Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Архив / ПиАХТ / ПиАХТ Псевдоожиженный слой

.pdf
Скачиваний:
64
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
428.41 Кб
Скачать

Лабораторная работа №2.

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ.

Цель работы: практическое ознакомление с процессом псевдоожижения зернистых материалов, экспериментальное определение основных параметров кипящего слоя. Сопоставление полученных данных со значениями, определенными по расчетным зависимостям.

Теоретическая часть.

Гидравлическое сопротивление слоя зернистого материала

pсл hм ( м г )g

Фиктивная скорость газа

Wф

VГ

2

 

0,785 Dа п

Критерий Архимеда характеризует отношение разности сил тяжести и подъемной к подъемной силе.

Ar g dэ3 Т Г

vГ2 Г

vГ Г / Г - Кинематическая вязкость газа, м2

Скорость начала псевдоожижения для слоя монодисперсных частиц можно определить по формуле О.М.Тодеса.

Renc

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

1400 5, 22

 

 

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

Wnc

Renc Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dЭ Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re ун

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18 0.61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость уноса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wун

 

 

Reун Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г dЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

Re WФ dЭ Г / Г

 

 

 

 

 

 

 

 

Порозность кипящего слоя рассчитывается по критериальному уравнению

 

(18Re 0.36Re2

)0.21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнения Pсл H (1 )( Т Г ) g Ho (1 o )( Т

Г ) g устанавливается

зависимость между высотами кипящего и неподвижного слоев.

 

H H

 

 

1 o

 

 

 

 

 

 

 

1 H

 

 

 

1 o

 

 

o

1

следовательно

o

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема установки.

материал

6

1

Н

5 7

8 2 3 4 1- аппарат, 2- газораспределительная решетка, 3- линейка, 4- дифманометр, 5- ротаметр, 6- загрузочный бункер, 7- штуцер для выгрузки материала, 8- кран.

Таблица опытных данных.

 

Число делений

 

Расход воздуха м3

Показания

Высота слоя

 

 

ротаметра

 

 

манометра мм. рт.

 

 

 

 

 

 

ст.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

0,002

0,002

0,11

 

2

 

10

0,0027

0,003

0,111

 

3

 

15

0,0032

0,004

0,111

 

4

 

20

0,0038

0,005

0,112

 

5

 

25

0,0047

0,006

0,113

 

6

 

30

0,0051

0,015

0,12

 

7

 

35

0,0058

0,017

0,13

 

8

 

40

0,0064

0,018

0,14

 

9

 

45

0,007

0,02

0,15

 

10

 

50

0,0077

0,023

0,16

 

10

 

50

0,0077

0,023

0,16

 

9

 

45

0,007

0,021

0,145

 

8

 

40

0,0064

0,019

0,14

 

7

 

35

0,0058

0,018

0,13

 

6

 

30

0,0051

0,015

0,121

 

5

 

25

0,0047

0,007

0,115

 

4

 

20

0,0038

0,005

0,112

 

3

 

15

0,0032

0,004

0,111

 

2

 

10

0,0027

0,003

0,11

 

1

 

5

0,002

0,002

0,11

3. Пример расчета одного из режимов.

Dаппарата=0,092м; Толщина решетки=0,005м; Dотверстия=0,002м; Живое сечение=8,3%;

;

g=9,8

По данным таблицы находим гидравлическое сопротивление слоя зернистого материала

pсл hм ( м г )g

рсл 0,002·(1000-1,0576)·9,8=19,5793Па

Фиктивная скорость газа

Wф VГ 2

0,785 Dап

Wф 0,002/(0,785·0,008464)=0,301013 м/с

Критерий Архимеда характеризует отношение разности сил тяжести и подъемной к подъемной силе.

Ar

g d 3

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

v2

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vГ

Г / Г - Кинематическая вязкость газа, м2

 

v

Г

0,0000172 /1,0576 1,626 10 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ar

9,8 (210 3 )3

 

 

1270 1,0576

3,6

105

(1,62610 5 )2

1,0576

Скорость начала псевдоожижения для слоя монодисперсных частиц можно определить по формуле О.М.Тодеса.

