Порядок проведення дослідів

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ПЕРЕМІШУВАННЯ В’ЯЗКИХ РІДИН

Мета роботи – вивчити теорію розмірностей і її практичне використання для визначення потужності процесу перемішування рідкого середовища лопатевою мішалкою.

Основні теоретичні положення

Процес перемішування в рідкому середовищі залежить від режиму руху рідини в апараті. Потужність, яка при цьому витрачається, можна визначити шляхом спільного розв'язання рівнянь руху, суцільності середовища та енергії. Розв'язання такої системи рівнянь є достатньо складним.

Більш простим методом розв'язання задачі перемішування рідини в об’ємі лопатевою мішалкою є метод теорії розмірностей. Відомо, що витрата потужності N під час перемішування залежить від в’язкості , густини рідини, частоти обертання мішалки й діаметра лопаті:

. (11.1)

Функціональну залежність (11.1) можна представити у вигляді степеневого закону

. (11.2)

Згідно з теорією розмірностей цей зв'язок між величинами можна замінити зв’язком між їхніми одиницями виміру:

,

або, з урахуванням того, що

,

. (11.3)

На основі рівності (11.3) отримаємо систему рівнянь

(11.4)

Виражаючи всі невідомі системи (11.4) через , получимо

(11.5)

Підставимо вирази (11.5) у (11.2):

. (11.6)

Шляхом простих перетворень отримаємо рівність

, (11.7)

ліва частина якого представляє собою модифікований критерій Ейлера:

, (11.8)

а права (в дужках) - модифікований критерій Рейнольдса:

(11.9)

Позначимо величину (1–х) через і запишемо рівняння процесу у вигляді

, (11.10)

де – коефіцієнт пропорціональності.

Для визначення значень і m проведемо експеримент.

Опис установки

Схему експериментальної установки наведено на рис. 11.1. На плиті 3 розміщено вертикальний стояк 4 з консоллю і посудину 2 з рідиною. Консоль

Рис. 11.1. Схема експериментальної установки

може повертатися за допомогою ручки 11 для того, щоб виймати вал 1 з лопаткою 10 з посудини. Це потрібно для заміни лопаток. На лівому короткому плечі консолі розміщено електродвигун 6 з трьома шківами 7, які клиновим пасом зв’язані зі шківами, розміщеними на валу 1 правої частини консолі 9.

Для вимірювання частоти обертання встановлено тахометр 8, а для вимірювання потужності – ватметр 5.

Порядок проведення дослідів

Виміряти діаметр і висоту змінних лопатей. На валу мішалки закріпити найменшу лопать. Залити посудину рідиною і опустити стояк, закріпивши його рукояткою. Перевірити натяг паса. Увімкнути установку. Виміряти потужність і частоту обертання вала мішалки. Вимкнути установку й поміняти частоту обертання шляхом перекидання пасів на шківах.

Вимірювання виконати для трьох частот обертання. Виконати аналогічні вимірювання для другої лопаті на трьох частотах обертання. Установити третю лопать і виміряти потужність на одній з частот обертання.

Результати вимірювань внести до табл. 11.1

Таблиця 11.1

Номер лопаті	Номер досліду	, Вт	, об/хв	, с-1	, м	, м

Поиск по сайту: