ертханалы жмыс № 1

Суды млшері G, кг/с

Суды температурасы, t_у , ⁰С

Орташа жылдамды w, м/с

Рейнольдс саны Re

Аын мен бояуды кйі

Аынны режимі

роцестер жне аппараты» курсы жалпы инженерлiк дайындауда орытындылаушы, ал арнаулы (инженерлiк) дайынды баытында негiз алаушы пн болып табылады.

Бл «Процестер жне аппараты» пнде рбiр типтес технологиялы процестi теориялы негiздерiне, оны статикасы (тепе-тедiк атынастары) мен кинетикасына, оны алмасу былысын есепке алып уаыта байланысты дамуына, кбiрек таралан химиялы аппараттарды рылымдарын жне оларды электронды есептеу машиналарын пайдаланып есептеу дiстерiн бiлуге ерекше кіл аударылады.

«Процестер жне аппараты» пнiнде типтiк технологиялы процестердi арындылыы мен тиiмдiлiгiн арттыру, энергияны немдеу жне экология мселелерiне ерекше назар аударылады.

Лекциялар, лабораториялы практикум, практикалы сабатар, курсты жоба, жалпы инженерлiк ндiрiстiк практика кезiнде берiлетiн жеке тапсырмалар нерксiп орындарында, ылыми-зерттеу жне жобалау институттарында, мекемелерiнде, жоары техникалы оу орындарында табысты жмыс iстеу шiн керектi дадылыты, ептiлiктi жне бiлiмдiлiктi амтамасыз етедi.

Оу ралы «Гидромеханикалы процесстер» бліміні мазмнынан жне 7 зертханалы жмыстан ралады. рбір зертханалы жмыса мыналар жатады: жмысты масаты, теориялы блім, ондырыны сипаттамасы, жмысты орындау тсілі, негізгі крсеткіштерді есептеу реті, баылау сратары. 2-3 студенттен топа блініп, оытушыны рсатымен зертханалы жмыс орындауа жіберіледі. рбір студент жмысты орындап, тапсырмаа сай есептеп, есеп береді жне оытушыа орайды

Зертханалы оу ралы типтік жне жмысты оу бадарламаа мазмнына сйкес жне М.уезов атындаы ОМУ фирмалы стандартыны Ф.4.7-008-02 талаптарына сай растырылан. Барлы оу лгідегі 050720, 050721, 050724, 050708, 050702, 050727, 050728, 050730, 050731 мамандырылан студенттерге арналан оу ралы.

ертханалы жмыс № 1

бырды гидравликалы кедергісін анытау

Жмыстымасаты: йкеліс коэффициенті мен жергілікті кедергілерді коэффициенттерін тжірибе арылы анытау. йкеліс коэффициенті мен жергілікті коэффициенттерді мндеріні сйыты озалу ережесіне атынасын зерттеу.

1.1. Теориялы блім

Іс жзіндегі тасын бырды ішінде озаланда оны меншікті энергиясы озаландаы сйы абаттарды арасындаы молекулаларды зара байланыс кшін жеуге (ішкі кйзеліс) жне сйыпен ттікті ішкі абырасыны арасындаы йкеліс кшіне жмсалады (сырты йкеліс). Жоалан тегеурінні шамасын біле отырып, Бернулли тедеуін олданып, сйы пен газ тасындарыны бойындаы жылдамдык пен ысымны мндерін анытауа ммкіндік туады.

(1.1)

мнда: , – нивелир биіктігі, м;

; - статикалы тегеурін, м;

; - жылдамды тегеуріні, м;

h_ш- шыындалан тегеурін, сондай-а жоалан энергия, лшем бірлігі м.

Химия нерксібінде сйытар (газдар) бырлар арылы тасымалданады жне ол шін кптеген энергия шыындалады. Сондытан наты сйытарды бырлармен озалысындаы гидравликалы кедергілерді есептеу гидравликаны е негізгі мселеріні бірі болып табылады. Гидравликалы кедергілерді екі трі болады:

1) йкеліс кедергісінаты сйытарды бырды барлы зындыы бойынша озалысында пайда болады. Бл кедергіге озалысты режимі сер етеді.

