Опрацювання результатів роботи

Знайдені експериментальні дані опрацьовують відповідно до табл.2. Для узагальнення табличних даних у вигляді залежності будують графік залежності I від n у напівлогарифмічній системі координат (рис. З). Для ділянки прямолінійної залежності можна записати:

ln I = a + bn

Нахил прямої лінії показує значення сталої b= tgά. Оскільки кут міститься в другій чверті, то величина b буде від'ємною.

Для будь-якої точки прямої лінії, проведеної на графіку, стану а визначають з рівняння

a=ln I-bn

Таблиця 2 - Виміряні І обчислені величини дослідження процесу перемішування.

Виміряні і обчислені величини	Розрахункові рівняння і розмірність	Числова значина
Досліди
Тип мішалки	-
Діаметр мішалки	d, м
Ширина лопаті мішалки	b, м
Довжина лопаті мішалки	l, м
Крок пропелерної мішалки	S, м
Діаметр посудини	D, м
Висота шару рідини	Н, м
Кількість відбивних перегородок	Z, шт
Висота відбивної перегородки	L, м
Ширина відбивної перегородки	B, м
Висота розміщення мішалки над дном	h, м
Концентрація розчину	С, кг/м³
Наважка розчинної речовини	m, кг
Об’єм розчину	V, м³
Температура розчину	t, ◦С
Густина розчину	ρ, кг/м³
В язкість розчину	γ, м²/с μ, Паּс
Частота обертання вала	n, с
Інтенсивність (час) перемішування	I, с
Критерій Рейнольдса
Критерій потужності за довідковими даними	KN=f(ReM)
Поправочні коефіцієнти
Критерій потужності за дослідними даними	∑fn, KN=KN’ּ∑fn
Витрата енергії на пе- ремішування	N= KNρn³d , Вт
Коефіцієнти залеж-ності	a=lnI-bn b=-tgά= =
Питома витрата на потужність мішалки	NПИТ=N/V, Вт/м³
Ефективність роботи мішалки	Е,

Для вибору оптимального режиму роботи мішалки за табличними даними будують графіки залежності ефективності Е роботи мішалки від частоти обертання n вала мішалки І від інтенсивності і перемішування.

У звіті про виконане дослідження повинні бути надані:

1. завдання і мета дослідження;

2. схема устаткування із специфікацією і основними геометричними розмірами мішалки і посудини;

3. розрахункові формули;

4. таблиця із виміряними і обчисленими величинами;

5. графік залежності lnI = φ(n);

6. розрахункові значення коефіцієнтів рівняння (8);

7. графіки залежності E=f(n); E=f(I);

8. оптимальний режим роботи мішалки.

6.Контрольні запитання

1.Значення процесу перемішування у промисловості.

2.У чому полягає вплив перемішування на хід технологічних процесів.

З.КласифІкацІя та конструкція апаратів з мішалками.

4.Типи промислових мішалок та їх призначення.

5.Способи перемішування,їх вибір в залежності від призначення.

6.Поняття ефективності та Інтенсивності перемішування.

7.Як впливає на потужність рушія мішалки наявність внутрішніх пристроїв в апараті.

8.Що таке кратність циркуляції.

9.Як впливає густина рідини на ефективність її перемішування та конструкцію мішалки?

10.Які критерії використовуються для опису процесу перемішування.

 

 

Лабораторна робота № 4

Визначення коефіцієнту теплопередачі в теплообміннику «труба у тpУБi».

Мета роботи - експериментальне визначення коефіцієнту теплопередачі в теплообміннику «труба у тpy6i».

Теоретичні основи.

Апарати, в яких відбувається процес передачі теплоти між двома теплоносіями, які мають piзнi температури, називаються теплообмінними. В природі існують три способи переносу теплової енергії, це - теплопровідність, конвекція та теплове випромінювання.

Зв'язок між кількістью переданого в aпapaтi тепла та поверхнею теплообмінника визначається з основного рівняння теплопередачі:

Q = kּF ּ∆tcep, Вт

де:

k - коефіцієнт теплопередачі;

F - поверхня теплопередачі;

∆tcep - середня різниця температур теплоносія

3 основного рівняння теплопередачі визначається коефіцієнт теплопередачі:

Витрати тепла визначаються з рівняння теплового балансу:

де: G – витрати теплоносія;

с – теплоємність;

t₂, t₁ – початкова та кінцева температура теплоносія.

Середня властивість температур розраховується за формулою:

де: ∆t_б – більше різниця між теплоносієм на кінцях теплообмінника, К;

∆t_м – менша різниця між теплоносієм на кінцях теплообмінника, К.

ЯкщоО,5≤ ≤2, то можна використовувати наступну формулу:

Теплопередача розраховується по формулі:

)

де: dсер – середнє діаметр внутрішньої труби, м;

L – загальна робоча лінія труби, м (для трьохсекундного теплообмінника

L=3l).

Опис установки.

Установка складається з трьох розташованих один над одним, елементів. Кожний елемент складається з двох труб: зовнішньої та внутрішньої. Труби з’єднуються між собою послідовно. Гаряча вода із термостату надходить у зовнішню трубу i підігріває холодну воду, яка проходить через внутрішню трубу. Температура холодної води до i після теплообмінника вимірюється термометрами 3, 4; гарячої води термометрами 5,6.

Виконання роботи.

Перед початком роботи необхідно включити термостат кнопками «перемішування» та «циркуляція», пoтiм встановити задану температуру гарячої води в термостаті (2). Після нагріву рідини в термостаті до заданої температури проводять вимірювання при pyci рідини прямотечією та протитечією.

3.1. Рух рідин прямотечією.

При pyci рідин прямотечією приєднують шланг живлення холодної води у відповідне на cxeмi положения вентилів 2 та 3 відчинено («О»), а вентелів 4 та 5 - закрито («3»). При повністю відчиненому кpaнi холодної води (1), який встановлює максимальні витрати, визначають секундні витрати по кількості води, що зливається (6) із трубного простору теплообмінника.

Після встановлення стаціонарного режиму вимірюють температуру теплоносіїв на вході (t₁, t₃) та виході (t₂, t₄) теплообмінника. Отриманні дані заносять у таблицю вимірювань та роблять розрахунок коефіцієнту теплопередачі (К).

Потім зменшують подачу холодної води, зачиняючи кран (1) та проводять аналогічні вимірювання ще при двох значениях її витрат також після встановлення стаціонарного режиму.

3.2. Pyx рідин протитечією.

При прямуванні рідин протитечією змішують положения приєднання до крану (1) шлангу живлення холодною водою згідно положенню на cxeмi вентилів 4 та 5 - відкрито («О»), а вентилів 2 та 3 - закрито («3»). Наступні вимірювання проводять аналогічно тому, як це вказано у oпиci проведения po6iт при прямуванні рідин прямотечією.

 

 

Cпoci6 тепло-обміну	Об’єм води, мл	Час запов-нення об’єму, с	Вит-рати води, кг/с	Температура, °С	∆tcp	Q, Вт	К Вт/м²ּК
у термо -cтaтi, t	tl	t2	t3	t4
Прямотечія V1 V2   V3
Протитечія V4 V5 V6									-