Изучение гидродинамики взвешенного слоя
Технология получения экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления слоя, его высоты и порозности от скорости газа в данной установке, проверка основного уравнения взвешенного слоя. Определение фиктивной скорости воздуха.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.05.2010 |
| Размер файла | 224,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Лабораторная работа №4
"Изучение гидродинамики взвешенного слоя"
Цель работы: получение экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления слоя ?Р, высоты слоя h и порозности ? от скорости газа ?кр; проверка основного уравнения взвешенного слоя.
Описание установки
Установка (рис 1.1) состоит из стеклянной колонки 1 с внутренним диаметром D=0,055 м, воздуходувки 2 для подачи воздуха в колонку, ротаметра 3 для измерения расхода воздуха, регулировочного вентиля 4 и дифферинциального U-образного манометра 5 для гидравлического сопротивления слоя. На газопроницаемую поддерживающую решетку в нижней части колонки помещено 0,23 кг твердого материала плотностью ?тв=1330 кг/м3 из шарообразных частиц диаметром d=1·10-3 м, образующего слой высотой h0. Для предотвращения уноса частиц в атмосферу в верхней части колонки установлена сетка, а для измерения температуры воздуха - термометр 6.
Методика проведения работы
Открыть вентиль 4 и включить воздуходовку 2, перемешивая частицы твердого материала в режиме псевдоожиженного слоя 2-3 мин. После этого установить такой начальный расход воздуха в колонке, при котором поплавок ротаметра занимал бы положение в начале шкалы. Затем измерить высоту слоя h, снять показания ротаметра 3, дифферинциального манометра 5 и термометра 6. Записав результаты измерений в табл. 1.1, повторить эту операцию, каждый раз увеличивая расход воздуха на 2-3 деления шкалы ротаметра.
Обработка измерений результатов
Таблица опытных данных
|
№ опыта |
Показания ротаметра, 10-3 |
Высота слоя h, м, 10-3 |
ПоказанияU-образного дифференциального манометра ? h, м.вод. ст. |
Темпе- ратура,0С |
Расход воздуха, м/с·10-3 |
|
|
1 |
0 |
140 |
0,028 |
23 |
0 |
|
|
2 |
3 |
140 |
0,032 |
0,3 |
||
|
3 |
6 |
140 |
0,037 |
0,39 |
||
|
4 |
9 |
140 |
0,043 |
0,45 |
||
|
5 |
12 |
140 |
0,054 |
0,52 |
||
|
6 |
15 |
140 |
0,068 |
0,58 |
||
|
7 |
18 |
144 |
0,072 |
0,67 |
||
|
8 |
21 |
155 |
0,074 |
0,71 |
||
|
9 |
24 |
157,5 |
0,076 |
0,78 |
||
|
10 |
27 |
175 |
0,078 |
0,85 |
||
|
11 |
30 |
180 |
0,079 |
0,91 |
||
|
12 |
33 |
183 |
0,071 |
0,97 |
||
|
13 |
36 |
190 |
0,071 |
1,03 |
||
|
14 |
39 |
200 |
0,071 |
1,1 |
1. Определяем фиктивную скорость воздуха по формуле
, м/с
м/с м/с
м/с м/с
м/с м/с
м/с м/с
м/с м/с
м/с м/с
м/с м/с
2. Рассчитываем порозность зернистого слоя по формуле:
3. Пересчитываем показания дифференциального манометра ?h, м вод. ст. в ?Р, Па
где ?Р - сопротивление, выраженное перепадом давления, Па;
? - плотность жидкости, высотой которой выражено ?h, кг/м3;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
?h-сопротивление, выраженное перепадом высот, м.
4. Рассчитываем критерий Архимеда по формуле:
;
где d-диаметр шарообразных частиц, d=1·10-3 м;
?тв=1330 кг/м3;
?=1,217 кг/м3;
?=18,25·10-6 Па·с.
5. Графически находим критерий Лященко
Ly=0,4
6. Рассчитываем ?кр по формуле:
;
м/с
7. Строим графики зависимости ?Рсл=f(?0); hрасч= f(?0); ?расч= f(?0); ?Рсл.эксп= f(?0); hэксп= f(?0); ?эксп= f(?0).
8. Определяем ?кр=0,315 м/с
9. Рассчитываем значения числа Рейнольдса по формуле:
Рассчитав значение критерия Рейнольдса, можно сделать вывод, что режим движения воздуха в каналах неподвижного слоя зернистого материала турбулентный, т. к. Re>2.