2) Наты сйы аыныны жылдамдыы шамасы жне баыты бойынша згергенде жергілікті кедергілерпайда болады. Мысалы, жергілікті кедергілерге сйыты быра кіруі жне одан шыуы, быр имасыны кенеттен лаюы немесе тарылуы, иіндер, брылыстар, сйы шамасын реттейтін рылылар (вентилдер, крандар) жне т.б. жатады.

Сонымен жалпы шыындалан тегеурін екі осындымен рнектеледі:

(1.2)

Мнда: - йкеліс кедергісіне шыындалан тегеурін, м;

-жергілікті кедергілерге шыындалан тегеурін, м.

Тегеурін жне ысым шыындарын анытау іс жзінде е маызды мселе, себебі ол наты сйытарда насостар, компрессорлар жне т.б. арылы тасымалдаанда ажетті энергияны есептеумен байланысты.

Шыындалан тегеурін Вейсбах тедеуімен:

(1.3)

мнда: j - кедергі коэффициенті;

w – аынны орташа жылдамдыы, м/с.

(1.3) тедігінде кедергі коэффициенті ретінде йкеліс кезіндегі энергия шыынны есептегенде йкеліске кеткен зындыы бойынша кедергі кэффициенті j_l, ал жергілікті кедергіні энергия шыыны есептегенде j_ж.к_. жергілікті кедергіні коэффициенті ойылады.

йкеліске жоалтан тегеурінді анытау.

йкеліске жоалтан тегеурін коэффициенті тмендегі тедікпен аныталады:

(1.4)

мнда: l - йкеліс коэффициенті (Дарси коэффициенті);

l – бырды зындыы, м;

d – бырды диаметрі, м.

(1.4) тендігін (1.3) тедеуіне ойып рнектегенде Дарси-Вейсбах тедігі шыады:

(1.5)

йкеліс кэффициенті кптеген факторлара: аын озалысыны режиміне, оны физикалы асиеттеріне, пішініне жне бырды брылыстарына, бырды ішкі абырасыны бдырлыына байланысты.

(1.5) тедігін логарифимдесек:

(A)

мнда: - бырды ішкі абырасыны бдырлыыны абсолюттік шамасы (бдырлыты орташа биіктігі), мм.

Жез, орасын, мырыш быр шін: - 0,002

Жіксіз болат быры шін - 0,006-02

Пайдаланан болат быры шін - 0,1…, 0,5

шойын быр шін - 0,2… ,1,0

Гидравликалы тегіс быр Re саны кбейген сайын бірте-бірте гидравликалы бдырлы быр болып есептеліп кетуі ммкін. Сонымен Re саныны кбеюіне байланысты йкелісті тмендегі ш аймаа (зонаа) блуге болады: 1) тегіс йкеліс аймаа – тек Re санына байланысты; 2) аралас йкеліс аймаы – тек Re санына жне бдырлыа байланысты; 3) автомоделді аймаы – тек Re санына болмай тек бдырлыа байланысты.

Тзу бырдаы ламиарлы озалыста (Re <2300) йкеліс кедергісіне шыындалан тегеурінді теориялы жолмен Хаген-Пуазейль тедеуіне негізделіп анытауа болады:

(1.6)

мнда: m – ттырлыты дианмикалы коэффициенті, Па^.с;

r – сйыты тыыздыы, кг/м³;

g – еркін тсу деуі, м/с².

(1.5) жне (1.6) тедіктерін теестіріп, комплекс Рейнольдс саныны мніне те екенін ескере отырып, Дарси коэффициентіні рнегін аламыз.

