடு மற்றும் குழாய், தகடு வெப்பப் பரிமாற்றி.
– குளிரூட்டும் கோபுரம்: சிறிதளவு நீரை ஆவியாக்குவதன் மூலம் வெப்பத்தை நீக்குகிறது.
– கொதிகலன் மற்றும் நீராவி அமைப்பு: செயல்முறை வெப்பமூட்டும் ஊடகமாக நீராவியை உற்பத்தி செய்கிறது.

உணவு மற்றும் பானத் தொழிலில், வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு என்பது பாஸ்டரைசேஷன், ஸ்டெரிலைசேஷன் மற்றும் விரைவான குளிரூட்டல் ஆகியவற்றிற்குப் பொருந்தும். பெட்ரோலிய வேதிப்பொருள் தொழிலில், வெப்பநிலை வினை விகிதங்களையும் உற்பத்திப் பொருளின் தரத்தையும் தீர்மானிப்பதால், செயல்முறை நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்க நீராவி அல்லது சூடான எண்ணெய் போன்ற வெப்பமூட்டும் திரவங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வெப்பப் பரிமாற்றி வடிவமைப்பிற்கு, பாய்ம ஓட்டம், வெப்பப் பரிமாற்றக் குணகங்கள் மற்றும் செயல்திறனைக் குறைக்கக்கூடிய படிவு (மேற்பரப்பு மாசுபடுதல்) ஏற்படுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் ஆகியவற்றைப் பற்றிய புரிதல் தேவைப்படுகிறது.

6. வேதியியல் செயல்முறைகள் மற்றும் வினைகளில் உள்ள பாய்மங்கள்

இரசாயன மற்றும் மருந்துத் தொழில்களில், திரவங்கள் பின்வரும் பாத்திரங்களை வகிக்கின்றன:
– வினைபடு பொருள்களைக் கரைப்பதற்கான கரைப்பான்,
– தொகுதி அல்லது தொடர் வினைக்கலன்களில் உள்ள வினை ஊடகம்,
– ஒருபடித்தாக்கலுக்கான ஊடகக் கலவை,
– வினைபடு வாயு (எ.கா. H₂ ஐப் பயன்படுத்தி செய்யப்படும் ஹைட்ரஜனேற்றம்).

சீரான செறிவு மற்றும் வெப்பநிலை பரவலை உறுதி செய்வதற்காக, கலவை அமைப்புகள் கலக்கிகளையும் குறிப்பிட்ட தொட்டி வடிவமைப்புகளையும் பயன்படுத்துகின்றன. கலக்கும் வேகத்தை அதிகரிப்பதற்காக கொந்தளிப்பான ஓட்டம் பெரும்பாலும் விரும்பப்படுகிறது, ஆனால் உணர்திறன் மிக்க பொருட்களை (எ.கா., சில குழம்புகள்) சேதப்படுத்துவதையோ அல்லது அதிகப்படியான நுரை ஏற்படுவதையோ தவிர்ப்பதற்காக அது கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

மேலும், காய்ச்சிவடித்தல், உறிஞ்சுதல் மற்றும் பிரித்தெடுத்தல் போன்ற பிரித்தல் செயல்முறைகள், திரவத்தின் பண்புகளான ஆவியாகும் தன்மை, அடர்த்தி அல்லது நிலைகளுக்கு இடையேயான கரைதிறன் போன்றவற்றையும் பெரிதும் சார்ந்துள்ளன.

7. காற்றழுத்த அமைப்புகள் மற்றும் தொழில்துறை தன்னியக்கமாக்கல்

காற்றழுத்த அமைப்புகளில் வாயுப் பாய்மங்கள் (பொதுவாக அழுத்தப்பட்ட காற்று) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காற்றழுத்தவியல் ஒப்பீட்டளவில் தூய்மையானதாகவும், வேகமானதாகவும், தரப்படுத்தப்பட்ட கூறுகளை மட்டுமே தேவைப்படுத்துவதாலும், தொழில்துறை தன்னியக்கத்தில் பரவலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக:

– உற்பத்தி வரிசைகளில் நேர்கோட்டு இயக்கத்திற்கான காற்றழுத்த உருளைகள்,
– பேக்கேஜிங் இயந்திரத்திற்கான கட்டுப்பாட்டு வால்வு,
– எளிமையான எடுத்து வைக்கும் அமைப்பு,
– கட்டுப்பாட்டுக் கருவியமைப்பு (காற்றுக் கருவி).

