ПАХТ 2 семестр ЛР16
.docxЦель работы:
1) визуальное изучение гидродинамических режимов работы насадочной колонны и их характерных особенностей;
2) опытное определение гидравлических сопротивлений сухой и орошаемой насадок;
3) расчет скорости воздуха в точке инверсии фаз;
4) расчет гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадок;
5) сопоставление расчетных и опытных гидравлических сопротивлений для значения плотности орошения, заданного преподавателем;
6) расчет фактора гидродинамического состояния двухфазной системы f, сопоставление его с опытным значением.
Описание установки
Установка (рис. 4) состоит из модели насадочного аппарата I, ротаметра 2 для измерения расхода воды и ротаметра 3 для измерения расхода воздуха, вентиля 9 для регулирования расхода воды, U-образного манометра 4 для измерения перепада давления в слое насадки, вентилятора 5 с однофазным электродвигателем М, лабораторного автотрансформатора 6 для регулирования частоты вращения ротора электродвигателя с целью изменения расхода воздуха в колонне. Привод вентилятора включается тумблером 7. О наличии электропитания на приводе сигнализирует контрольная лампочка 8.
Модель аппарата 0100 мм выполнена из органического стекла. В качестве насадки использованы керамические кольца Рашига 15x15x2, засыпанные навалом высотой слоя 0.3 м.
Основные характеристики насадки: свободный объем VCB = 0.54 м3/м3; удельная поверхность а = 330 м2/м3; эквивалентный диаметр d3 = 0.00655 м.
Схема установки
1 - насадочная колонна
2, 3 - ротаметры
4 - U-образный дифманометр
5 - вентилятор 6-ЛАТР
7 - тумблер
8 - контрольная лампа
9 - вентиль
М – электродвигатель
Таблица №1
№ |
Воздух |
Вода |
Сопротивление, Па |
||||||||||||||||||
Показания ротаметра3 |
, м3/с |
, кг/с |
, м/с |
Reг |
Показания ротаметра2 |
, м3/с |
, кг/с |
сухой насадки |
Орошаемой насадки |
|
|
||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
1 |
13 |
1,1 |
1,375 |
0,14 |
|
20 |
2,4 |
0,024 |
40 |
14,66 |
50 |
22 |
|||||||||
2 |
25 |
1,7 |
2,125 |
0,22 |
|
50 |
23,76 |
70 |
40 |
||||||||||||
3 |
37 |
2,3 |
2,875 |
0,29 |
|
70 |
43,76 |
90 |
84 |
||||||||||||
4 |
47 |
2,8 |
3,5 |
0,36 |
|
80 |
64,89 |
130 |
148 |
||||||||||||
5 |
57 |
3,2 |
4 |
0,4 |
|
90 |
78,53 |
240 |
197 |
||||||||||||
6 |
64 |
3,6 |
4,5 |
0,46 |
|
100 |
100,95 |
300 |
303 |
||||||||||||
7 |
70 |
4 |
5 |
0,5 |
|
120 |
117,56 |
380 |
526 |
||||||||||||
8 |
81 |
4,5 |
5,625 |
0,57 |
|
170 |
148,63 |
700 |
641 |
Обработка опытных данных
S = πd2/4 = 3.14 × 0.12/4 = 0.00785 м/с
1.= 7,62×0,3×1,25×0,142/0,00655×2×0,542=14,66 Па
2. =5,64×0,3×1,25×0,222/0,00655×2×0,542=23,76 Па
3. =5,3×0,3×1,25×0,292/0,00655×2×0,542=43,76 Па
4. =5,1×0,3×1,25×0,362/0,00655×2×0,542=64,89 Па
5. =5×0,3×1,25×0,42/0,00655×2×0,542=78,53 Па
6. =4,86×0,3×1,25×0,462/0,00655×2×0,542=100,95 Па
7. =4,79×0,3×1,25×0,52/0,00655×2×0,542=117,56 Па
8. =4,66×0,3×1,25×0,572/0,00655×2×0,542=148,63 Па
4. гидродинамический фактор f определяем по уравнениям
∆рор = ∆рсух + ∆рг-ж = ∆рсух(1 + ∆рг-ж/∆рсух) = ∆рсух(1+ f)
1. fэ= 5/4 ―1 = 0,25
2. fэ= 7/5―1 =0,4
3. fэ= 9/7―1 = 0,29
4. fэ= 13/8 ―1 = 0,625
5. fэ= 24/9 ―1 = 1,67
6. fэ= 30/10 ―1 =2
7. fэ= 38/12 ―1 = 2,17
8. fэ= 70/17 ―1 = 3,11
1. С = ехр(3×0,14/0,5735 – 0,853) – 0,175 = 0.7113
2. С = ехр(3×0,22/0,5735 – 0,853) – 0,175 = 1.1719
3. С = ехр(3×0,29/0,5735 – 0,853) – 0,175 = 1.7675
4. С = ехр(3×0,36/0,5735 – 0,853) – 0,175 = 2.6266
5. С = ехр(3×0,4/0,5735 – 0,853) – 0,175 =3.2785
6. С = ехр(3×0,46/0,5735 – 0,853) – 0,175 =4.552
7. С = ехр(3×0,5/0,5735 – 0,853) – 0,175 =5.652
8. С = ехр(3×0,57/0,5735 – 0,853) – 0,175 =8.2289
1. fp= 0,7113(0,024/1,375×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 0.5062
2. fp= 1,1719(0,024/2,125×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 0.6991
3. fp= 1,7576(0,024/2,875×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 0.9278
4. fp= 2,6266(0,024/3,5×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 1.2803
5. fp= 3,2785(0,024/4×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 1.5139
6. fp= 4,552(0,024/4,5×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 2.0041
7. fp= 8,2289(0,024/5×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 3.4716
8. fp= 29,76(0,024/5,625×10-3)0.405(1,26/1000)0,255(1310/16,7)0,045= 3.3098
5. Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки рассчитываем по уравнению:
∆рор = ∆рсух + ∆рг-ж = ∆рсух(1 + ∆рг-ж/∆рсух) = ∆рсух(1+ f)
1. ∆рор = 14,66 (1 + 0.5062) =22.0809 Па
2. ∆рор =23,76 (1 + 0.6991) =40.3706Па
3. ∆рор =43,76 (1 + 0.9278) =84.3605Па
4. ∆рор =64,89 (1 + 1.2803) =147.9687Па
5. ∆рор =78,53 (1 + 1.5139) =197.4166Па
6. ∆рор =100,95 (1 + 2.0041) =303.2639Па
7. ∆рор =117,56 (1 + 3.4716) =525.6813Па
8. ∆рор =148,63 (1 + 3.3098) =640.5656Па
1.6021 |
1.699 |
-0.8539 |
1.699 |
1.8451 |
-0.6576 |
1.8451 |
1.9542 |
-0.5376 |
1.9031 |
2.1139 |
-0.4437 |
1.9542 |
2.3802 |
-0.3979 |
2 |
2.4771 |
-0.3372 |
2.0792 |
2.5798 |
-0.301 |
2.2304 |
2.8451 |
-0.2441 |
Вывод: визуально изучили гидродинамические режимы работы насадочной колонны. Определили гидравлическое сопротивление сухой и орошаемой насадок опытным и расчетным способами.