Результаты расчетов заносим в таблицу 1.1
Таблица 1.1
|
№ |
Расход воздуха Vr, м/с3, 10-3 |
Фиктивная скорость, ?0, м/с |
Критическая скорость, м/с |
Высота слоя, м |
Порозность слоя |
Сопротивление слоя, Па |
|||||
|
?кр экс |
?кр рас |
h экс |
h рас |
? эксп |
?рас |
?Р экс |
?Ррас |
||||
|
1 |
0 |
0 |
0,315 |
0,4 |
0,140 |
0,162 |
0,48 |
0,55 |
364,95 |
411,50 |
|
|
2 |
0,3 |
0,126 |
0,140 |
0,162 |
0,48 |
0,55 |
470,09 |
473,38 |
|||
|
3 |
0,39 |
0,164 |
0,140 |
0,162 |
0,48 |
0,55 |
482,26 |
547,82 |
|||
|
4 |
0,45 |
0,189 |
0,140 |
0,162 |
0,48 |
0,55 |
560,46 |
631,90 |
|||
|
5 |
0,52 |
0,219 |
0,140 |
0,162 |
0,48 |
0,55 |
703,84 |
793,70 |
|||
|
6 |
0,58 |
0,244 |
0,140 |
0,162 |
0,48 |
0,55 |
886,34 |
1000,09 |
|||
|
7 |
0,67 |
0,282 |
0,144 |
0,169 |
0,49 |
0,57 |
938,45 |
1058,69 |
|||
|
8 |
0,71 |
0,299 |
0,155 |
0,198 |
0,53 |
0,63 |
964,52 |
1088,00 |
|||
|
9 |
0,78 |
0,328 |
0,158 |
0,206 |
0,54 |
0,65 |
990,58 |
1117,30 |
|||
|
10 |
0,85 |
0,358 |
0,175 |
0,250 |
0,58 |
0,71 |
1016,65 |
1146,60 |
|||
|
11 |
0,91 |
0,383 |
0,180 |
0,267 |
0,595 |
0,73 |
1029,69 |
1161,89 |
|||
|
12 |
0,97 |
0,408 |
0,183 |
0,276 |
0,602 |
0,74 |
925,41 |
1043,41 |
|||
|
13 |
1,01 |
0,434 |
0,190 |
0,300 |
0,62 |
0,76 |
925,41 |
1043,41 |
|||
|
14 |
1,1 |
0,464 |
0,200 |
0,330 |
0,64 |
0,78 |
925,41 |
1043,41 |
Вывод: в ходе лабораторной работы были получены экспериментальные и расчетный зависимости гидравлического сопротивления слоя ?Р, высоты слоя h и порозности ? от скорости газа ?0; была определена критическая скорость газа ?кр.
Подобные документы
Получение экспериментальных зависимостей гидравлического сопротивления и степени расширения слоя от фиктивной скорости газа; определение первой критической скорости. Гидродинамические характеристики псевдоожиженного слоя, сравнение с опытными значениями.
лабораторная работа [182,7 K], добавлен 29.08.2015Расчет зенитного угла и его функции. Расчет по значению зенитного угла высоты максимума F-слоя, значения скорости ионизации в максимуме, значения константы скорости рекомбинации, электронной концентрации и критических частот. Расчет солнечного склонения.
практическая работа [37,3 K], добавлен 27.01.2010Рассмотрение правил получения серии однослойных образцов металлов и их сплавов, напылённых на подложки с варьируемой толщиной слоя. Изучение влияние толщины напылённого слоя на соотношение характеристических полос испускания в рентгеновских спектрах.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 20.07.2015Определение температуры в зоне контакта плиты, слоя. Напряженно–деформированное состояние слоя. Условие термосиловой устойчивости покрытия. Вычисление контактного давления. Нахождение закона изменения толщины покрытия вследствие износа, численные расчеты.
дипломная работа [526,7 K], добавлен 09.10.2013Определение ионосферы и линейного слоя, расчёт диалектической проницаемости ионосферы без учёта магнитного поля. Распределение магнитного поля в точке попадания на Землю отражённого луча. Закон изменения электронной концентрации для линейного слоя.
курсовая работа [321,8 K], добавлен 14.07.2012Упрощение системы уравнений движения и сплошности двухмерного пограничного слоя. Система дифференциальных уравнений конвективного теплообмена двухмерного потока. Тепловой и гидродинамический пограничные слои при свободной конвекции у вертикальной стенки.
презентация [339,9 K], добавлен 15.03.2014Скорости газовых молекул. Понятие о распределении молекул газа по скоростям. Функция распределения Максвелла. Расчет среднеквадратичной скорости. Математическое определение вероятности. Распределение молекул идеального газа. Абсолютное значение скорости.
презентация [1,1 M], добавлен 13.02.2016Определение высоты и времени падения тела. Расчет скорости, тангенциального и полного ускорения точки окружности для заданного момента времени. Нахождение коэффициента трения бруска о плоскость, а также скорости вылета пульки из пружинного пистолета.
контрольная работа [95,3 K], добавлен 31.10.2011Вычисление скорости молекул. Различия в скоростях молекул газа и жидкости. Экспериментальное определение скоростей молекул. Практические доказательства состоятельности молекулярно-кинетической теории строения вещества. Модуль скорости вращения.
презентация [336,7 K], добавлен 18.05.2011Взаимодействие атмосферного пограничного слоя с океаном как важнейший фактор, определяющий динамику тропических ураганов и полярных мезоциклонов над морем. Методика и анализ результатов измерений поля поверхностного волнения в ветро-волновом канале.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 13.07.2012
