Лабораторная работа : Изучение гидродинамики взвешенного слоя 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Лабораторная работа >> Физика


Изучение гидродинамики взвешенного слоя




Лабораторная работа №4

"Изучение гидродинамики взвешенного слоя"

Цель работы: получение экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления слоя ΔР, высоты слоя h и порозности ε от скорости газа ωкр; проверка основного уравнения взвешенного слоя.

Описание установки

Установка (рис 1.1) состоит из стеклянной колонки 1 с внутренним диаметром D=0,055 м, воздуходувки 2 для подачи воздуха в колонку, ротаметра 3 для измерения расхода воздуха, регулировочного вентиля 4 и дифферинциального U-образного манометра 5 для гидравлического сопротивления слоя. На газопроницаемую поддерживающую решетку в нижней части колонки помещено 0,23 кг твердого материала плотностью ρтв=1330 кг/м3 из шарообразных частиц диаметром d=1·10-3 м, образующего слой высотой h0. Для предотвращения уноса частиц в атмосферу в верхней части колонки установлена сетка, а для измерения температуры воздуха – термометр 6.

Методика проведения работы

Открыть вентиль 4 и включить воздуходовку 2, перемешивая частицы твердого материала в режиме псевдоожиженного слоя 2–3 мин. После этого установить такой начальный расход воздуха в колонке, при котором поплавок ротаметра занимал бы положение в начале шкалы. Затем измерить высоту слоя h, снять показания ротаметра 3, дифферинциального манометра 5 и термометра 6. Записав результаты измерений в табл. 1.1, повторить эту операцию, каждый раз увеличивая расход воздуха на 2–3 деления шкалы ротаметра.

Обработка измерений результатов

Таблица опытных данных

опыта

Показания

ротаметра, 10-3

Высота слоя h, м, 10-3

ПоказанияU-образного дифференциального манометра Δ h, м.вод. ст.

Темпе-

ратура,0С

Расход воздуха, м/с·10-3

1

0

140

0,028

23

0

2

3

140

0,032

0,3

3

6

140

0,037

0,39

4

9

140

0,043

0,45

5

12

140

0,054

0,52

6

15

140

0,068

0,58

7

18

144

0,072

0,67

8

21

155

0,074

0,71

9

24

157,5

0,076

0,78

10

27

175

0,078

0,85

11

30

180

0,079

0,91

12

33

183

0,071

0,97

13

36

190

0,071

1,03

14

39

200

0,071

1,1

1. Определяем фиктивную скорость воздуха по формуле

, м/с

м/с м/с

м/с м/с

м/с м/с

м/с м/с

м/с м/с

м/с м/с

м/с м/с

2. Рассчитываем порозность зернистого слоя по формуле:

3. Пересчитываем показания дифференциального манометра Δh, м вод. ст. в ΔР, Па

где ΔР – сопротивление, выраженное перепадом давления, Па;

ρ – плотность жидкости, высотой которой выражено Δh, кг/м3;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

Δh-сопротивление, выраженное перепадом высот, м.

4. Рассчитываем критерий Архимеда по формуле:

;

где d-диаметр шарообразных частиц, d=1·10-3 м;

ρтв=1330 кг/м3;

ρ=1,217 кг/м3;

μ=18,25·10-6 Па·с.

5. Графически находим критерий Лященко

Ly=0,4

6. Рассчитываем ωкр по формуле:

;

м/с

7. Строим графики зависимости ΔРсл=f0); hрасч= f0); εрасч= f0); ΔРсл.эксп= f0); hэксп= f0); εэксп= f0).

8. Определяем ωкр=0,315 м/с

9. Рассчитываем значения числа Рейнольдса по формуле:

Рассчитав значение критерия Рейнольдса, можно сделать вывод, что режим движения воздуха в каналах неподвижного слоя зернистого материала турбулентный, т. к. Re>2.

Результаты расчетов заносим в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Расход воздуха

