Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу (стр. 4 из 11)

Задание 2

Изучение гидродинамики колонны с ситчатой тарелкой

Это задание выполняют так же, как и предыдущее. только работают с ситчатой тарелкой.

Задание 3

Определение гидродинамического сопротивления группы тарелок или колонны в целом.

По указанию преподавателя выбирается исследуемая группа тарелок или в целом тарельчатая колонна. Задание выполняется аналогично заданию 1.

Задание 4

Изучение гидродинамики насадочной колонны.

1. Исследовать влияние скорости газа на сопротивление сухой насадки. Для этого измерить перепад давления на сухой насадке при четырех расходах воздуха (по заданию преподавателя).

2. Исследовать влияние скорости газа на сопротивление орошаемой насадки при постоянной плотности орошения (задается преподавателем) для тех же скоростей газа, что и для сухой насадки.

3. Рассчитать по уравнениям (11-18) сопротивление сухой и орошаемой насадок.

4. Сравнить опытные и расчетные данные, для чего построить графики зависимости гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадок от скорости газа в координатах

.

5. Начертить схему установки. Измеренные и расчетные величины занести в таблицу 2.

Таблица 2

Расход воздуха, ,	Плотность орошения, ,	Скорость газа в свободном сечении колонны ,	Гидравлическое сопротивление, Па
			Опытное		Расчетное

Задание 5

Изучение гидродинамики орошаемой насадки.

1. Исследовать влияние плотности орошения на сопротивление насадки. Для этого при постоянной скорости газа четыре раза измерить плотность орошения (расход воды) до режима захлебывания и каждый раз замерять сопротивление.

2. Рассчитать по формулам (11-18) гидравлическое сопротивление при заданных плотностях орошения.

3. Сравнить опытные и расчетные значения сопротивлений в виде графика в координатах

4. Рассчитать скорость газа, соответствующую точке инверсии, по уравнению 19.

5. Начертить схему установки. Измеренные и рассчитанные величины занести в таблицу 2.

Контрольные вопросы

1. Устройство тарельчатых и насадочных колонн.

2. Гидродинамические режимы работы тарельчатых и насадочных колонн.

3. Из чего складывается гидравлическое сопротивление тарелок?

4. Как рассчитывается гидравлическое сопротивление сухой насадки?

5. У каких тарелок больше гидравлическое сопротивление?

6. Что такое плотность орошения?

7. Как определяется сопротивление орошаемой насадки?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ

ГРАВИТАЦИОННОГО ОСАЖДЕНИЯ

Цель работы: экспериментальное изучение зависимости скорости осаждения твердых частиц от физических свойств твердого вещества и жидкости под действием силы тяжести и сопоставление полученных данных с теорией.

Приборы, принадлежности и материалы: стеклянные цилиндры, секундомер, пинцет, твердые частицы силикагеля, свинца и алюминия, жидкости: вода, глицерин и трансформаторное масло.

Установка состоит из трех стеклянных цилиндров, заполненных разными жидкостями: водой. глицерином и трансформаторным маслом. На цилиндры нанесена градуировочная шкала, фиксирующая расстояние, которое частицы проходят в процессе осаждения.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОСАЖДЕНИЯ

Неоднородными называются системы, состоящие из двух и более фаз. В химической технологии часто возникает необходимость разделения неоднородных систем на составляющие фазы. Примером таких неоднородных систем являются пыли – взвеси твердых частиц в газе, туманы – взвеси мелких капель жидкости в газе, эмульсии – взвеси капель жидкости в других жидкостях, суспензии – взвеси частиц твердого вещества в жидкости.

Разделение неоднородных систем путем осаждения, может быть осуществлено несколькими методами:

-

путем гравитационного осаждения, т.е. под действием сил тяжести твердых частиц;

- под действием центробежных сил;

- под действием сил электрического притяжения в электрическом поле.

Гравитационное осаждение является простейшим методом разделения неоднородных смесей. На практике его осуществляют в аппаратах, называемых отстойниками. Для расчета последних необходимо знать скорость осаждения частиц.

Рассмотрим процесс осаждения твердой шарообразной частицы диаметром

, плотность которой в жидкости с плотно стью (рис. 1). Если твердая частица будет осаждаться, если частица будет всплывать. В остальном, кроме изменения направления движения частицы, принципиального различия между этими случаями нет.

При движении частицы на нее действуют сила тяжести, равная весу частицы

, выталкивающая (архимедова сила) и сила сопротивления среды . Под действием силы равной разности сил частица будет перемещаться.

Сила тяжести

. (1)

Сила сопротивления среды

. (2)

Выталкивающая (архимедова) сила равна весу жидкости в объеме тела:

. (3)

Здесь

- объем твердой частицы, ;

- коэффициент сопротивления;

- ускорение силы тяжести, ;

– диаметр частицы, ;

- скорость осаждения. ;

- время осаждения, ;