Renc

 

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

1400 5, 22

 

Ar

 

Renc

 

 

 

3,6 105

78,805

1400 5, 22

5

 

 

 

 

 

 

3,6 10

 

 

 

 

 

 

 

W Re пс г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nc

 

dэ г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W 78,805 0,0000172 0,524

 

nc

2 10 3 1,0576

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re ун

 

 

Ar

 

 

 

 

 

3,6 105

 

 

 

931,552

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18 0.61 Ar

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

18 0.61 3,6 10

 

Скорость уноса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

Re ун Г

 

 

 

931,552 0,000017 2

7,575

 

 

 

1,05762 10 3

ун

 

Г d Э

 

 

 

 

 

 

Re W

d

Э

 

Г

/

Г

0,301013 2 10 3 1,0576 / 0,0000172 37,0175

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порозность кипящего слоя рассчитывается по критериальному уравнению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0.21

 

 

 

 

 

 

2

 

0.21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(18Re 0.36Re

 

)

(

18 37,0175 0.36 37,0175

)

0.300464

 

 

1

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

3,6 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнения P

H (1 )(

Т

 

Г

) g H

o

(1

o

)(

Т

 

Г

) g

 

 

 

 

сл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

устанавливается зависимость между высотами кипящего и неподвижного слоев.

H H

 

 

1 o

следовательно

 

1 H

 

 

1 o

1 0,11

1 0, 4

0,4

o

1

2

o

 

0,11

 

 

 

 

 

H

 

Таблица расчетных данных.

 

Pсл

W

Re

(18Re 0.36Re

 

)0.21

1 Ho

H

 

 

 

 

 

2

 

1 o

 

Ф

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00000

0,000000

0,000000

 

 

 

0,400000

1

19,57927

0,301013

37,017550

0,300464

 

 

0,400000

2

29,36891

0,406367

49,973693

0,329474

 

 

0,405405

3

39,15854

0,481620

59,228080

0,347848

 

 

0,405405

4

48,94818

0,571924

70,333346

0,368039

 

 

0,410714

5

58,73781

0,707380

86,991243

0,395461

 

 

0,415929

6

146,84453

0,767582

94,394753

0,406774

 

 

0,450000

7

166,42380

0,872937

107,350896

0,425521

 

 

0,492308

8

176,21344

0,963240

118,456161

0,440675

 

 

0,528571

9

195,79271

1,053544

129,561426

0,455107

 

 

0,560000

10

225,16162

1,158899

142,517569

0,471151

 

 

0,587500

10

225,16162

1,158899

142,517569

0,471151

 

 

0,587500

9

205,58235

1,053544

129,561426

0,455107

 

 

0,544828

8

186,00307

0,963240

118,456161

0,440675

 

 

0,528571

7

176,21344

0,872937

107,350896

0,425521

 

 

0,492308

6

146,84453

0,767582

94,394753

0,406774

 

 

0,454545

5

68,52745

0,707380

86,991243

0,395461

 

 

0,426087

4

48,94818

0,571924

70,333346

0,368039

 

 

0,410714

3

39,15854

0,481620

59,228080

0,347848

 

 

0,405405

2

29,36891

0,406367

49,973693

0,329474

 

 

0,400000

1

19,57927

0,301013

37,017550

0,300464

 

 

0,400000

 

0,00000

0,000000

0,000000

0,000000

 

 

0,400000

График зависимости Р от WФ .

Р

WФ

График зависимостей 1 и 2 .

WФ

Вывод: в ходе проделанной работы ознакомились с процессом псевдоожижения зернистых материалов, экспериментально определили основные параметры кипящего слоя, такие как:

гидравлическое сопротивление слоя зернистого материала р1сл 19,5793Па, с плотностью воздуха равной 1,0576 кг/,

фиктивную скорость газа W1ф 0,301013 м/с, с диаметром аппарата Dаппарата=0,092м;

Скорость начала псевдоожижения для слоя монодисперсных частиц Wnc 0,767 мс

С критерием

Renc 78,805

И скорость уноса

W

 

7,575

м

 

 

 

 

 

ун

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С критерием

 

 

 

 

 

 

Re ун 931,552

 

 

 

 

 

 

Была найдена опытная порозность псевдоожиженного слоя 2

0,4

и

 

 

 

 

 

 

 

,

 

расчетная порозность псевдоожиженного слоя 1 0.300464

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

и 2 от WФ .

 

По найденным значениям была построена графическая зависимость