Vr, м/с3, 10-3

Фиктивная скорость, ω0, м/с

Критическая скорость, м/с

Высота слоя, м

Порозность слоя

Сопротивление слоя, Па

ωкр экс

ωкр рас

h экс

h рас

ε эксп

εрас

ΔР экс

ΔРрас

1

0

0

0,315

0,4

0,140

0,162

0,48

0,55

364,95

411,50

2

0,3

0,126

0,140

0,162

0,48

0,55

470,09

473,38

3

0,39

0,164

0,140

0,162

0,48

0,55

482,26

547,82

4

0,45

0,189

0,140

0,162

0,48

0,55

560,46

631,90

5

0,52

0,219

0,140

0,162

0,48

0,55

703,84

793,70

6

0,58

0,244

0,140

0,162

0,48

0,55

886,34

1000,09

7

0,67

0,282

0,144

0,169

0,49

0,57

938,45

1058,69

8

0,71

0,299

0,155

0,198

0,53

0,63

964,52

1088,00

9

0,78

0,328

0,158

0,206

0,54

0,65

990,58

1117,30

10

0,85

0,358

0,175

0,250

0,58

0,71

1016,65

1146,60

11

0,91

0,383

0,180

0,267

0,595

0,73

1029,69

1161,89

12

0,97

0,408

0,183

0,276

0,602

0,74

925,41

1043,41

13

1,01

0,434

0,190

0,300

0,62

0,76

925,41

1043,41

14

1,1

0,464

0,200

0,330

0,64

0,78

925,41

1043,41

Вывод: в ходе лабораторной работы были получены экспериментальные и расчетный зависимости гидравлического сопротивления слоя ΔР, высоты слоя h и порозности ε от скорости газа ω0; была определена критическая скорость газа ωкр.

Похожие работы:

  • Гидромеханические процессы

    Учебное пособие >> Промышленность, производство
    ... 2.5 Контрольные вопросы Лабораторная работа № 3 3. Изучение гидродинамики псевдоожиженного слоя (ПС) 3.1 Теоретическая часть 3.2 Описание установки ...  = 0,4 независимо от диаметра частицы. Для взвешенного слоя порозность с увеличением скорости газа будет ...
  • Гидромеханические процессы химической и пищевой технологии

    Учебное пособие >> Промышленность, производство
    ... р.р. р.с. кр. вн. д. ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ТАРЕЛЬЧАТЫХ И НАСАДОЧНЫХ КОЛОНН Цель работы ... и рассчитанных величин. ИЗУЧЕНИЕ ГИДРАВЛИКИ ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ Цель работы: Экспериментально ... Так, обобщенное уравнение гидродинамики для процессов перемешивания имеет ...
  • Технология обжига цинковых концентратов в печи кипящего слоя

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... кипящего слоя. Различают три состояния слоя: фильтрующий слой кипящий слой слой во взвешенном состоянии ... расход воды Однако в результате изучения процесса был сделан вывод о ... модели, адекватно описывающие гидродинамику псевдоожиженного слоя, не созданы по ...
  • Изучение возможности применения магнитных жидкостей для синтеза магнитных сорбентов

    Дипломная работа >> Химия
    ... магнитонаполненные адсорбенты Наряду с изучением адсорбентов-ферритов с развитой ... взвешенные в неполярной жидкости-носителе. Когда две частицы сближаются, адсорбированные слои ... в различных средах // Гидродинамика и теплофиэика магнитных жидкостей: ...
  • Математические модели физико-химических процессов

    Контрольная работа >> Математика
    ... Анализ полученной информации. Изучение и проверка результатов, ... называют обобщенным (критериальным) уравнением гидродинамики. Любая задача движения вязкой ... псевдоожижения Основной гидродинамической характеристикой взвешенного слоя (при неизменном количестве ...
  • Выбор метода очистки сточных вод от фенолов

    Реферат >> Экология
    ... печах и в печах со взвешенным слоем, либо мокрым окислением. Отказаться ... исследова­тельских работ по изучению феномена альтер­нативных способов ... Бабиков А.Ф., Быргазова Л.М.,Кочеткова Р.П. //Гидродинамика и явления пе­реноса в двухфазных дисперсных системах ...
  • Простейшие — обитатели пограничного слоя

    Доклад >> Биология
    ... седиментаторы — организмы, заглатывающие взвешенные пищевые частицы (например, бактерий ... в пределах гидродинамического пограничного слоя, т.е. того слоя воды, в котором она ... подойти к изучению сидячих протист с позиций гидродинамики позволили наполнить ...
  • Исследование свойств магнитных жидкостей методом светорассеяния

    Дипломная работа >> Физика
    ... предполагает, что взвешенные в дисперсной среде ... частицами обеспечивается поверхностными адсорбционными слоями. Н 2 а рис ... оптическим методам изучения коллоидных систем ... крупных конгломератов магнитных частиц // Магнитная гидродинамика. – 1983. - №3. – С. 3 ...
  • Лекции по гидравлике

    Реферат >> Физика
    ... движущейся жидкости и гидродинамику, изучающую основные ... (пограничном слое). Тогда в пограничном слое возникают ... находящихся в жидкости во взвешенном состоянии и т.д. 1.4. Неньютоновские ... неньютоновских жидкостей. Изучение процесса движения неньютоновских ...
  • Методика формирования понятия Плазма в школьном курсе физики

    Реферат >> Физика
    ... ……………………………………….…………11 3. Перспективы в области изучение плазмы в школьном курсе………….12 ... состоящую из плазмы (55 %) и взвешенных в ней клеток, форменных элементов ... ветра, ионосферного слоя Fi, молнии. § 7. МАГНИТНАЯ ГИДРОДИНАМИКА И НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ПЛАЗМЫ ...