Последовательность проведения опытов.

1. Изучить устройство приборов и аппаратов, методику пользования ими.

2. Включить вакуум-насос и регулировать подачу воздуха, медленно открывая кран 5.

3. Регулируя расход воздуха, записывать показания U–образных манометров 7, характеризующих перепад давлений в циклоне и кипящем слое.

Показания микроманометра 6 фиксируются через каждые 10 делений шкалы.

4. Полученные данные заносятся в таблицу.

Таблица

Показания микроманометра n, кгс/м2	Величина сопротивления, мм вод. столба			Расход воздуха V, м3/с	Скорость воздуха, м/с			Средний диаметр частиц слоя, м	Вес слоя, Н
	Сопротивление циклона ΔPцикл	Сопротивление слоя ΔPсл	Сопротивление всей установки		Через коллектор (диаметр коллектора d=10 мм) Wкол	Через сечение аппарата над слоем материала (D=80 мм) Wап	В слое с учетом средней порозности слоя, Wсл

Обработка результатов опыта.

1. Определить расход воздуха через коллектор.

, (10)

где W_кол – скорость движения воздуха в коллекторе;

, (11)

где Н – давление потока воздуха под решеткой, Па;

, (12)

где n – показания микроманометра, кгс/м²;

k – коэффициент, учитывающий угол наклона шкалы;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

γ_t – удельный вес воздуха при фактической температуре в лаборатории, Н/м³;

S_кол – площадь поперечного сечения коллектора, м².

2. Определить скорость воздуха в свободном сечении аппарата.

Так как расход воздуха через коллектор и любое сечение аппарата при одном и том же показании микроманометра постоянен, т.е. V = const, тогда

, (13)

где W_ап – скорость движения воздуха в аппарате, м/с;

S_ап – площадь поперечного сечения аппарата, м².

Следовательно

. (14)

3. Определить скорость в слое с учетом порозности слоя

, (15)

где  – средняя порозность слоя находящегося между неподвижным и взвешенным состоянием. В практических расчетах принимается  = 0,56.

4. На основании полученного расчета значений скорости в слое W_сл и соответствующих сопротивлений ΔP_сл, построить график ΔP_сл= f(W_сл), (см. рис.2). По графику определить первую критическую скорость движения воздуха W_кр.

5. Вычислить критерий Лященко для первой критической скорости

, (16)

где ρ_{t возд} ­– плотность воздуха при фактической температуре в лаборатории, кг/м³;

μ_{t возд} – коэффициент динамической вязкости воздуха при фактической температуре в лаборатории, Па·с;

ρ_мат ­– плотность материала (твердой фазы), ρ_мат =1360 кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с².

, (17)

(18)

где ₀ – плотность воздуха при нормальных условиях (Т₀ = 273К, Р₀ ≈ 1атм = 0,1Мпа), МПа;

С – константа Сюзерленда, для воздуха;

T – фактическая температура окружающей среды в лаборатории, К.

6. При порозности неподвижного насыпанного (неупорядоченного) слоя шарообразных частиц ε = 0,4 (см. рис. 3) найти значение критерия Архимеда Ar в зависимости от критерия Лященко Ly_кр..

7. Определить диаметр шарообразной частицы, м

. (19)

8. Определить скорость потока, при которой одиночная частица переходит в состояние витания, м/с

, (20)

где Re_вит – критерий Рейнольдса, при котором наступает витание частиц;

. (21)

9. Определить расход воздуха, при котором начинается унос из слоя частиц

. (22)

10. Определить вес слоя частиц, Н

, (23)

где ΔP_сл – сопротивление слоя, определяется по графику ΔP_сл = f(W_сл) в интервале скоростей от W_кр до W_вит.

Содержание отчета.

1. Цель лабораторной работы.

2. Схема установки.

3. Таблица 1.

4. График зависимости ΔP_сл = f(W_сл), по опытным данным.

5. Запись формул и проведение расчета для определения диаметра шарообразной частицы, скорости витания одиночной частицы, веса слоя.

6. Выводы.

Основные вопросы к защите лабораторной работы.

1. Движение газа в слое твердых частиц.

2. Порозность слоя.

3. Зависимость изменения сопротивления слоя от расхода газа.

4. Факторы, влияющие на характер псевдоожиженного слоя.

5. Критическая скорость, скорость витания, число псевдоожижения.

6. Критерий Рейнольдса, Архимеда, Лященко (формула, физический смысл, связь между критериями).

7. Расчет скорости псевдоожижения.

8. Преимущества псевдоожиженного слоя.

9. Недостатки псевдоожиженного слоя.

10. Влияние размера частиц на скорость витания, начало псевдоожижения, сопротивление слоя.

11. Размерности W, g, , γ, , P.