(1.7)

осыдан: , жне осыны есебімен йкеліске шыындалан тегеурін тмендегіше аныталады:

(1.8)

Екінші айма –турбуленнті аысты басталуын сипаттайды (2320 £ Re£ 10⁵).Бл кезде йкеліс коэффициенті сйыты блшектеріні арасындаы инерциялы кштер мен оан сер ететін ттырлы кшіне байланысты болады да ттікті абырасыны тегістігіне атысты болмайды: l=¦(Rе). аралан ережеде тасынны ламинарлы абатыны алыдыы ттікті діні биіктігінен лдеайда арты болады Бл кезде бдырды ддеріні брі бір алыпты баяу аатын ламинарлы абатты астына батып кетеді. «Тегіс йкеліс» немесе «тегіс ттік» аймаы байалады. Тасынны бдыр ддерінен ткенде йын немесе осымша кедергілер пайда болады.йкеліс кедергісіні коэффициентін турбуленттік режимде есептеу шін Блаузиус формуласын пайдалануа болады:

(1.9)

шінші айма – кемелденген турбулентті режим 10⁵< Re < 10⁶. Ттырлыты кедергіге сері азаяды, ал озалу жылдамдыы анарлым лаяды.Бл турбулентті тасында жылдамдыа пропорционалды ттырлыты кедергісіні негізгі блігі дамыан турбулентті ережеде, сйыты центрдегі турбулентті зегінде, блшектерді йындатып айналуы кезінде пайда болады. Бл ережеде ламинарлы абатты астыны алыдыы тез арада жарады. Ламинарлы абатть астарынан бдырды ді «жалааштанады» жне здері сйыты озалыстаы блшектерін йындатып айналдыра бастайды, осылай здері йкеліске жоалатын тегеурінді кбейтеді.йкеліс кедергісіні коэффициентін кемелденген турбуленттік режимде есептеу шін Альтшуль формуласын пайдалануа болады:

(1.10)

Тртінші айма – автомоделді айма Re > 10⁶. Ламинарлы абатты биіктігіні азаятыны сондай, бдырды айдары тгелімен сйыты турбулентті тасынны жуылып кетеді, бл кезде олар тасыннан жеке йындарды стап алып оны турбуленттігін кшейтеді. Айналып жрген йынны блшектеріні кинетикалы энергиясы сйыты жылдамдыыны (квадратына) екінші крсеткішіне пропорционалды болады. Сондыдан бл айма квадратты кедергі немесе автомоделді айма деп аталады. йкеліс кедергісіні коэффициентін автомоделді аймата есептеу шін Шифринсон формуласын пайдалануа болады :

(1.11)

йкеліс кедергісіні коэффициентін графиктен анытауа болады (2,503 бет.).

Жергілікті кедергілерді анытау

Жергілікті энергияны шыыны бырды ыса блігінде, озалыстаы тасынны арнасыны пішіні мен лшеміні тез арада згеруіні нтижесінде пайда болады. Мндай былыс кенеттен жіішкергенде, кеейгенде брылыстарда, брып жібергенде, диафрагмаларды вентильдерде, шмектерде, диффуздар мен конфузорда жне т.б. болады. Тегеурінні жоалуын тудыратын табии кш жергілікті кедергілерде ртрлі. Мысалы, быр кенеттен кеейгенде тасынны аысы тар жерден ке жерге босанып шыады.

Жергілікті кедергілерге жмсалан телгеурін Вейсбах тедеуін (1.3) пайдаланып, жергілікті кедергіні кфоэффициентін табамыз:

(1.12)

мнда: - жергілікті кедергілерге жмсалан тегеурінні жылдамды, жылдамды тегеурінні атынасын крсететін жергілікті кедергіні коэффициенті.

санды мні анытамада келтірілген (2, 503 бет).

1.2. ондырыны сипаттау

Лабораториялы ондыры ттіктен, диафрагмадан 4, жергілікті кедергі болатын тетіктерден (вентиль брыштардан в,г,д, иін i кеейген а, тарылан б), тзу саладан ж, манометрлер жйесінен 5,6,7,8,9,10,11 трады.

ондырыны реттеу вентилін 11 аырын бру арылы жмыса осады, йткені тез ашыланда дифманометрден су асып тгілуі ммкін. ондырыны татасына орнатылан диафрагманы 4 калибрлеу графигімен аныталатын, дифманометрмен 7 тексерілетін, жмсалатын ауаны млшері вентильмен реттеледі.Дифференциалды манометрмен 5,6,7,8,9,10 ртрлі аудандардаы ысымдарды айырмашылыы лшенеді.

