ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ И СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

1. По уравнению расхода рассчитываем среднюю скорость потока:

(2.4)

где: V – объемный расход жидкости, м³/с; w – средняя скорость движения потока, м/с; S – площадь поперечного сечения трубопровода, м.

Для трубы круглого сечения:

, (2.5)

откуда (2.6)

2. Коэффициент гидравлического трения l рассчитываем по уравнению Дарси–Вейсбаха:

(2.7)

3. Коэффициент местных сопротивлений рассчитываем по уравнению:

(2.8)

Расчетные данные заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2.

Расчетные данные

Наименование величин	№ опыта

1. Расход жидкости, м³/с
2. Средняя скорость движения потока, м/с
3. Число Рейнольдса
4. Потери напора на I участке, Н/м²
5. Потери напора на II участке, Н/м²
6. Потери напора на III участке, Н/м²
7. Коэффициент гидравлического трения l
8. Коэффициент местного сопротивления на II участке
9. Коэффициент местного сопротивления на III участке

Отчет по выполненной работе должен включать:

1. Цель работы и ее краткое описание.

2. Схему установки.

3. Расчетные формулы.

4. Таблицу измерений и расчетные величины.

5. График логарифмической зависимости l от Re.

KOHTPOЛЬHЫE ВОПРОСЫ

1. Какие процессы называют гидромеханическими?

2. На чем базируются гидростатика и гидродинамика?

3. Что такое идеальная жидкость?

4. В чем отличие капельных и упругих жидкостей?

5. Что такое плотность, удельный объем? Как они взаимосвязаны?

6. Что такое гидростатическое давление?

7. Приборы для измерения давления? Что они показывают?

8. Что называют вязкостью жидкости?

9. Связь между динамической и кинематической вязкостью.

10. Что такое расход жидкости?

11. Уравнение расхода жидкости.

12. Связь массового и объемного расхода жидкости.

13. Что такое гидравлический радиус и эквивалентный диаметр?

14. Какое течение называют ламинарным?

15. По какому закону изменяется скорость потока в поперечном сечении трубопровода при ламинарном течении?

16. Как определить среднюю скорость потока, движущегося ламинарно?

17. Какое течение называется турбулентным?

18. Какое соотношение между средней и максимальной скоростями потока при турбулентном течении?

19. Какие величины определяют режим течения жидкости в трубопроводе?

20. Что такое критерий Рейнольдса? Его физический смысл.

21. Критическое значение числа Рейнольдса для прямых труб.

22. На преодоление каких потерь затрачивается энергия при движении жидкостей по трубопроводам?

23. От чего зависят сопротивления трения?

24. На каких участках трубопровода возникают местные сопротивления? Примеры.

25. Как экспериментально определить коэффициент сопротивления трения?

26. Как экспериментально определить коэффициент местного сопротивления?

27. Уравнение для определения потерянного напора на трение.

28. Уравнение для определения потерь напора на местные сопротивления.

29. Цель лабораторной работы.

30. Схема установки.

31. Порядок проведения работы.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии, - М.: Химия, 1971., - 784 с.

2. Руководство к практическим занятиям в лаборатории по процессам и аппаратам химической технологии, - Л.: Химия, 1975., - 254с.

3. К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А.Носков Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, - Л.: Химия, 1987, - 575 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ АППАРАТА

С КОЛПАЧКОВЫМИ ТАРЕЛКАМИ

ВВЕДЕНИЕ

В ректификационных и абсорбционных аппаратах осуществляется контакт между фазовыми потоками – жидкостью и паром или газом, при котором происходит переход компонентов из одной фазы в другую. Массообмен между фазами осуществляется через границу раздела, т.е. межфазовую поверхность, которая представляет собой суммарную поверхность пузырьков газа или пара, распределенных в жидкой фазе, а также капель и пленок жидкости, диспергированных в потоке пара или газа. Эффективность массопередачи находится в прямой зависимости от степени развития межфазовой поверхности.

Наиболее распространенным типом массообменного аппарата является тарельчатая колонна, в которой контакт между жидкой и паровой фазами осуществляется на контактном устройстве, называемом тарелкой. Конструкции тарелок отличаются большим разнообразием, которое объясняется стремлением создать более производительные и экономичные конструкции, а также обеспечить оптимальные условия работы колонн для специфических требований различных технологических процессов.

Все применяемые типы тарелок условно могут быть разделены на две группы: с переливными устройствами и тарелки провального типа. В тарелках с переливами жидкость перетекает с тарелки на тарелку по специальным переливным устройством и, при общем противоточном движении жидкости и пара в целом по колонне, на каждой тарелке пар и жидкость контактируют в перекрестном токе. К тарелкам с переливными устройствами относятся колпачковые, желобчатые, тарелки из S – образных элементов, ситчатые, клапанные, струйные и другие.

На тарелках провального типа жидкость перетекает с тарелки на тарелку через те же отверстия, через которые проходит пар и газ. Таким образом, контакт паровой и жидкой фаз в целом по колонне и на каждой ступени осуществляется в противотоке.

Колпачковые тарелки относятся к контактным устройствам, работающим при постоянном сечении для прохода паров. Контактное устройство–колпачок состоит из трех частей: патрубка в тарелке, по которому поступает пар; колпачка с прорезями, через которые пар барботирует в жидкую фазу, и устройства, которое закрепляет колпачок на тарелке. Сечение и форма прорезей колпачка имеют второстепенное значение, но желательно устройство узких прорезей, так как при этом газ разбивается на мелкие струйки, что способствует увеличению поверхности контакта фаз. Для создания большой поверхности контакта фаз на тарелках обычно устанавливается значительное число колпачков.

Эффективность тарелок любой конструкции в значительной степени зависит от гидродинамических режимов их работы. В зависимости от скорости газа и плотности орошения для тарелок с переливными устройствами различают три основных гидродинамических режима работы:

1. Пузырьковый - наблюдается при небольших скоростях газа, когда газ движется через слой жидкости в виде отдельных пузырьков.

2. Пенный - с увеличением расхода газа пузырьки сливаются в сплошную струю, которая на определенном расстоянии от места истечения разрушается вследствие сопротивления барботажного слоя с образованием большого количества пузырьков. При этом на тарелке возникает газо–жидкостная дисперсная система – пена. При пенном режиме поверхность контакта фаз на тарелках максимальна.

3. Струйный (инжекционный) - При дальнейшем увеличении скорости газа длина газовых струй увеличивается и они выходят на поверхность барботажа, слой не разрушается. При своем движении газовые струи отрывают прилегающие слои жидкости от основной массы и образуют большое количество крупных брызг.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Установление зависимости гидравлических сопротивлений сухой и орошаемой тарелки, определенных теоретически и экспериментально, от скорости газа в наименьшем сечении колпачка.

2. Определение величины гидравлического затвора теоретически и экспериментально.

Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 11 12 Следующая