Обработка опытных данных

1. По данным таблицы 3.1 строят для каждого слоя график зависимости DР от скорости воздуха w. Скорость воздуха определяется по формуле:

 

 (3.10)

 

где: V_СЕК - расход воздуха, рассчитанный по формуле (3.8), м³/с;

F - площадь поперечного сечения аппарата диаметром D = 50 мм, м².

Расход воздуха определяется по формуле:

 

 (3.11)

 

где: a - коэффициент расхода, a = 0,6;

f₀ - площадь поперечного сечения диафрагмы диаметром d = 9 мм, м²;

D h₁ - показания диф. манометра Д₁, м;

r_Ж - плотность манометрической жидкости, кг/м³;

r_Г - плотность воздуха, кг/м³.

2. Из графика DР = f ( w) определяют критическую скорость начала псевдоожижения.

3. Вычисляют число Лященко для критической скорости:

 

 

где: r_Т - плотность твердой частицы, кг/м³.

4. По рисунку /2, с.108/ Ly = f ( Ar, e) при e = 0,4 находят соответствующее значение числа Архимеда, по которому определяют диаметр частицы:

 

 (3.12)

 

5. По рисунку /2, с.108/ Ly = f ( Ar, e) находят предельное значение критерия Ly при e = 1, позволяющее определить скорость уноса w_у и расход воздуха при уносе:

6. Определяют коэффициент формы частицы по формуле:

 

 (3.13)

 

где: r_Т - плотность твердого материала (силикагель), кг/м³;

e - порозность слоя, для неподвижного слоя материала e = 0,4.

7. Определяют вес слоя частиц в каждой секции:

 

3.5 Контрольные вопросы

1. Чем отличаются друг от друга скорость уноса, фиктивная, критическая (скорость псевдоожижения), рабочая скорости газа?

2. Что такое порозность слоя? В каких пределах изменяется порозность взвешенного слоя?

3. Какой характер имеет зависимость DР = f ( w) от фиктивной скорости газа в процессе псевдоожижения?

4. Какой характер имеет зависимость порозности слоя от расхода газа?

5. С какой целью определяются значения чисел Лященко и Архимеда?

 

Лабораторная работа № 4

 

Определение расхода энергии на перемешивание

 

Цель работы: Опытное определение расхода энергии при перемешивании и определение опытных коэффициентов в критериальном уравнении и расхода мощности.

 

Теоретическая часть

 

Перемешивание является обязательным условием успешного проведения разнообразных технологических процессов. В зависимости от целей и условий перемешивания применяют аппараты с мешалками различных конструкций.

Вследствие широкого промышленного распространения процесса перемешивания количество энергии, затрачиваемой на этот процесс на химических заводах, обычно составляет существенную часть общих энергетических расходов производства.

Рассматривая движение жидкости в аппарате с мешалкой как частный случай явления движения жидкости, для описания процесса при установившемся движении жидкости можно воспользоваться критериальным уравнением:

 

Eu = f (Re, Fr, Г_1, Г₂) (4.1)

 

где: Е u - число Эйлера, Rе - число Рейнольдса; Fr - число Фруда; Г_1, Г₂ - симплексы геометрического подобия.

В этих выражениях

 

 (4.2)

 

где: ∆Р - потеря давления, Па;

ρ - плотность жидкости, кг/м³;

w - средняя скорость движения потока, м/с;

d - диаметр, определяющий линейный размер, м;

μ - динамический коэффициент вязкости жидкости, Па· с.

Для аппаратов с мешалками в качестве определяющего линейного размера принимают диаметр мешалки (диаметр окружности, описываемый лопастями мешалки).

В связи с трудностями определения действительной скорости движения жидкости целесообразно эту величину заменить пропорциональной ей величиной числа оборотов мешалки, а вместо величины потери давления ввести величину потребляемой мощности. Тогда числа гидродинамического подобия будет иметь вид:

 

 (4.3)

 

где: n - число оборотов мешалки, об/с;

N - мощность на валу мешалки, Вт;

 - модифицированное число мощности;

 - центробежное число Рейнольдса;

 - центробежное число Фруда.

Не учитывая влияния силы тяжести, обобщенная зависимость для определения мощности на валу мешалки, при условии геометрического подобия мешалок и сосудов, будет иметь вид:

 

= С· (4.4)

Описание установки

 

Установка состоит из сосуда 2, в который заливается перемешиваемая жидкость. Перемешивание осуществляется четырёхлопастной мешалкой 1О. Крепится мешалка на съемном валу 9. Мешалка приводится во вращение от электродвигателя 1 с помощью шнурового привода. При вращении вала мешалки возникает момент, величина которого зависит от числа оборотов вала, размеров лопастей и рода жидкости. Момент с вала передается на равноплечный рычаг динамометра. Этот момент практически равен рабочему моменту привода мешалки.