|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Автор: Мозырев Андрей ГеннадьевичСтр 1 из 3Следующая ⇒
Автор: Мозырев Андрей Геннадьевич
Пояснительная записка Для студентов химико-технологических специальностей, специализирующихся для работы в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и смежных с ними производствах курс «Процессы и аппараты химической технологии» имеет большое значение. Эффективность освоения этой учебной дисциплины в значительной мере зависит от содержания и постановки лабораторного практикума. В основу настоящих методических указаний положен лабораторный практикум по процессам и аппаратам кафедры ПНГ Тюменского государственного нефтегазового университета с учетом опыта работы подобных лабораторий других учебных заведений. Лаборатория процессов и аппаратов оснащена действующими типовыми аппаратами и машинами. Лабораторный практикум помогает студентам практически изучить физико-химическую сущность процессов, ознакомить их с основными типами общей химической аппаратуры (фильтрами, выпарными и теплообменными аппаратами, сушилками, ректификационными колоннами, абсорберами и т.д.), их устройством и техникой обслуживания, а также определить их важнейшие характеристики и установить факторы, влияющие на производительность и экономичность установки. Каждая работа содержит перечень контрольных вопросов, позволяющих связать теоретическую часть курса с экспериментальной частью исследования.
Общие требования и порядок выполнения работы
Прежде чем приступить к пуску учебной лабораторной установки, необходимо изучить содержание работы. Для этого студент должен ознакомиться с оборудованием, относящимся к данной работе, схемой установки и изучить инструкцию и порядок выполнения работы. Ответив на контрольные вопросы (включая вопросы по технике безопасности) и получив разрешение преподавателя, студент приводит в действие лабораторную установку и приступает к необходимым замерам и записям показаний котрольно - измерительных приборов в соответствии с полученным заданием. Без разрешения преподавателя студентам категорически запрещено включать лабораторные установки и приборы. Обо всех замеченных неполадках и неисправностях студент обязан немедленно сообщить преподавателю и учебному мастеру. Отчет о лабораторной работе студент должен предоставлять по определенной форме на отдельных бланках. На них указывается название института и лабораторной работы, фамилия и инициалы студента и шифр учебной группы. Кроме этого отчет должен содержать название лабораторной работы, ее цель, схему установки, таблицы измеренных и рассчитанных величин, а также основные расчеты и графические материалы, связанные с обработкой опытных данных. Каждый отчет подписывает студент, выполнивший работу, и преподаватель, принявший ее. Отчет по лабораторной работе студент должен по возможности закончить в лаборатории в отведенные учебным планом часы, что является показателем его организованности и дисциплинированности. При этом обеспечивается надлежащий контроль за самостоятельностью выполнения работы студентом и возможность внесения необходимых исправлений по ходу работы. Лабораторная работа № 1 «Определение режима течения жидкости» Теоретические основы. При расчетах технологических процессов, связанных с движением газов и жидкостей, необходимо учитывать характер движения потока. На примере жидкости, пропускаемой по трубопроводу, можно установить существование двух режимов течения – ламинарного и турбулентного. Обычно при малых скоростях (и малых диаметрах трубопровода) элементарные струйки жидкости движутся параллельно, как бы скользя друг по другу, не перемешиваясь. Такое течение называют ламинарным или слоистым (вязким). При больших скоростях наблюдается поперечное перемешивание струек жидкости за счет образования вихрей. Это – турбулентный вид течения. Для установившегося потока при ламинарном течении скорость постоянна в каждой точке жидкости, а при турбулентном течении – колеблется около некоторого среднего значения (за счет пульсации, т.е. изменения своего значения и направления во времени). Распределение скоростей по поперечному сечению трубопровода при ламинарном течении происходит по параболе, причем средняя скорость потока составляет 0, 5 от максимальной (по оси потока). При турбулентном течении изменение скоростей в этих же условиях идет по более пологой кривой, и средняя скорость составляет 0, 8–0, 9 от максимальной. Характер движения жидкости (газа) зависит, как показали опыты, не только от средней скорости потока (w, м/с), но и от геометрических размеров потока (эквивалентного диаметра трубопровода, dэ, м), вязкости (m, Па× с; n, м2/с) и плотности (r, кг/м3) жидкости (газа). Влияние перечисленных физических параметров потока на характер движения определяется значением критерия (числа) Рейнольдса
Критерий Рейнольдса показывает соотношение сил инерции, характеризующихся скоростью потока и его размерами, и сил внутреннего трения, характеризующихся вязкостью потока. Отсюда следует, что турбулентное течение свойственно потокам, обладающим развитыми силами инерции, а ламинарное характерно для потоков, в которых силы внутреннего трения преобладают над силами инерции. Установлено, что для ламинарного режима численное значениекритерия Рейнольдса всегда меньше, а для турбулентного режима – всегда больше некоторого определенного критического значения. Например, для прямых труб критическое значение критерия Рейнольдса Reкр = 2300. Необходимо отметить, что приведенное критическое значение является в известной степени условным, так как трудно обнаружить резкий переход от ламинарного режима к турбулентному. В действительности обычно наблюдается так называемая переходная область исчезновения ламинарного режима и установления турбулентного состояния потока. Численные значения критерия Рейнольдса для переходной области находятся в пределах 2300 ¸ 10000. При Re > 10000 режим потока становится развитым (устойчивым) турбулентным. Для змеевиков значение ReКР повышается в зависимости от отношения диаметра d трубы к диаметру D змеевика (d/D) и может достигать 7000¸ 8000. При движении газов с очень большой скоростью может возникнуть инерционный режим (при Re> 300000). Для такого режима характерно постоянство коэффициента трения. Цель работы – изучение изменений, происходящих в потоке приразличных режимах течения.
Описание установки. Схема лабораторной установки представлена на рис.1.1. Вода из расходной емкости 1 поступает в стеклянную трубку 2 и через регулировочный вентиль 3 сливается либо в канализацию, либо в мерную емкость 4. Из сосуда 5 с краской по тонкой трубке 6 через вентиль 7 подкрашенная струйка воды поступает в трубу 2. Температуру воды для нахождения ее вязкости и плотности определяют по термометру 8. Для успешного проведения опытов важными условиями являются стабилизация потока в стеклянной трубе 2 и согласование истечения краски со скоростью самого потока. В этих целях приняты следующие меры. Стабильность потока в стеклянной трубе 2 обеспечивается постоянным напором Н в емкости 1. Емкость 1 представляет собой закрытый резервуар, из которого жидкость вытекает по трубе 2. Трубка 9 вверху открыта в атмосферу. При движении жидкости по трубе 2 из емкости I в ее верхней части образуется вакуум. При этом по трубке 9 засасывается атмосферный воздух. Вследствие этого в емкости на уровне Н над трубой 2 давление всегда будет равно атмосферному, независимо от количества жидкости в емкости, и истечение жидкости будет происходить под постоянным напором до тех пор, пока уровень ее не опустится ниже Н.
Рис. 1.1. Схема установки для определения режима течения жидкости: 1 – расходная емкость; 2 – труба; 3, 7, 11 – вентили; 4 – мерная емкость; 5 – сосуд с краской; 6 – тонкая трубка; 8 – термометр; 9 – трубка; 10 – метка необходимого уровня жидкости.
Для согласования скорости истечения краски со скоростью воды в стеклянной трубе 2 сосуд 5 с краской перемещается по вертикали и закрепляется на нужной высоте для создания необходимого напора при истечении краски. Расход краски регулируется зажимом 7.
Методика проведения работы. Работу начинают с установления ламинарного режима и, увеличивая постепенно скорость движения воды в стеклянной трубе, наблюдают за изменениями, происходящими с подкрашенной струйкой при разных режимах течения. После наглядного изучения поведения подкрашенной струйки приступают к измерению величин, необходимых для определения числа Рейнольдса, начиная с ламинарного режима и кончая турбулентным. Перед началом работы проверяют наличие воды в емкости 1. Если уровень воды в емкости ниже метки 10, то открывают вентиль 11 и заполняют емкость до метки. При достижении необходимого уровня закрывают вентиль 11. Затем понемногу открывают вентиль 3, устанавливая минимальный расход воды. В первой части работы для пуска подкрашенной струйки постепенно открывают зажим 7. Регулируя степень открытия вентиля 3 и зажима 7, добиваются четкого очертания подкрашенной струйки. Наличие резко выделяющейся, четкого очертания подкрашенной струйки указывает на наступление ламинарного режима. Увеличивая затем степень открытия вентиля 3, повышают тем самым скорость воды в стеклянной трубе 2, вследствие чего ламинарный режим начинает нарушаться и переходит в турбулентный. При этом надо регулировать открытие зажима 7, а также в случае необходимости - вентиля 11, не позволяя уровню воды в емкости 1 опускаться ниже уровня Н. Во второй части работы проводят замеры, необходимые для определения числа Рейнольдса при разных режимах течения. Настраивают установку на ламинарный режим (как указано выше) и приступают к определению расхода воды, фиксируя время заполнения мерной емкости. Увеличив степень открытия вентиля 3 и отрегулировав, если нужно, открытие вентиля 11 и зажима 7, приступают к новому измерению расхода воды. Таких замеров проводят несколько (5–6), заканчивая их при развитом турбулентном движении. При этом записывают также показания термометра. После проведения всех измерений приступают к обработке полученных результатов.
Таблица 1.1 Отчетная таблица
Отчет должен также содержать задание и схему установки со спецификацией. Плотность и вязкость воды при температуре опыта принимаются по справочным данным табл. 1.2 и 1.3. Таблица 1.2 Плотность воды
Таблица 1.3 Динамическая вязкость воды
Контрольные вопросы. 1. Назовите основные режимы течения потоков. 2. Как определить среднюю скорость потока, движущегося ламинарно? 3. Какие величины характеризуют режим течения потока? 4. Каково соотношение между средней и максимальной скоростями потока при турбулентном течении? 5. Что такое критерий Рейнольдса? Каков его физический смысл? 6. Назовите критическое значение числа Рейнольдса для прямых труб, для змеевиков. 7. При каком значении числа Рейнольдса наблюдают развитый турбулентный режим потока? 8. Какая скорость потока входит в критерий Рейнольдса? 9. В каком интервале чисел Рейнольдса наблюдают переходную область режима течения?
Лабораторная работа № 2 «Определение коэффициентов гидравлического coпротивления трубопроводов» Теоретические основы. В расчетах процессов, связанных с движением жидкостей и газов, важное значение имеет характер движения рассматриваемого потока. При достаточно медленном движении жидкости в прямолинейном направлении пути отдельных частиц ее представляют собой параллельные прямые, образующие при поворотах правильную систему кривых. Такое движение, когда частицы жидкости движутся прямолинейно и параллельно друг другу, называется струйчатым или ламинарным. Наоборот, при больших скоростях отдельные частицы жидкости, даже в случае прямолинейного движения, будут двигаться беспорядочно, по замкнутым кривым в различных направлениях, причем эти пути будут постоянно изменяться. Такое движение называется вихревым или турбулентным. Характер движения жидкости зависит от средней скорости движения жидкости w (м/с); диаметра трубопровода d (м); плотности жидкости r (кг/м3) и ее динамической вязкости m, (Па× с). Определяется характер движения жидкости по величине критерия Рейнольдса (Rе), связывающего эти величины
Установлено, что для ламинарного режима численное значение Рейнольдса меньше определенного " критического" числа, а для турбулентного режима – больше. Для прямых труб критическое значение Рейнольдса Reкр=2320. Турбулентное движение становится вполне устойчивым только при Одним из важнейших пунктов при расчете трубопроводов является определение потерь энергии напора при движении жидкости. Потеря напора в трубопроводе обусловлена наличием сопротивлений, которые должна преодолеть на своем пути протекающая жидкость. Эти сопротивления бывают двух видов: 1. Сопротивление трения жидкости - потерянный напор DНтр; 2. Местные сопротивления, возникающие при изменении направления движения жидкости или геометрической формы трубопровода - потерянный напор DНм.с.
где: l – коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от характера движения среды (ламинарный, переходный, турбулентный); l – длина пути, м; d – диаметр трубопровода, м; w – скорость движения потока в соответствующем сечении трубопровода, м/с; r – плотность движущегося потока, кг/м3; x – коэффициент местного сопротивления. Описание установки. Схема установки представлена на рис.2.1. Вода из бака I подается в трубопровод 2 центробежным насосом 3 и через ротаметр 6 - на участки исследования. На установке имеется три участка исследования: I – падение напора по длине трубопровода d = 22 мм; l = 880 мм; II – падение напора на поворотах в 90°; III – падение напора в вентиле 11. Падение напора на рассматриваемых участках регистрируется манометрами 10, 12, 13, 15. Изменение скорости движения воды в трубопроводе достигается регулировкой вентиля 7. Методика проведения работы. Перед началом работы проверить наличие воды в баке I. При закрытом вентиле 7 включить насос. После того, как показания манометра 5 не будут изменяться, вентилем 7 установить постоянный расход жидкости по показаниям ротаметра (задание выдается преподавателем).
Рис. 2.1. Схема лабораторной установки: 1 – бак для воды; 2, 8, 9 – трубопровод; 3 – центробежный насос; 4 – электродвигатель; 5, 10, 12, 13, 15 – манометры; 6 – ротаметр; 7, 11 – вентили Для каждого режима движения жидкости снимаются показания манометров 10, 12, 13, 15. Данные измерений заносятся в табл. 2.1. Таблица 2.1 Опытные данные
Таблица 2.2 Расчетные данные
Кoнтpoльныe 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.
«Изучение гидродинамики аппарата с колпачковыми тарелками2 Теоретические основы. 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 устройствам, 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 газожидкостная 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.
Таблица 3.1 Лабораторная работа №4 «Снятие характеристик центробежного насоса» Теоретические основы. Центробежные насосы предназначены для перекачивания жидкостей. Внутри корпуса центробежного насоса находятся одно или несколько рабочих колес. Соответственно центробежные насосы делятся на одно– и многоступенчатые. Рабочее колесо состоит из двух дисков, соединенных изогнутыми лопастями. Жидкость, находящаяся между ними, приводится во вращение вместе с рабочим колесом. При этом каждая частица жидкости перемещается по сложной траектории. Во – первых, центробежная сила, отбрасывая жидкость, заставляет её двигаться радиально, вдоль лопаток от оси колеса к периферии. Во – вторых, увлекаемая лопатками вращающегося колеса жидкость, помимо радиальной скорости, приобретает еще окружную скорость, одинаковую со скоростью колес. Так как окружная скорость на периферии колеса больше, чем у входа на лопатки, то абсолютная (равнодействующая) скорость жидкости на выходе из колеса становится больше, чем на входе. Таким образом, жидкость, проходящая через колесо центробежного насоса, приобретает добавочное количество энергии. Жидкость, стремительно выбрасываемая с периферии рабочего колеса, поступает в спиральный канал. Канал (в виде улитки) кольцом охватывает рабочее колесо. Увеличивающееся к выходному патрубку поперечное сечение канала приводит к плавному снижению большой скорости полученной жидкости в рабочем колесе до нормальной скорости в трубопроводе. При этом часть кинетической энергии жидкости переходит в потенциальную, что сопровождается увеличением давления (напора). Для повышения напора в многоступенчатых центробежных насосах жидкость, выходящая из первого рабочего колеса, поступает с помощью направляющего аппарата во второе рабочее колесо, затем в третье и т.д. Общий напор, создаваемый насосом, в этом случае будет равен сумме напоров, приобретенных в каждом колесе. Работа центробежного насоса при постоянном числе оборотов характеризуется следующими величинами: 1. Производительностью Q, м3/сек; 2. Создаваемым напором Н, м; 3. Коэффициентом полезного действия h, %; 4. Потребляемой мощностью N, Вт. У центробежных насосов величины Q, Н, N, h связаны между собой, и изменение одной из них вызывает изменение остальных. Величины, характеризующие работу центробежных насосов при постоянном числе оборотов, обычно представляют в виде графических зависимостей: напора Н, мощности N, к.п.д. h от производительности Q. Такие зависимости Н – Q, N – Q, h – Q называют характеристиками насоса и устанавливают опытным путем. При изменении числа оборотов центробежного насоса его подача, напор и потребляемая мощность также изменяются в следующих соотношениях:
Рис. 4.1. Характеристики центробежного насоса
Описание установки. Схема установки представлена на рис. 4.2. Вода из бака 1 через всасывающий патрубок с обратным клапаном 2 центробежным насосом 3 подается через ротаметр 6 в систему трубопроводов и возвращается в бак 1. Центробежный насос 3 установлен на одном валу с электродвигателем 4. Давление, развиваемое насосом, фиксируется манометром 5. Расход воды регулируется вентилем 9 и замеряется ротаметром 6. Величины напряжения и тока отмечаются по показаниям вольтметра 7 и амперметра 8.
Рис. 4.2. Схема установки: 1 – бак для воды; 2 – всасывающий патрубок с обратным клапаном; 3 – центробежный насос; 4 – электродвигатель; 5 – манометр; 6 – ротаметр; 7 – вольтметр; 8 – амперметр; 9 - вентиль
Методика проведения работы. Пуск насоса осуществляется при полностью закрытом вентиле 9. При нулевой производительности насоса фиксируют давление, величину тока и напряжение. Увеличивая производительность насоса (4¸ 5 значений по заданию преподавателя), для каждого значения производительности (Q) замеряют давление (Р), величину тока (J) и напряжение (U). По полученным данным строят графические зависимости
где Рм – показания манометра в метрах столба подаваемой жидкости (воды); h – высота всасывания, в нашем случае она зависит от уровня жидкости в баке 1 и составляет примерно 0, 2 м. Так как всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют одинаковые диаметры, то wН =wВС, и таким образом, Н = РМ +h. Мощность, потребляемая насосной установкой, кВт
где V – напряжение, В; J – сила тока, А. Коэффициент полезного действия насосной установки определяют по формуле
где Q – производительность насоса, м3/с; r – плотность жидкости, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2; H – полный напор, создаваемый насосом, в метрах столба подаваемой жидкости. Все величины, измеряемые в процессе испытания и полученные расчетом, заносятся в табл. 4.1. Таблица 4.1 Таблица измерений
Контрольные вопросы. 1. Насосы. Определение. 2. Классификация насосов. 3. За счет чего создается давление в центробежных насосах? 4. Каким образом возникает разность давлений в объемных насосах? 5. Перечислить основные параметры насосов. 6. Что такое подача насоса? 7. Физический смысл напора, создаваемого насосом. 8. Расчетное уравнение полезной мощности насоса. 9. Что характеризует коэффициент полезного действия насоса? 10. Что больше: мощность на валу или мощность, потребляемая двигателем насоса? 11. Почему установочная мощность двигателя должна быть больше номинальной? 12. Какое уравнение является базовым для вывода расчетного выражения полного напора насоса? 13. Уравнение для расчета полного напора насоса. 14. Движущая сила процесса всасывания насоса. 15. Чему может быть равна теоретическая высота всасывания насоса при перекачивании жидкостей из открытых резервуаров? 16. Каким образом влияет температура перекачиваемой жидкости на высоту всасывания? 17. Может ли быть отрицательной величина всасывания насоса? 18. Причина возникновения кавитации. 19. Симптомы и последствия кавитации. 20. Схема центробежного насоса. 21. Назначение многоступенчатого насоса. 22. Почему центробежный насос перед пуском должен быть залит перекачиваемой жидкостью? 23. Законы пропорциональности центробежных насосов. 24. Что называют характеристиками насосов? 25. Дать универсальную характеристику центробежного насоса. 26. Дать совмещенную характеристику центробежного насоса и сети. 27. При наличии нескольких насосов каким образом можно увеличить производительность насосной установки? 28. При наличии нескольких насосов каким образом можно увеличить напор? 29. Как строятся графические характеристики центробежного насоса? 30. Схема поршневого насоса простого действия. 31. Зависит ли производительность поршневого насоса от напора? 32. Способы улучшения равномерности подачи поршневых насосов. Лабораторная работа № 5 «Изучение работы циклона» Теоретические основы. Одним из наиболее простых и широко распространенных способов очистки газовых потоков от находящихся в них твердых частиц является центробежное разделение таких неоднородных систем. В качестве аппаратов–пылеуловителей, в которых можно осуществить этот способ, используют так называемые циклоны различных конструкций. Процесс разделения неоднородных смесей «газ–твердые частицы» под действием центробежных сил обуславливается разностью плотностей газового потока и твердых частиц, находящихся во вращательном движении. Центробежные силы, возникающие при этом, обеспечивают большую эффективность процесса по сравнению с процессом разделения, проходящем в поле только сил тяжести. Соотношение этих сил называют фактором разделения
где G = m× g – сила тяжести, Н; Фактор разделения характеризует увеличение разделяющей способности в условиях действия центробежной силы
Из выражения (7.1) видно, что эффективность разделения возрастает с увеличением скорости газового потока и уменьшением радиуса циклона. Однако значительное увеличение скорости газового потока связано с резким возрастанием гидравлического сопротивления циклона и усилением местных завихрений, срывающих уже осевшие на внутренней поверхности циклона твердые частицы, что приводит к ухудшению очистки газа. Обычно наиболее эффективными являются скорости газа на входе в циклон в интервале 20–25 м/с. Работа циклона оценивается по совокупности его основных характеристик: 1) эффективности разделения (степени очистки или коэффициента полезного действия); |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 390; Нарушение авторского права страницы
. (1.1)
. (2.1)
, м 
, м; (2.2)
, Н/м2 
, Н/м2 (2.3)
Лабораторная работа № 3 
; 
; 
(4.1)
; 
; 
. Полный напор насоса Н, выраженный в метрах столба подаваемой жидкости (воды в нашем случае), определяют следующим образом: 
, (4.2)
, (4.3)
, (4.4)
, 
– центробежная сила, отбрасывающая твердую частицу из вращающегося газового потока к стенкам циклона, Н; m – масса твердой частицы, кг; w – окружная скорость частицы (условно принимается равной скорости газового потока во входном патрубке циклона), м/с; R – радиус циклона, м.
. (5.1)