2. Описание установки

2.1. Сита с проволочными сетками.

2.2. 200 г измельченного материала .

2.3. Весы лабораторные с относительной погрешностью взвешивания не более 0,1 %.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Взвесить 200 г измельченного материала.

3.2. Произвести рассев материала на наборе сит с поддоном для ситового анализа. Для этого материал необходимо высыпать на верхнее сито набора и встряхивать весь набор в течение 10 – 15 ми- нут. Последовательность установки сит в наборе приведена в табл. 1.

3.3. По окончании рассева провести ситовый анализ материала. Для этого необходимо взвесить остаток материала на каждом сите, а также материал, прошедший в поддон; определить весовой процент (долю) каждой фракции (остатка на каждом сите) в измельченном материале. Результаты анализа внести в табл. 2.

Таблица 2

Размер сита, мм	Частный остаток, %		Полный остаток, %
	Вес фракции, г	Выход, %	Вес фракции, г	Выход, %
1,6
1,0
0,63
0,315
0,2
поддон

4. Обработка опытных данных

1. По частным остаткам строят гистограмму и кривую распределения.

2. Строят кумулятивную кривую.

3. Находят диаметр узкого класса по формуле (2).

4. Средний диаметр зерен рассчитывают по формулам (1) и (3).

5. Потери продукта рассчитывают по формуле:

.

Контрольные вопросы

1.­ В чем заключается сущность разделения на классы крупности ?

2.­ Что называется характеристиками крупности? Как строятся диаграммы, изображающие зерновой состав материала ?

4.­ Каким образом можно измерить зерно материла и рассчитать его средний диа- метр ?

5.­ Объясните понятие “средний диаметр”.

Лабораторная работа 2

Определение расхода энергии на перемешивание.

Ц е л ь р а б о т ы – исследование зависимости расхода энергии на перемешивание при различных условиях работы мешалки.

1. Теоретические сведения

Перемешивание – процесс многократного перемещения частиц неоднородно текучей среды друг относительно друга во всем объеме аппарата, протекающий за счет импульса, передаваемого среде механической мешалкой, струей жидкости или газа, или за счет диффузии компонентов системы.

Перемешивание производится с целью: создания однородных растворов, эмульсий, суспензий; интенсификации процессов теплообмена и массообмена.

Для описания процесса перемешивания используют модифицированные критерии гидродинамического подобия. В них действительную скорость жидкости ω (которую при перемешивании определить трудно) заменяют пропорциональной величиной n · d_м, где n - частота вращения мешалки. В качестве определяющего линейного размера берут диаметр мешалки. Модифицированные, или центробежные, критерии подобия имеют вид:

Re_ц = ρ · n · d_м² / µ (4)

где: Re_ц – центробежный критерий Рейнольдса; ρ – плотность жидкости, кг/м³; n – частота вращения, с^-1; d_м – диаметр мешалки, м; µ - динамический коэффициент вязкости жидкости, Па·с.

Fr_ц = d_м n³ / g

где: Fr_ц – центробежный критерий Фруда; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с.

Eu_ц = ∆р/ ρ n² · d_м²

где: Eu_ц – центробежный критерий Эйлера.

Если в выражении для критерия Eu_ц величину ∆р представить через мощность N, то можно получить критерий мощности K_N, т.е. безразмерное выражение мощности:

= N / ρ · n³ · d⁵ (5)

Выражение для K_N служит для расчета мощности N, потребляемой мешалкой. Обобщенное критериальное уравнение для расчета мощности, потребляемой мешалкой, примет вид:

= f (Re_ц, Fr_ц , Г_D1, Г_b1, Г_H …….) (6)

Если влиянием сил тяжести можно пренебречь, то критериальное уравнение будет иметь вид:

= f (Re_ц, Г_D1, Г_b1, Г_H …….) (7)

В уравнениях (6) и (7):

Г_D, Г_b, Г_Н - симплексы геометрического подобия, характеризующие конструкцию мешалки:

Г_D = D/d_м ; Г_b = b/d_м ; Г_Н = Н₀/d_м ;

D – диаметр сосуда, м; b – ширина лопасти мешалки, м;

Н₀ – высота слоя жидкости, м.

Опытные данные обычно представляют в виде графической зависимости критерия мощности от Re_ц для различного типа мешалок. На графике зависимости = f(Re_ц) можно выделить три области. Ламинарный режим движения (Re_ц  30) характеризуется снижением при увеличении Re_ц . Турбулентная область (Re_ц  10²) характеризуется менее резкой зависимостью критерия мощности от Re_ц. В автомодельной области при Re_ц  10⁵ критерий практически не зависит от Re_ц.