9. Выводы:

1. Изучили зависимость гидравлического сопротивления (∆p_сл) слоя от фиктивной скорости воздуха (ω_о).

2. Определили критическую скорость воздуха − скорость псевдоожижения (ω_пс), рассчитали вторую критическую скорость воздуха (ω_св), при которой Архимедова сила уравновешивается силой тяжести частиц слоя, через Ly_св и Ar_кр.

3. Определили эквивалентный диаметр частиц зернистого слоя (d_э).

10. Список литературы

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., «Альянс», 2004 г. – 752 с.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004 г. – 576 с.

Контрольные вопросы по теме: «Гидромеханические процессы»

20/21. Для чего применяются дроссельные придоры? На чем основан принцип их работы? Перечислите наиболее применяемые в промышленности дроссельные приборы. Как можно определить скорости и расходы жидкостей с поможью дроссельных прибров?

Рис. 1.Мерная диафрагма Рис. 2.Мерное сопло Рис.3.Труба Вентури

Более широко распространено определение скоростей и расходов жидкостей с помощью дроссельных приборов[1], принцип работы которых основан на измерении перепада давлений при изменении поперечного сечения трубопровода. При искусственном сужении сечения потока посредством дроссельного прибора скорость и, соответственно, кинетическая энергия потока в этом более узком сечении возрастают, что приводит к уменьшению потенциальной энергии давления в том же сече­нии. Поэтому, измерив дифференциальным манометром перепад давлений между сечением трубопровода до его сужения и сечением в самом сужении (или вблизи него), можно вычислить изменение скорости между сечениями, а по нему — скорость и расход жидкости.

В качестве дроссельных приборов используют мерные диафрагмы, сопла и трубы Вентури.

Мерная диаграмма (рис. 1) представляет собой тонкий диск с отверстием круглого сечения, центр которого расположен на оси трубы. Мерное сопло (рис. 2) является насадком, имеющим плавно закругленный вход и цилиндрический выход. Дифманометры мерных сопел (а так же диафрагм) присоединяют к трубопроводу через кольцевые камеры а, соединенные с внутренним пространством трубопровода отверстиями, равномерно расположенными по окружности, или двумя каналами b. Труба Вентури (рис. 3) имеет постепенно сужающееся сечение, которое затем расширяется до первоначального размера. Вслед­ствие такой формы трубы Вентури потеря давления в ней меньше, чем в диафрагмах или соплах. Вместе с тем длина трубы Вентури очень велика по сравнению с толщиной диафрагмы или сопла, которые могут быть установлены между фланцами трубопровода.

В трубе Вентури и в сопле площадь сечения сжатой струи равна площади самого отверстия ( площадь сече¬ния трубопровода, на котором установлен дроссельный прибор). В диафрагме (см. рис. 1).

Считая трубопровод горизонтальным, запишем для двух сечений, перепад давлений между которыми измеряется дифференциальным манометром, уравнение Бернулли. В соответствии с обозначениями на рис, 1 и пренебрегая потерей напора, имеем

откуда

где - перепад (разность) давлений, измеряемая дифференциальным манометром.

тогда

Чтобы определить среднюю скорость и расход жидкости в трубопро­воде, выразим скорость в сечении трубы через скорость w₂ в узком сечении струи за диафрагмой, в котором замеряется давление р_г, поль­зуясь уравнением неразрывности потока

Подставим значения ω₁ в выражение разности скоростных напоров

Откуда

Объемный расход жидкости Q в сечении S₀ отверстия диафрагмы (а значит, и в трубопроводе) будет равен

где α – поправочный коэффициент (α 1); этим коэффициентом учитывается уменьшение скорости ω₀ в сечении S₀ по сравнению со скоростью ω₂ из-за сужения струи (S₀ S₂), а так же потеря напора в диафрагме.

Коэффициент α называется коэффициентом расхода дроссельного прибора. Его значение зависит от значения критерия Рейнольдса для жидкости и от отношения диаметра отверстия дроссельного прибора к диаметру трубопровода:

Диаметр дроссельного устройства обычно в 3—4 раза меньше диаметра трубопровода, поэтому величиной (d₂/d₁) в уравнении (1) можно в первом приближении пренебречь и находить расход жидкости по уравнению

Среднюю скорость жидкости в трубопроводе определяют, разделив Q на площадь сечения трубопровода. Опуская индексы «1» у ω₁ и d₁, получим