Описание экспериментальной установки и
Методики эксперимента
Экспериментальная установка. Установка (рис.5) состоит из лабораторного стола, колонны псевдоожижения; циклона очистки воздушного потока, отводимого от колонны, и компьютерной системы измерения и регистрации сигналов.
Лабораторный стол содержит вентилятор для создания воздушного потока, тумблер 10 электропитания установки; тумблер 11 включения вентилятора; реохорды 12 и 13 для регулирования частоты вращения электродвигателя вентилятора; Колонна псевдоожижения содержит конический стеклянный корпус 4 длиной 650 мм с углом конуса 2α = 6,15° и внутренним диаметром в средней части Dвн = 43,2 мм, несущие элементы корпуса 2, шланг отвода воздушного потока с твердыми частицами 8, патрубок 7 подвода ожижающего агента – воздуха. В верхней части корпуса смонтирована регулируемая диафрагма 1 для изменения сечения отводящего воздух патрубка. Высота слоя сыпучего материала определяется визуально по рискам шкалы на стеклянном корпусе колонны 4 с ценой деления 5,5 мм. Объем и высота слоя материала в колонне вычисляются по формулам: V = V0 + 7,085n +10,39∙10-3 n2, см3 (8) h = 5 + 0,55 n, см, (9) где V0 = 69 см3 – объем материала, вмещаемый аппаратом до отметки «0» шкалы; n – число делений шкалы. Циклон очистки воздушного потока содержит шланг отвода очищенного воздушного потока из циклона 9, стеклянный корпус 14 с металлическими несущими элементами, кран 15 выгрузки сыпучего материала из циклона, дополнительный патрубок 16 ввода воздушного потока в циклон со спиральным элементом для его завихрения, тангенциальный патрубок 17 ввода воздушного потока с твердыми частицами и бункер 18 загрузки сыпучего материала в циклон со шнековым питателем. Компьютерная система измерения и регистрации сигналов построена на базе программного комплекса LabVIEW фирмы NI (США) и включает компьютер с аналогово-цифровым преобразователем сигналов, датчики расхода 6 и давления 5. Регулирование расхода воздуха осуществляется изменением сечения диафрагмы и частоты вращения электродвигателя вентилятора с помощью реохордов 12 и 13. Управление частотой вращения может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме, для чего реохорд 12 снабжен шаговым двигателем, управляемым компьютером.
Скорость перемещения ползунка реохорда, а тем самым и электродвигателя вентилятора задается с Лицевой панели ВП (рис.5) выводимой на дисплей. Измерение перепада давлений по высоте колонны и скорости потока воздуха осуществляются соответственно дифференциальным датчиком давления 5 и обдуваемым воздушным потоком терморезистором 6, установленным по диаметру нижнего патрубка 7. Показания термистора отградуированы в единицах скорости потока. Аналоговые сигналы с датчиков давления и расхода поступают в компьютерную систему измерений, обрабатываются в среде LabVIEW и выводятся в виде графиков на монитор. В установке предусматривается возможность периодической загрузки и выгрузки материала через верхний патрубок. При загрузке материала патрубок отвода 1 снимается, и загрузка осуществляется вручную с помощью воронки. Выгрузка материала производится при надетом патрубке 1 механизированно путем отсоса его вентилятором в корпус циклона. Методика проведения эксперимента. В качестве объектов исследования используются семена различных злаков (табл. 1). На первом этапе лабораторной работы проводится экспериментальное изучение динамики процесса псевдоожижения. Исследуемые навески зернистого материала объемом Vн0 = 69 см3 загружаются поочередно в установку для снятия первичной кривой псевдоожижения. Первичные кривые разгона (рис.6а) и псевдоожижения (рис.6б) регистрируется компьютером вместе с показаниями датчиков скорости и давления. По первичным кривым псевдоожижения строятся, вычитанием гидродинамической характеристики установки (рис.7б), фактические кривые псевдоожижения. Типичный вид фактической кривой для пшена показан на рис. 6б (кривая 2). По указанным кривым определяются перепады давлений в режимах однородного слоя (горизонтальные участки кривых), первая и вторая критические скорости. Первая критическая скорость (дополнительно к методу определения по кривой псевдоожижения) определяется как скорость, при которой происходит погружение в слой стальной гайки, помещаемой на поверхность дисперсного материала в колонне в начале эксперимента. Особенное внимание обращается на определение рабочих скоростей псевдоожижения и чисел псевдоожижения по формуле (1). Для этого выполняются визуальные наблюдения структуры слоя сыпучего материала при изменении скорости псевдоожижения в диапазоне , отвечающем горизонтальному участку кривой псевдоожижения. За рабочую скорость принимают такую скорость воздушного потока, при которой в псевдоожиженном слое отсутствуют унос частиц, каверны, каналы и застойные зоны. Результаты описываются в отчете о лабораторной работе. Для выбранной таким образом рабочей скорости определяется порозность слоя по формуле (7). Сравнивая полученную кривую с кривыми рис.3 делается заключение о типе кривой. Измеренные технологические параметры и результаты обработки экспериментальных данных отражаются в табл. 1.
Таблица 1 Виды материалов и полученные результаты
На втором этапе лабораторной работы проводится сравнение экспериментальных и теоретических результатов. Эквивалентный диаметр зернистых материалов определяется по формуле (4), для чего измеряются штангенциркулем с точностью размеры 5 зерен (из каждой навески) в трех перпендикулярных направлениях, результаты усредняются по каждому направлению и вычисляются средние площади поверхностей. В частности, объемы и площади поверхностей зерен, близких по форме к эллипсоиду и шару, вычисляются соответственно по формулам (10) и (11): ; (10) (11) где a и b – большая и малая полуоси эллипсоида; d – диаметр сферы. Масса навесок определяется с точностью взвешиванием. Измерение объема пустот производится путем определения объема воды, вмещаемого навеской. Для этого в прозрачный стакан засыпается навеска Vн = 34,5 см3 (один объем специального мерника), после чего в него заливается из мензурки такой объем воды, чтобы он полностью покрыл слой зерна. Указанный объем (при пренебрежении набуханием зерна за этот период времени) может быть принят за объем пустот Vп в навеске. Насыпная плотность ρн, плотность зерна ρт и начальная порозность ε0 исследуемого зернистого материала определяются по (6в) и (6б). Теоретический перепад давлений в слое, первая и вторая критическая скорости вычисляется по формулам (2 - 6). Результаты сравнения теоретических и экспериментальных результатов отражаются в табл. 2.
Таблица 2
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1111)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |