Гидромеханические процессы (стр. 1 из 9)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. АУЕЗОВА
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО ДИСЦИПЛИНАМ
"Основные процессы и аппараты химических производств",
"Технологические процессы и производства",
"Процессы и аппараты химической технологии",
"Процессы и аппараты перерабатывающей промышленности",
"Процессы и аппараты",
"Теоретические основы нефтехимической технологии".
Часть 1 "Гидромеханические процессы"
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
для студентов специальностей
050720, 050721, 050724, 050708, 050702, 050727, 050728, 050730, 050731
всех форм обучения
Алтынбеков Ф.Е., Нурунбетов Т.С., Тлеуов А.С.,
Ханходжаев Ш.Х., Омаркулов П.К., Якубова Р.Р.
Шымкент 2008
УДК 66.021.1 (072)
ББК 35.11
Алтынбеков Ф.Е., Нурунбетов Т.С., Тлеуов А.С., Ханходжаев Ш.Х., Омаркулов П.К., Якубова Р.Р. Лабораторный практикум по дисциплинам "Основные процессы и аппараты химических производств", "Технологические процессы и производства", "Процессы и аппараты химической технологии", "Процессы и аппараты перерабатывающей промышленности", "Процессы и аппараты", "Теоретические основы нефтехимической технологии". Часть 1 "Гидромеханические процессы": Учебное пособие - Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет им.М. Ауезова, 2008. - 47 с.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 050720,050721, 050724, 050708, 050702, 050727, 050728, 050730, 050731 всех форм обучения. Лабораторный практикум содержит теоретические основы гидромеханических процессов, методики выполнения и расчета работы, контрольные вопросы. Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями ГОСО соответствующих специальностей и с содержанием типовых программ дисциплин.
Рецензенты:: Волненко А.А., д. т. н., профессор, ЮКГУ им. М. Ауезова
Шахабаев Е.Ш., к. т. н., доцент ШИ МКТУ им. Х. Яссави
Учебное пособие рекомендовано к изданию Методическим советом ЮКГУ им.М. Ауезова (протокол № _4_ от "_31__"__03___ 2008 г.).
© Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова, 2008 г.
Содержание
Введение
Лабораторная работа № 1
1. Изучение гидравлических сопротивлений в трубопроводе
1.1 Теоретическая часть
1.2 Описание установки
1.3 Обработка опытных данных
1.4 Порядок проведения расчета
1.5 Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 2
2. Определение режима течения жидкости
2.1 Теоретическая часть
2.2 Описание установки
2.3 Методика проведения работы
2.4 Обработка опытных данных
2.5 Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 3
3. Изучение гидродинамики псевдоожиженного слоя (ПС)
3.1 Теоретическая часть
3.2 Описание установки
3.3 Методика проведения работы
3.4 Обработка опытных данных
3.5 Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 4
4. Определение расхода энергии на перемешивание
4.1 Теоретическая часть
Eu = f (Re, Fr, Г1, Г2) (4.1)
4.2 Описание установки
4.3 Методика проведения работы
4.4 Обработка опытных данных
4.5 Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 5
5. Определение характеристик центробежного вентилятора
5.1 Теоретическая часть
5.2 Описание установки
5.3 Методика проведения работы
5.4 Обработка опытных данных
5.5 Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 6
6. Определение констант процесса фильтрования суспензии
6.1 Теоретическая часть
6.2 Описание установки
6.4 Обработка опытных данных
6.5 Контрольные вопросы
Лабораторная работа № 7
7. Изучение работы лабораторных бегунов
7.1 Теоретическая часть
7.2 Описание установки. Методика проведения работы
7.3 Обработка опытных данных
7.5 Контрольные вопросы
Список литературы
Введение
Курс "Процессы и аппараты" является завершающей дисциплиной в общеинженерной и основополагающей в специальной подготовке специалиста.
Целью преподавания дисциплины "Процессы и аппараты" является изучение закономерностей протекания типовых технологических процессов, встречающихся в различных производствах, овладение методами подбора и расчета аппаратов, применяемых в промышленном производстве.
Настоящая дисциплина состоит из лекционного курса, лабораторного практикума, самостоятельной работы студентов.
