4. Описание экспериментальной установки
Установка для экспериментальных исследований по осаждению, твердых частиц (рисунок 5) состоит из трех стеклянных цилиндров 1, укрепленных вертикально на щите 2. Один из цилиндров заполнен водой, второй - машинным маслом, третий - глицерином. На поверхности цилиндров нанесены метки а и б.
Рисунок 2 - Схема экспериментальной установки
Метка а располагается ниже уровня жидкостей, с целью исключения влияния начального ускоренного участка движения частицы в жидкости. Расстояние от поверхности жидкости до метки а необходимо для достижения частицей постоянной скорости осаждения
В качестве твердых частиц используются шарики из различного материала- стальные фарфоровые, стеклянные.
Замеряя время, в течение которого частица проходит расстояние между метками, можно определить скорость осаждения частицы.
5. Методика проведения эксперимента и
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1 Методика выполнения работы
С помощью пинцета шарик осторожно опускают в жидкость и по секундомеру определяют время его перемещения между метками а и б. Каждый замер дублируют.
Расстояние между метками замеряют линейкой, а диаметры шариков. - с помощью штангенциркуля.
Опыты по осаждению проводят для всех трех жидкостей, количество опытов задается преподавателем.
Результаты опытов заносят в таблицу.
При вычислении критериев Re и Аr используют осредненные значения скорости осаждения woc и диаметра частицы.
Всего проводят не менее 3 опытов, в каждом по 3-4 замера.
Если частица коснулась стенки сосуда или к частице прилип пузырек воздуха, результаты таких опытов (замеров) не учитывают и производят повторные опыты.
5.2 Обработка опытных данных и составление отчета
На основе экспериментальных данных вычисляют:
- скорость осаждения в каждом замере, исходя из известной длины пути и времени осаждения (графа 9 таблицы по форме 1). Значение скорости осаждения вносят в графу 10. По данным 3-4-х замеров определяют скорость осаждения (графа 11);
- подсчитывают для каждого опыта значения критериев Re и Аr;
- сопоставляют полученные экспериментальные значения критериев Re и Аr со значениями, получаемыми по уравнениям (13)—(15), и анализируют причины отклонений экспериментальных данных от расчетных значений.
Таблица 1 - Опытные и расчетные данные (форма 1)
№ опыта |
№ замера |
Частицы |
Жидкость |
||||
материал |
d |
ρT |
название |
ρж |
ж |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 - Опытные и расчетные данные (форма 2, продолжение)
Время осаждения |
Скорость осаждения |
Аr |
Re |
Примечание |
|
Woc |
Woc.cp |
||||
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет должен содержать:
- название работы и ее цель;
- краткую запись теоретических основ осаждения и расчетных формул;
- таблицу опытных данных и вычисленных величин;
- график зависимости Re =f(Аr) с нанесенными экспериментальными данными.
ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ
Что называют осаждением?
Устройство отстойника.
Что такое свободное и стесненное осаждение?
Что называется дисперсной системой, дисперсной фазой и дисперсионной средой?
Какой закон использован для записи уравнения (1)?
Каким образом можно рассчитать скорость осаждения частиц по уравнению (4)?
Дайте характеристику режимов осаждения.
Почему прибегают к критериальным уравнениям для расчета скорости осаждения?
Как определить коэффициент формы у?
Раскройте физический смысл критериев Re и Аr. От каких параметров и каким образом зависит скорость осаждения?
Как изменится скорость осаждения сферической частицы в ламинарном режиме, если ее диаметр увеличится в 2 раза?
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Плановский А.Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: 3-е изд. - М.: Химия, 1987.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: 10-е изд. - JL: Химия, 1987.
Составители:
Юлия Николаевна Богданова
Исследование процесса свободного осаждения в вязких средах.
Методические указания
Темплан 2012 г., поз.№____
Подписано в печать __________. Формат 60х84 1/16.
Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. ____.
Уч.-изд. л. ____. Тираж ____ экз. Заказ ____. Бесплатно.
Волгоградский государственный технический университет.
400131 Волгоград, просп. им. В.И. Ленина, 28.
РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического
университета.
400131 Волгоград, ул. Советская, 35.