Обработка результатов опыта

1. Определить опытное значение скорости осаждения самого «маленького» шарика по формуле

(6)

где путь осаждения, ,

время осаждения, с.

2. Определить динамическую вязкость жидкости, исходя из предположения, что осаждение самого «маленького» шарика подчиняется закону Стокса:

(7)

где – плотность частицы (шарика), кг/м3. Шарики, использующиеся при проведении лабораторной работы изготовлены из Стали 20, плотность которой составляет 7850 кг/м3;

– плотность среды (жидкости), определяется при помощи ареометра кг/м3,

– ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;

динамическая вязкость среды, Па×с;

– диаметр «маленького» шарика, м.

3. Выполнить проверку применимости закона Стокса, определив значение числа Рейнольдса

. (8)

Если условие не выполняется, то предположение, сделанное при определении динамической вязкости, использовать невозможно. Следовательно, значение динамической вязкости определяется исходя из того, что осаждение самого «маленького» шарика подчиняется другим законам (закону Аллена или закону Ньютона). Выполнить расчет динамической вязкости, используя закон Аллена или Ньютона.

4. Определить скорость осаждения «больших» шариков по формуле (6), используя их среднее значение времени осаждения из табл. 1. Полученные результаты занести в табл. 2.

5. Определить значения критериев Архимеда для «больших» шариков, необходимые для определения их теоретической скорости осаждения. Полученные результаты занести в табл. 2.

(9)

6. Определить значение критериев Рейнольдса используя график зависимости (рис. 3). Полученные результаты занести в табл. 2.

7. Определить теоретическая скорость осаждения «больших» шариков по формуле

(10)

8. Определить погрешность проведения опытов, путем вычисления процента приближения опытного значения скорости осаждения к теоретически вычисленной скорости осаждения

.

Результат вычислений занести в табл. 2.

Таблица 2

Вязкость среды (жидкости), Па×с Диаметр шарика, мм Опытная скорость осаждения, м/с Критерий Архимеда Критерий Рейнольдса Теоретическая скорость осаждения, м/с Погрешность, %
      – – – –
           
           
           

 

9. Выводы по работе

 

 

Содержание отчета.

1. Цель лабораторной работы.

2. Схема установки.

3. Таблицы 1 и 2.

4. Запись формул и проведение расчета для всех частиц (шариков).

5. Выводы по работе.


Теоретические вопросы к защите лабораторной работы

1. Определение динамической вязкости, удельного веса материала (формула, физический смысл).

2. Критерий Архимеда, Рейнольдса (формула, физический смысл).

3. Уравнение силы сопротивления среды движущемуся в ней телу (уравнение закона сопротивления).

4. Границы применимости законов Стокса, Аллена, Ньютона.

5. Определение эквивалентного диаметра частицы нешарообразной формы (формула, физический смысл).

6. Уравнение силы сопротивления среды движущемуся в ней телу при ламинарном режиме.

7. Критериальное уравнение и порядок определения теоретической скорости осаждения.

8. Способы повышения скорости разделения суспензий.

9. Формулы определения скорости осаждения при различных режимах.

10. Влияние концентрации частиц на скорость их осаждения и отстаивания.

11. Основные конструкции отстойников (не менее 5 видов).

12. Принцип расчета отстойников (основные формулы с выводами).