Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
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 h
0
. 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
Темпе- ратура,0
С 23 1. Определяем фиктивную скорость воздуха по формуле 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: 7. Строим графики зависимости ΔРсл
=f(ω0
); hрасч
= f(ω0
); εрасч
= f(ω0
); ΔРсл.эксп
= f(ω0
); hэксп
= f(ω0
); εэксп
= f(ω0
). 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
0,315 0,4 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
.
|