இருப்பினும், மின்சார/செர்வோ அமைப்புகளை விட குறைவான நிலைப்படுத்தல் துல்லியம், மற்றும் காற்றுக்கசிவு அதிகமாக இருந்தால் ஆற்றல் செயல்திறன் குறையக்கூடும் என்பது போன்ற வரம்புகள் நியூமேட்டிக் அமைப்புகளுக்கு உண்டு. எனவே, கசிவு மேலாண்மை மற்றும் கம்ப்ரசர் பராமரிப்பு ஆகியவை மிகவும் முக்கியமானவை.

8. கழிவு மேலாண்மை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு

கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு, புகை வெளியேற்றக் கட்டுப்பாடு மற்றும் தூசுக் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றிலும் திரவப் பயன்பாடுகள் இன்றியமையாதவை. தொழில்துறைகள் பின்வரும் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன:

– உயிரியல் செயல்முறைகளில் காற்றூட்டம் (காற்று வழங்கல்),
– கட்டுப்படுத்தப்பட்ட கலவையுடன் கூடிய உறைதல் மற்றும் திரள் உருவாக்கம்,
– திரவத் தெளிப்பைப் பயன்படுத்தி மாசுபடுத்திகளை அகற்றும் வாயு சுத்திகரிப்பான்கள்,
– வடிகட்டுதல் மற்றும் வீழ்படிவாக்கல் அமைப்பு.

இங்கு, பல்படிநிலை ஓட்டங்கள் (திரவம்-வாயு, திரவம்-திண்மம்) மற்றும் துகள் இயக்கவியல் பற்றிய புரிதல், பிரித்தெடுப்புத் திறனை மேம்படுத்துவதற்கும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளைக் குறைப்பதற்கும் உதவியாக இருக்கும்.

9. செயல்முறைப் பாதுகாப்பு: அழுத்தம், கசிவுகள் மற்றும் அபாயங்கள்

பல அமைப்புகள் உயர் அழுத்தத்திலும் வெப்பநிலையிலும் இயங்குவதால், பாதுகாப்புக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்படுகிறது. தொழில்துறையில் திரவப் பயன்பாடுகள் எப்போதும் பின்வரும் அபாயங்களுடன் தொடர்புடையவை:
– தொட்டி அல்லது குழாயில் ஏற்படும் அதிகப்படியான அழுத்தம்,
– அபாயகரமான பொருட்கள் கசிதல்,
– தூசி அல்லது வாயு வெடிப்பு,
– சீல் மற்றும் வால்வு செயலிழப்பு.

எனவே, நிவாரண வால்வுகள், வெடிப்புத் தட்டுகள், கசிவு கண்டறியும் அமைப்புகள் போன்ற பாதுகாப்புச் சாதனங்களும், கடுமையான இயக்கத் தரநிலைகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வடிவமைப்புத் தோல்விகளைத் தடுக்க, பாய்வு உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் அழுத்தப் பகுப்பாய்வும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மூடுகிறது

தொழில்துறையில் பாய்மத்தின் பயன்பாடுகள், பொருள் போக்குவரத்து, இயந்திர உந்துவிசை, வெப்பமூட்டல் மற்றும் குளிரூட்டல், இரசாயன செயல்முறைகள், தானியக்கம் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. பாய்ம இயக்கவியல் மற்றும் வெப்ப இயக்கவியலின் கோட்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது, தொழில்துறைகள் ஆற்றல் திறனை மேம்படுத்தவும், தயாரிப்புத் தரத்தைப் பராமரிக்கவும், செயல்பாட்டுப் பாதுகாப்பை உறுதி செய்யவும் உதவுகிறது. தொழில்நுட்பம் முன்னேறும்போது, ​​கணினி உருவகப்படுத்துதல் (CFD), நுண்ணறிவு உணர்விகள் மற்றும் தரவு சார்ந்த தானியக்கக் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றின் பயன்பாடு, அதிக உற்பத்தித்திறன் மிக்க, ஆற்றல் திறன்மிக்க மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த தொழில்துறைகளை உருவாக்குவதில் பாய்ம அறிவியலின் பங்கை மேலும் வலுப்படுத்தும்.