Тжірибеден алынан лшемдерді нтижесі байау хаттамасына тсіріледі, ауаны трлі шыындарына, лшемдерді бес, алты рет айталау керек.

1.3. Тжірибеден алынан мліметтерді деу

бырды екі клдене арасында имасында кеейтуге кеткен жоалтуды ескере отырып, Бернулли тедеуін мына трде жазамыз:

(1.13)

немесе, ысым бірлігінде:

(1.14)

Дифмометрді жаландаы импулсті нктелерді биіктіктеріндегі ысым айырмасыны мні жо болады, онда нивелир биіктігі те деп абылдаймыз: .

бырдаы екі клдене имасындаы ысымдар айырмасын тмендегі тедікмен анытауа болады:

P = P – P = h (1.15)

(1.10) тедігін (1.9) тедігіне ойса, тмендегі тедікті аламыз:

(1.16)

мнда: - манометрдегі сйытыты тыыздыы, кг/м³;

- дифманометрді крсеткіші, м;

- ауаны тыыздыы, кг/ м³;

W₁, W₂ - бірінші жне екінші имадаы ауаны жылдамдыы, м/с.

бырды зындыы бойынша кедергіні есептегенде згеріссіз болады. Сондытан (1.16) тедігіндегі екінші блшегі нолге те болады. Сонымен тедік тменгі тедікпен рнектеледі:

(1.17)

Сур. 1.1. ондырыны сызбасы

1 - ттікті бірінші участогы, d = 24,5 мм;

2 - екінші участок (кеею), d = 38,4 мм;

а – кенеттен кееюі; б, в, г, д, е - брылыстар; ж – тік участогы

3 - шінші участок, d = 18 мм;

4 - диафрагма, d = 9 мм;

5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 - дифманометрлер; 11 – вентиль

Кесте 1.1. Байау хаттамасы

Ауаны шыыны	Дифманометрлер крсеткіші, мм су. ба.	мм. сынап. ба.	К
Дифманометр 7 крсеткіші.	Ауаны шыыны	Дифманометр 5 крсеткіші.	Дифманометрді тарылуы 6.	Дифманометр 9- 60º брылысы	Дифманометр 12- 90º брылысы .	Дифманометр 10- 120º -а брылысы	Дифманометр 8 Ттікті тік участогы 1,8=l	Атмосфералы ысым	Ауаны температурасы

1.4. Есептеуді жргізу тртібі

бырды барлы тжрибесіне клемдік шыыны анытау:

(1.18)

мнда: V_c – ттіктегі газды секундты жмсалуы, м³/с;

a - диафрагманы жмсалу коэффициенті, a = 0,62;

f - диафрагма тесігіні ауданы, м²;

d - диафрагманы диаметрі, d = 0,006 м;

h_м - дифференциалды манометрді V крсетуі мм су баанасымен, м;

r_сй - манометрлік сйыты тыыздыы, кг/м³;

r_r - тасынны орташа температурасындаы газды ысымы, кг/м³

Кедергіге дейінгі жне кейінгі имадаы орташа жылдамдыты табу керек:

(1.19)

F - клдене имасыны ауданы, м².

Сызыты участоктегі ысымны тсуін анытау керек:

(1.20)

мнда: h_м – тура участоктегі дифманометрді крсеткіші, м.

Тжірибелік йкеліс коэффициентін тмендегі тедікпен аныталады:

(1.21)

мнда: d_э – аысты эквивалентті диаметрі , м; днгелек быр шін d_э=d_іш, м

Рейнольдс саныны санды мнін анытау керек:

(1.22)

Ауаны озалыс режимін анытап, йкеліс коэффициентін есептеуде тедеуді тадап алып, оны табу керек

йкеліс коэффициентіні тжірибелік мні мен есептеу арылы табылан мні арасындаы салыстырмалы ателік, пайыздыпен тмендегі тедікпен табылады:

(1.23)

Берілген жергілікті кедергіні ысымдарыны айырмасы тменгі тедікпен табылады:

(1.24)

мнда: h_м –дифференциалды манометрді крсетуі, м;

r_с – манометрлік сйыты тыызыдыы, кг/м³

r_г – ауаны тыызды, кг/м³.

