2.4 Оборудование, технические средства и инструменты

Для проведения лабораторной работы необходимы:

1. Установка для проведения опыта.

2. Набор частиц сферической формы.

3. Секундомер.

2.5 Описание установки

Установка (рисунок 2.4) состоит из трех стеклянных цилиндров (d ≥ 50 мм), заполненных различными жидкостями: вода, глицерин и раствор соли.

Вверху и внизу каждого цилиндра имеются метки, фиксирующие расстояния, которые частицы проходят в процессе осаждения. С целью исключения влияния начального участка ускоренного движения частицы в жидкости, верхняя метка расположена на 30…40 мм ниже уровня поверхности жидкости.

1 – цилиндр; 2 – измерительная линейка

Рисунок 2.4 – Схема установки

2.6 Методика проведения работы

Перед проведением работы студенты должны пройти технику безопасности (Приложение Д).

Частицы сферической формы (алюминиевые шарики, сера, аммиачная селитра, грануляторы) или зерновые продукты (например, фасоль, горох, земляной орех и т.д.) замеренного диаметра вводят в сосуд над поверхностью жидкости и аккуратно опускают в жидкость. Секундомером фиксируют время прохождения частицы между метками. Для определения скорости осаждения для каждой частицы проводят по 5…7 замеров.

Если частицы в процессе осаждения коснулась стенки цилиндра или к осаждающейся частице прилип пузырек воздуха, результат такого опыта не следует учитывать и опыт необходимо повторить.

Вариант расчетов указывается преподавателем.

2.7 Обработка опытных данных

Вариант 1

1. Определяют скорость осаждения частиц .

2. Определяют опытные значения критериев: Рейнольдса по формуле (2.6), Архимеда по формуле (2.12), Лященко по формуле (2.17).

3. Определяют расчетные значения Re по формуле (2.13) в зависимости от различных режимов осаждения Re^' = f(Ar).

4. По найденному Re^' находят расчетную скорость осаждения.

5. Вычисляют коэффициент сопротивления среды в зависимости от опытного значения числа Рейнольдса и строят график ξ = f(Re).

6. Строят опытные и расчетные зависимости Re = f(Ar), w_ос=f(d).

Вариант 2

1. По известному диаметру частиц находят критерий Ar по формуле (2.12) .

2. Затем в зависимости от Ar находят критерий Re по формулам (2.14 – 2.16).

3. По расчетному Re' находят расчетную скорость осаждения.

4. Вычисляют коэффициент сопротивления среды в зависимости от опытного значения числа Рейнольдса и строят график ξ = f(Re).

5. Строят опытные и расчетные зависимости Re = f(Ar); w^' =f(d); w =f(d).

Таблица 2.2 – Отчетная таблица

Характеристики осаждающейся частицы		Характеристики среды осаждения				Время осаж-дения, с	Скорость осаждения, м/с		Re	Ar	Ly
							расчетная	опытная
d , мм	ρT, кг/м3	Название	t, 0C	ρ, кг/м3	μ, Па∙с		wi´	wi
		Вода
		Глицерин
		Раствор соли

Вариант 3

1. Определяют скорость осаждения частиц .

2. По найденной скорости осаждения определяют критерий Ly по формуле (2.16).

3. По графику Ly = f(Ar) (см. рисунок 2.2) находят критерий Ar.

4. По критерию Ar вычисляют d_ч из формулы (2.12) и сравнивают его с имеющимся.

5. Вычисляют коэффициент сопротивления среды по формулам (2.7, 2.8) и строят график ξ = f(Re).

6. Строят графики зависимости w =f(d), Ly = f(Ar).