Обработка результатов эксперимента

Поскольку значение давлений на входе в слой и на выходе из слоя различны, скорости фильтрации потока в верхних слоях и в нижних также будут различны.

При определение потерь напора в слое по уравнению (1) в уравнение подставляется среднеарифметическое значение скорости фильтрации ω, м/с, рассчитанное по значениям скорости фильтрации на входе в слой ω_вх и на выходе из слоя.

Скорость фильтрации на выходе ω_вых, м/с:

где V_c – объемный секундный расход воздуха на выходе из слоя, м³/с;

F – площадь сечения слоя, м²;

м²

D – внутренний диаметр цилиндра.

Для первого опыта: V_c₁ = 0,63∙10^-4 м³/с

м/с.

Для второго опыта: V_c₁ = 0,8∙10^-4 м³/с

м/с.

Для третьего опыта: V_c₁ = 0,85∙10^-4 м³/с

м/с.

Скорость фильтрации на входе в слой ω_вх, м/с:

где V_вх – объемный секундный расход воздуха на входе слоя, м³/с.

где Р_вых – давление перед капилляром реометра; Па,

Па

Р_вх – давление на входе в слой; Па,

Па

Тогда

м³/с

м/с

м³/с

м/с

м³/с

м/с

Скорость фильтрации ω, м/с подставляемая в уравнение (1) определяется по формуле:

м/с

Порозность слоя берётся из табл. 1.2 в соответствии с характеристикой слоя насадки; ε=0,37.

Входящая в уравнение (1) величина плотности потока воздуха ρ, кг/м³ определяется как среднеарифметическое между плотностями воздуха на входе в слой ρ_вх и на выходе из слоя ρ_вых, т.е.

Здесь

, кг/м³,

, кг/м³.

кг/м³

,Па Па Па

Па

Расчётные данные подставляются в таблицу 1.4.

Таблица 1.2 ‒ Характеристика материала слоя

Материал	Диаметр частиц d, мм	Плотность частиц ρ_ч, кг/м³	Насыпная плотность слоя ρ_н, кг/м³	Порозность слоя
Шарообразная насадка	2,5			0,37

Таблица 1.3 – Значение коэффициента динамической вязкости сухого воздуха

Температура Т, К
μ ∙10⁵, Па∙с	1,75	1,80	1,85	1,90	1,95	2,00

Таблица 1.4 − Расчётные данные.

№ п/п	Потери давления в слое (опытное значение) ∆Р, Па	Скорость фильтра-ции ω, м/с	Пороз-ность ε	Плотность воздуха ρ, кг/м³	Коэффи-циент динами-ческой вязкости μ, Па·с	Расчётное значение потерь давления ∆Р_ρ, Па	Абсолютная ошибка σ=(∆Р_ρ/∆Р)·100, %
	206,01	0,0889	0,37	1,2305	1,85·10^-5	169,4	82,23
	333,54	0,113	0,37	1,2305	1,85·10^-5	228,2	68,41
	490,5	0,11985	0,37	1,244	1,85·10^-5	246,19	50,19