Жергілікті кедергіні тжірибені коэффициенті тмендегі тедікпен есептеледі:

(1.25)

мнда: w - жергілікті кедергі аймаыны орташа жылдамдыы, м/с.

тжірибелік бойынша алынан жергілікті кедергіні коэффициентіні мнін анытамадан (2, 520 бет) алынан мнімен тмендегі тедікпен салыстыр:

(1.26)

мнда: - анытамадан алынан коэффициентті мні, из (2, 503 бет)

Жргізілген жмысты орытындылау керек.

1.5. Баылау сратары

1. бырды ішіндегі гидравликалы кедергіні анытау.

2. Жергілікті кедергіні шыын энергиясын тсіндір.

3. йкеліс коэффициентіні жергілікті кедергіден айырмашылыы?

4. Аын озалысыны режимі йкеліс коэффициентіні санды мніне сері андай.

5. Гидравликалы тегіс ттік дегеніміз не?

6. Аиат сйы озалатын бырды р трлі екі клдене имасына арнап Бернулли тедеуін жазу керек.

7. Жоалан энергияны жоалан тегеуріннен айырмашылыы неде?

8. йкеліске жмсалан энергияны табыныз.

ЗЕРТХАНАЛЫ ЖМЫС № 2

СЙЫТЫ ОЗАЛЫС РЕЖИМІН АНЫТАУ

Жмысыты масаты: Аынны ртрлі режимдерін зерттеу.

2.1. Теориялы блім

Химия технологиясындаы кптеген процестерді арындылыы олара атысатын сйы немесе газ аындарыны озалыс режиміне кп байланысты. Мндай процестерді есептегенде сйыты немесе газды озалыс трлерін ескеру ажет.

Аылшын алымы О.Рейнольдс 1883 жылы сйы озалысыны екі трлі режимі болатынын тжірибе жзінде толы зерттеп анытады.

озалысты бірінші трінде сйыты элементар аыстары тзу сызыпен зара араласпай, параллель озалады. Бл режимді Рейнольдс ламинарлы режим деп атады.

Рейнольдс санын, гидродинамикалы састы теориясын олданып сйы озалысыны Навье - Стокс дифференциалды тедеуінен орытып шыаруа болады. Бл тсіл Рейнольдс саныны физикалы мнін анытайды. Рейнольдс саны озалыстаы сйыа сер ететін инерция кшпен ттырлы кшіні атынасын крсетеді. Демек, Рейнольдс саныны мні лкен боланда (турбуленттік режимде) инерциялы кшті шамасы ттырлы кшіні шамасынан лде айда лкен болады. Керісінше, ламинарлы режимде озалыс негізінен ттырлы кшіні серімен сипатталады.

Сйыты элементар аыстарыны жылдамдытарыны згеруі бырды имасы бойынша осы екі режимде ртрлі болады. Екі режимде де бырды ішкі бетіндегі сйы аысыны жылдамдыыны мні йкеліс кшіні серінен нольа те болады да, бырды осіндегі сйы аысыны жылдамдыыны мні е лкен шама болады. Ламинарлы режимде аыс жылдамдытары осы екі аралыта параболалы задылыпен, ал турбуленттік режимде логарифмдік задылыпен згереді.Аынны орташа жылдамдыы ламинарлы режимде е лкен жылдамдыты жартысына те болады:

w_ср= 0,5 w _max (2.1)

Ал озалысты екінші трінде сйыты барлы массасы бір баытта озаланмен, элементар аыс сызытары зара араласып, сйыты жекеленген блшектері тртіпсіз, кез-келген баытта озалады. Бл режимді Рейнольдс турбуленттік режим деп атады.

Ал турбуленттік режимде:

w_ср= (0,8 ¸ 0,9) w_max(2.2)

Сонымен бірге Рейнольдс сйы озалысыны режиміне сйыты ттырлыы, тыыздыы, орташа жылдамдыы жне аынны геометриялы лшемі сер ететіндігін анытады.

