Опис установки

Основним елементом установки є виготовлена із скла колона 6 (див. рис. 10. 2). В колоні встановлено розподільну решітку 4, на яку завантажується шар 5 досліджуваної речовини.

Повітря в колону 6 подається компресором 1 через буферну ємкість 2 і регулюється вентилем 3. Витрати повітря визначаються за ротаметром 7 і тарувальним графіком. За витратою повітря, знаючи внутрішній діаметр колони, знаходять швидкість повітря w_ф. Гідравлічний опір зернистого шару вимірюється за допомогою диференціального манометра 8.

Методика проведення роботи

Прилади, обладнання, матеріали та хімічні реактиви:

1. Компресор

2. Ваги лабораторні

3. Ротаметр РМ – 0,6

4. Диференціальний манометр

5. Лінійка

6. Колона скляна

7. Розподільна решітка

8. Буферна ємкість

9. Кран двоходовий скляний

8. Вугілля активоване

10. Дріжджі сухі

11.Іонообмінна смола

Хід роботи

Перед початком роботи перевіряємо, щоб вентиль 3 був закритий. Після цього вмикаємо компресор і поступово відкриваємо вентиль 3, встановлюючи витрати повітря в колону 6 за показаннями ротаметра не більше 100 Па. Потім збільшуємо витрату повітря таким чином, щоб до початку псевдозрідження опір шару (перепад тиску в дифманометрі) зростав не більше ніж на 30-50 Па. Витрату повітря поступово збільшуємо до настання режиму повного псевдозрідження з інтенсивним перемішуванням (вихрове кипіння), не допускаючи підкидання частинок до верхнього штуцера колони.

У кожному досліді вимірюємо висоту Н_ш і гідравлічний опір Δp_ш шару, показання ротаметра П_р і записуємо характеристику стану шару (нерухомий, зрушений, рухливий, псевдозріджений).

Дослідні і розрахункові дані заносимо до таблиці.

Опрацювання результатів

1. Вимірявши розміри не менше 10 зерен зразка, знаходимо їх середньоарифметичний діаметр d_c, а потім еквівалентний діаметр d_e= 0,75d_c. Точніше d_e визначаємо пікнометричним методом з використанням рівняння (10. 13). Діаметр зерен можна встановити за допомогою

2. За рівнянням (10. 17) знаходимо критерій Архімеда, потім за формулою Тодеса (10. 15) обчислюємо значення критичного числа Рейнольдса Re_кр, за яким, використовуючи рівняння (10. 14),- теоретичну критичну швидкість повітря ω_к, при якій зернистий шар переходить у завислий стан. Наприклад, при d_e = 4 мм, ρ_тв = 1300 кг/м³, ρ_п = 1,2 кг/м³, µ_п = 1,81·10^-5 Па дістаємо такі результати: Ar = 3·10⁶; Re_кр = 3·10²; w_кр = 1,1 м/с. При d_e = 1 мм критична швидкість повітря w_кр ≈ 0,25 м/с.

3. Знаючи П_р , за допомогою тарувального графіка, знаходимо об’ємну витрату повітря V, потім за (10. 8) визначаємо фіктивну швидкість повітря w_ф і заносимо отримані значення до таблиці.

За даними стовпчиків 3 і 6 таблиці будуємо графік залежності від Δp_ш фіктивної швидкості повітря w_ф ( див. рис. 10.3). а з нього визначаємо експериментальну критичну швидкість повітря w_кр.е для досліджуваного зразка.

Отримані експериментальні і теоретичні значення критичної швидкості повітря порівнюємо і визначаємо розбіжність, %, за формулою

. (10. 19)

4. Знаходимо швидкість винесення w_вин частинок. Визначаємо число псевдозрідження n = w_вин/w_кр, при якому руйнується (виноситься) псевдозріджений шар досліджуваних частинок.

5. Описуємо поведінку зернистого шару при різних швидкостях руху повітря (одноманітність шару, ступінь і рівномірність перемішування, наявність бульбашок, фонтанування). Встановлюємо, завислий стан, і пояснюємо причину цього явища.

Таблиця результатів

№ досліду	Висота шару Нш, м	Гідравлічний опір щару Δpш, Па	Показання ротамерта Пр, %	Витрата повітря V, м^3/с	Швидкість повітря ωф, м/с	Харак-теристика стану шару
1	2	3	4	5	6	7