Лаба 8 ПАХТ Защита

1. 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] w_кр1 – 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