- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Основы гидравлики
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Общие представления о гидравлике
- •1.1 Жидкость и ее свойства
- •1.2 Основные законы гидравлики
- •1.2.1 Гидростатика
- •1.2.2 Гидродинамика
- •1.2.3 Структура потоков в аппаратах
- •2 Лабораторная работа №1 «определение силы гидростатического давления» (4 часа)
- •2.1 Цель работы
- •2.2 Подготовка к лабораторной работе
- •2.3 Теоретические сведения
- •2.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •2.5 Описание установки
- •2.6 Методика проведения работы
- •2.7 Обработка опытных данных
- •2.8 Контрольные вопросы
- •2.9 Тестовые задания
- •3 Лабораторная работа №2 «изучение режимов движения жидкости» (4 часа)
- •3.1 Цель работы
- •3.2 Подготовка к лабораторной работе
- •3.3.1 Режимы движения реальной жидкости
- •3.3.2 Основные характеристики турбулентного потока
- •3.3.3 Распределение скоростей по сечению потока
- •3.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •3.5 Описание установки
- •3.6 Методика проведения опытов
- •3.7 Обработка опытных данных
- •3.8 Контрольные вопросы
- •3.9 Тестовые задания
- •4 Лабораторная работа №3 «определение коэффициентов местных гидравлических сопротивлений» (4 часа)
- •4.1 Цель работы
- •4.2 Подготовка к лабораторной работе
- •4.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •4.5 Описание установки
- •4.6 Методика проведения опытов
- •4.7 Обработка опытных данных
- •4.8 Контрольные вопросы
- •4.9 Тестовые задания
- •5 Лабораторная работа №4 «определение коэффициента гидравлических потерь на трение» (4 часа)
- •5.1 Цель работы
- •5.2 Подготовка к лабораторной работе
- •5.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •5.5 Описание установки
- •5.6 Методика проведения опытов
- •5.7 Обработка опытных данных
- •5.8 Контрольные вопросы
- •5.9 Тестовые задания
- •6 Лабораторная работа №5
- •6.1 Цель работы
- •6.2 Подготовка к лабораторной работе
- •6.3 Теоретические сведения
- •6.3.1 Модели идеальных потоков
- •6.3.2 Модели неидеальных потоков
- •6.4 Оборудование, технические средства и инструменты
- •6.5 Описание установки
- •6.6 Методика проведения работы
- •6.7 Обработка опытных данных
- •6.8 Контрольные вопросы
- •6.9 Тестовые задания
- •Приложение а порядок оформления отчета по лабораторной работе
- •Приложение б основные термины и определения
- •Приложение в инструкция по техникЕ безопасности при работе в лаборатории
- •Приложение г значения коэффициентов местных сопротивлений
- •Литература
- •Содержание
6.6 Методика проведения работы
Перед проведением работы студенты должны изучить технику безопасности (Приложение В).
При установившемся режиме работы в верхнюю часть колонны импульсно вводится индикатор (20%-ный раствор NaCl) в объеме 50 мл. На выходе из колонны через определенные промежутки времени снимаются показания проводимости поглотительной жидкости, которые фиксируются по показаниям прибора 10. Результаты испытаний заносят в таблицу 6.1.
Таблица 6.1 – Концентрация индикатора на выходе из колонны
№ опыта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Время, с |
|
|
|
|
|
Концентрация, % или шкала прибора |
|
|
|
|
|
6.7 Обработка опытных данных
6.7.1 По полученным результатам строят кривую отклика с = f().
6.7.2 Сравнивают полученную кривую с моделями идеального вытеснения, идеального смешения, а также с ячеечной и диффузионной моделями.
6.7.3 Выбирают модель, наиболее близкую к исследуемому аппарату.
6.8 Контрольные вопросы
1. В чем проявляется влияние гидродинамической структуры потоков на химико-технологические процессы?
2. Какие подходы предложены к изучению структуры потока?
3 Что понимают под средним временем пребывания частиц потока в аппарате, от чего оно зависит и как определяется?
4. Сопоставьте идеальные модели структуры потоков.
5. Каков вид кривых отклика для моделей идеального смешения и идеального вытеснения?
6. Охарактеризуйте ячеечную и диффузионную модели структуры потоков.
7. Каков вид кривых отклика для ячеечной и диффузионной моделей?
8. Примеры аппаратов, в которых гидродинамическая структура потоков близка к моделям идеального смешения и идеального вытеснения.
6.9 Тестовые задания
1. Какой модели потоков соответствует максимальная движущая сила процессов переноса?
а) идеального вытеснения;
б) идеального смешения;
в) ячеечной модели потока;
г) диффузионной модели.
2. Что общего у потоков идеального смешения и вытеснения?
а) распределение времени пребывания частиц в аппарате;
б) поле скоростей;
в) поле температур;
г) поле концентраций;
д) предельная равномерность отдельных характеристик потока.
3. С увеличением числа аппаратов n в ячеечной модели потока его структура приближается к модели…
а) идеального вытеснения;
б) идеального смешения;
в) диффузионной модели.
4. Дифференциальная функция распределения С() времени пребывания частиц в аппарате – это…
а) дисперсия времени пребывания;
б) максимальное ожидание времени пребывания ;
в) плотность вероятности времени .
5. Если эффективный критерий Пекле РеЭ равен нулю, то поток соответствует модели…
а) идеального вытеснения;
б) идеального смешения;
в) ячеечной модели потока;
г) диффузионной модели.