Лабораторный практикум является важной частью изучения данной дисциплины. На лабораторных занятиях прививаются навыки практического экспериментального и расчетного анализа процессов различных производств. Изучаются и усваиваются основные закономерности расчета аппаратов, применяемые в химической, нефтехимической, пищевой производствах. На основании этого выбираются оптимальные условия ведения процесса, рассчитываются основные параметры, характеризующие эффективность технологического процесса.
Учебное пособие охватывает содержание курса в разделе "Гидромеханические процессы" и содержит 7 лабораторных работ, каждая из которых включает цель работы, теоретические сведения об изучаемом процессе, описание установки, методику выполнения работы, порядок расчета основных показателей процесса, контрольные вопросы. Лабораторные работы выполняются бригадами по 2-3 человека после получения допуска преподавателем. После выполнения работы каждый студент проводит расчеты в соответствии с заданием, оформляет отчет и затем его защищает преподавателю.
Лабораторный практикум составлен в соответствии с содержанием типовой и рабочей программ по соответствующим дисциплинам и требованиями фирменного стандарта ЮКГУ им.М. Ауезова Ф.4.7-008-02 и предназначен для студентов специальностей 050720, 050721, 050724, 050708, 050702, 050727, 050728, 050730, 050731 всех форм обучения.
Лабораторная работа № 1
1. Изучение гидравлических сопротивлений в трубопроводе
Цель работы: Опытное определение коэффициентов трения и коэффициентов местного сопротивления. Исследование зависимости величины коэффициентов трения и местного сопротивления от режима движения жидкости.
1.1 Теоретическая часть
При движении реального потока жидкости или газа часть его энергии теряется в результате преобразования механической энергии в тепловую за счёт преодоления касательных напряжений различного характера. Аналитически это явление учитывается в уравнении Бернулли:
(1.1)где:
и 
- нивелирные высоты, м; 
; 
- статистический напор, м; 
; 
- скоростной напор, м;h 
- потерянный напор, т.е. потерянная энергия, выраженная в м.
Различают два виды касательных напряжений, на преодоление которых затрачивается энергия потока.
а) При прямолинейном движении потока жидкости по трубопроводу возникают силы межмолекулярного взаимодействия (силы трения) между слоями жидкости о внутреннюю стенку трубопровода. Энергия потока, теряемая на преодоление касательных напряжений, возникающих под действием сил трения, называется потерей энергии на трение по длине потока;
б) При движении потока по трубопроводу он проходит участки, в которых меняется форма русла или его скорость: вентили, краны, повороты, отводы и др. В этих участках также возникают касательные напряжения. Потери энергии на преодоление этих напряжений называются местными.
Таким образом, энергия движения жидкостей по трубопроводам теряется на преодоление потери напора, который складывается из двух составляющих.
(1.2)где:
- напор, теряемый на преодоление сил трения, м; 
- напор, теряемый в местных сопротивлениях, м.Расчет потерь напора является одним из основных вопросов прикладной гидродинамики. Зная величину потерянного напора, определяют затраты энергии, необходимой для компенсации этих потерь и затем определяют вид насоса, компрессора или вентилятора для перекачивания потока жидкости или газа.
Для определения потерянного напора пользуются формулой Вейсбаха:
(1.3)где: j - коэффициент сопротивления;
w - средняя скорость потока, м/с.
При расчете потерь энергии на трение в качестве коэффициента сопротивления в формулу (1.3) подставляют коэффициент сопротивления на трение по длине jl, а при расчете местных потерь энергии принимают коэффициент местного сопротивления jм. с.
Определение потери напора на трение.
Коэффициент сопротивления на трение определяют по формуле:
(1.4)где: l - коэффициент трения (коэффициент Дарси);
l - длина трубопровода, м;
d - диаметр трубопровода, м.
С учетом выражения (1.4) уравнение (1.3) преобразуется в уравнение Дарси-Вейсбаха:
(1.5)Величина коэффициента трения зависит от многих факторов: режима движения потока, его физических свойств, формы и величины живого сечения трубы, шероховатости внутренней стенки трубы. Зависимость (1.5) в логарифмических координатах: