![](/user_photo/_userpic.png)
Лаба 8 ПАХТ Защита
.docx1. Цель и методика выполнения работы.
1) получение
экспериментальной зависимости
гидравлического сопротивления взвешенного
слоя от фиктивной скорости воздуха
.
2) определение критического значения
критерия Рейнольдса, соответствующего
началу псевдоожижения. 3) Расчет свободного
объема слоя и сравнение полученных
величин с литературными данными.
2
.
Схема установки.
Лабораторная
установка состоит из стеклянной колонки
5, в кот. находится исследуемый слой
зернистого материала. Для замера расхода
воздуха служит мерная диафрагма 4.
Давление измеряется манометрами 6, 7, 8
и 9: дифманометр 6 измеряет перепад
давления на диафрагме 4; 7 – гидравлическое
сопротивление слоя
,
мм вод. ст.; 8 – избыточное давление
воздуха перед слоем
,
мм вод. ст.; 9 – резервный. Подача воздуха
в колонку осуществляется от компрессора
по трубопроводу через вентиль 1. Высота
слоя измеряется линейкой 3. Циклон 2
служит для улавливания частиц, уносимых
потоком воздуха из колонки. Параметры
колонки и зернистого слоя представлены
в табл. 8.1.
3. Методика обработки опытных данных.
Обработка результатов опытных данных включает: определение числа пвсевдоожижения и гидравлического сопротивления слоя, расчет критического значения критерия Рейнольдса и свободного объема слоя, построение графика зависимости .
4. Возможные состояния слоя твердых частиц в зависимости от скорости восходящего потока жидкости. (рис. II-31)
1) Неподвижный 2) Кипящий (псевдоожиженный) 3) Унос тв. частиц потоком.
5. Понятие первой критической скорости воздуха. Методика ее определения.
Первая критическая
скорость [воздуха] wкр1
– скорость начала псевдоожижения.
, где
– коэф. сферичности,
– коэф. кинематической вязкости среды,
– диаметр частиц,
– критерий Архимеда.
6. Понятие скорости свободного витания.
Скорость
свободного витания (скор. уноса)
– скор., при кот. при массовом уносе
порозность свободного слоя столь велика,
что движ-е отдельных частиц можно считать
не зависящим от воздействия других
частиц слоя. Каждая отдельная частица
свободно витает, т.е. не осаждается и не
уносится потоком.
.
7. Критерий Архимеда, его физический смысл. Определение архимедовой силы. Во сколько раз в данной работе сила тяжести отличается от архимедовой силы? Как изменится это соотношение, если псевдоожижающей фазой будет вода?
. Физический
смысл критерия
Архимеда сост.
в том, что он хар-зует отнош-е подъемной
силы, возникающей из-за разности
плотностей текучей среды, к силе вязкого
трения. Архимедова
сила –
сила, с кот. жидкость или газ выталкивают
погруженное в них тело. Архимедова сила
в 483,7 раза больше силы тяжести
8. Число псевдоожижения, методика его определения. Закон сопротивления движению тел в жидкостях.
Отношение рабочей
скорости
,
значение кот. должно нах. в пределах
между
и
,
к скорости начала псевдоожижения наз.
числом
псевдоожижения
:
.
Оно хар-зует интенсивность перемешивания
частиц и состояние псевдоожиженного
слоя. Закон
сопротивления движению тел в жидкостях:
,
где
-коэффициент
вязкости,
-
радиус тела,
-скорость.
9. График зависимости сопротивления слоя от скорости восходящего потока воздуха.
1
0.
Чему равно
гидравлическое сопротивление
псевдоожиженного слоя?
Докажите, что сопротивление этого слоя
не зависит от скорости газа.
(?) Гидравлическое
сопр-е псевдоожиж. слоя постоянно и
равно весу частиц, отнесенному к площади
попереч. сечения аппарата.
,
где
– эквивалентный
диаметр каналов в зернистом слое. Для
частиц произвольной формы
,
шарообразные частицы:
,
несферические:
11. Явление пневмотранспорта. При каких условиях оно возникает? Практическое его применение.
Пневмотранспорт - явление массового уноса тв. частиц потоком газа. Явл-е возникает при увеличении скорости потока газа при усл-ии, что слой уже находится в кипящем (псевдоожиж.) сост-ии. Скорость достигает новое критич. знач-е, при кот. слой разрушается и тв. частицы начинают уноситься потоком газа. Исп-ся в промышленности для перемещения сыпучих материалов.
12. Внутренняя и внешняя задача гидродинамики. На базе какой задачи произведены расчеты в данной работе?
Внутренняя задача гидродинамики - движение жидкостей и газов в трубопроводах и аппаратах. Внешняя задача связана с изучением закономерностей обтекания жидкостями различных тел. Расчеты в данной работе проведены на основе внешней задачи гидродинамики.
13. Практическое применение псевдоожиженного слоя в химической и пищевой промышленности. Достоинства и недостатки псевдоожиженного слоя.
В химической промыш-сти исп-ся для перемещения и смешивания сыпучих материалов, для проведения процессов обжига, теплообмена, сушки, адсорбции, каталитических и др. процеесов.
В пищевой промыш-сти: получение воздушной кукурузы, сушка зерна, поваренной соли, покрытие оболочкой лекарственных таблеток и сельскохозяйственных семян и т.д.
Достоинства:
1) Выравнивание полей температур и концентраций в объеме технологических аппаратов
2) Максимальное развитие поверхности взаимодействия между газом и зернистым материалом (поверхности фазового контакта)
3) Возможность перемещения зернистых материалов в псевдоожиженном состоянии
4) Постоянное гидравлическое сопротивление слоя во всем диапазоне скоростей псевдоожижения
5) Простота конструктивного оформления технологических аппаратов с псевдоожиженным слоем и возможность автоматизации их работы
Недостатки:
1) Уменьшение текущей движущей силы процесса, вызванное выравниванием концентрационных и температурных полей
2) Проскок значительных количеств газа без достаточного контакта с твердым материалом
3) Эрозионный износ при трении твердых частиц о стенки аппаратов
4) Возникновение электростатических зарядов при трении диэлектрических частиц друг с другом
5) Необходимость дополнительно устанавливать мощные газоочистные устройства
1
4.
Режимы работы
аппарата с псевдоожиженным слоем.
1) Однородное псевдоожижение - псевдоожижение капельной жидкостью.
2) Неоднородное псевдоожижение - псевдоожижение газовым потоком.
3) С барботажем пузырей.
4) Поршневое псевдоожижение – псевдоожиж. слой разделяется на отдельные части газовыми “пробками”; часть слоя, находящаяся над пробкой, подбрасывается вверх, что приводит к большому выбросу частиц. Его возникновению способствуют, кроме возрастания скорости газа, увеличение размера частиц и уменьшение диаметра аппарата. Режим нежелателен, т.к. при нем резко ухудшается равномерность контакта между газом и тв. частицами.
5) С каналообразованием.
15. Понятие доли свободного объема (порозности) слоя. Вычисление опытной и теоретической доли свободного объема.
Доля свободного
объема,
или порозность
– объем пустот в слое, занятый жидкостью
или газом, отнесенный к общему объему
слоя.
или
,
где
– общий объем, занимаемый слоем, м3;
– объем слоя, занимаемый только тв.
частицами, м3.
(?) Обобщением
опытных
данных служит критерий Рейнольдса
при 0,4<
<1.
Это ур-е выражает осн. зависимость
гидравлики взвешенного слоя – зависимость
между порозностью слоя и скоростью
движ-я потока.
16. Понятие фактора формы. Геометрический и динамический факторы формы. Коэффициент формы.
Фактор формы (
)
– коэф. сферичности
.
Также существует величина обратная
– коэф.
формы
.
Взаимосвязь этих величин:
. Величина
может быть определена только для частиц,
имеющих правильную геометрич.
форму (куб, таблетка, цилиндр и др.). Для
частиц, имеющих неправильную форму,
нужно учитывать динамический
фактор формы,
определенный как отношение сопротивления
частицы нешарообразной формы к
сопротивлению шарообразной частицы.
17. Понятие эквивалентного диаметра частиц. По какому признаку и как устанавливается эквивалентность. Понятие о равновеликом шаре.
Эквивалентный диаметр частицы - диаметр сферической частицы с известными свойствами, оказывающей такое же воздействие на средство измерений, что и измеряемая частица. Два шара называются равновеликими, если они имеют равные объемы. 18. Определение расхода воздуха. Единицы измерения. Расходомеры.
Расход воздуха
– объем воздуха, проходящий за единицу
времени по трубопроводу. Измеряется
в
/с.
Расходомеры
– это приборы, измеряющие объем или
массу вещества: жидкости, газа или пара,
которые проходят через сечение
трубопровода в единицу времени.
Удельная поверхность
.
Коэф. сопротивл-я
зернистого слоя
,
где
.
Скор. движ-я
жидк-и через аппарат, незаполенный
зернистым слоем:
,
где
.
https://www.donationalerts.com/r/chuprinog
https://www.twitch.tv/chuprinog
https://www.youtube.com/@chuprinog