Осы трт шамадан тек бір ана лшем бірліксіз комплекс сан алуа болады. Ол санды Рейнольдс саны деп атайды:

(2.3)

где: w–аынны орташа жылдамдыы, м/с;

d_э–бырдыэквивалентті диаметрі , м;

r–сйыты тыыздыы (газа), кг/ м³;

-сйыты ттырлыыны динамикалы коэффициенті, Па ^. с;

n = - сйыты ттырлыыны кинематикалы коэффициенті, м²/с.

Ламинарлы режим блшектер майда жне ортаны ттырлыыны кп болуына байланысты оларды озалысы аз жылдамдыпен сипатталады. Бл кезде сйы блшектерді жай аыстап теді жне энергия тек йкеліс кедергісін жеуге жмсалады. Ламинарлы режимні критикалы мні Re_кр = 2300.

Турбулентті режим блшектерді ірі жне тыыздыы кп, ал ортаны ттырлыыны аз болуына байланысты лкен жылдамдыпен сипатталады. Жылдамдыты жне инерция кшіні лкен болуы салдарынан блшекті арты жаында аынны ретсіз араласан йынды озаласы пайда болады. Соны серінен блшекті арты жаында ысым азаяды.

Рейнольдс санны мні тмендегідей белгіленеді:

Ламинарлы аыс - Re < 2300

Ауыспалы аума - 2300 £ Re £ 10000

Кемелденген турбулентті аыс - Re ³ 10000

Рейнольдсті жргізіген тжірибелері бойнша егер Re<2300 кіші болса, бырда ламинарлык режим, ал Re>2300 лкен болса, онда турбуленттік режим болатыны аныталан.

Ламинарлы режим мен турбуленттік режимні шекарасын айыратын санды Рейнольдсті аумалы саны деп атайды:

Re_ау=2300

Іс жзінде бл санды шартты трде абылдау керек, себебійе Re2300 боланда да ламинарлы режімді байауа болады, біра бл режим орныты болмайды. Мндай режимде аынны бірден турбуленттік режимге ауысып кетуіне келіп соады.

Сондытан <2300 боланда — орныты ламинарлы режим, Re<10000 боланда-кемелденген турбуленттік режим, ал 2300 < Re < 10000 боланда алмасу режимі деп те атайды.

Тік бырлара араанда иректелген (змеевикам) быр арылы тетін аыс шін, Re_кр критикалы мні жоары, жне бырды диаметріні d ирек орамыны диаметріне D атынасына байланысты (d /D). Бл байланысты трі анытама дебиеттерде /1, 18 бет/. крсетілген.

Аынны геометриялы лшемі ретінде бырды диаметрі, аынны гидравликалы радиусы немесе эквиваленттік диаметрі пайдаланылады. Гидравликалы радиусы немесе эквиваленттік диаметр аын имасы дгелек болмаанда олданылады. Гидравликалы радиус деп аын арнасыны клдене имасыны ауданыны сол иманы сйыпен шектелген периметріне атынасын айтады:

(2.4)

Ішкі диаметрі d болатын дгелек быды иамысыны ауданы S = d²/ 4 , ал сйыпен толы толтыранда П = d, осыдан гидравликалы радиус:

r_r = (2.4 а)

Сондай-а, дгелек емес имада аындар шін диаметрді орнына эквивалентті диаметрді олдануа болады:

d _э= = 4r_u = d (2.5)

Дгелек быр шін: d_э = d_іш_.

Жан жаы сйыпен толтырылан тіке брышты имадаы гидравликалы радиус:

r_г= (2.6)

ал эквивалентті диаметр:

d _э= 4r_г = r_г= ( 2.6а)

2.2. ондырыны сипаттамасы

ондырыны сызбасы 2.1. суретте келтірілген. Су орталы жйеден млшерін реттегіш вентилі 4 бар быр 3 арылы тегеурін баына I беріледі. Бакты белгілі дегейінен арты су быр 5 аркылы воронкамен 6 канализация бырына 9 аып кетеді. ондыры іске осыланда су 1 бактан вентилі II бар быр 10 арылы зара шыны ттікпен 14 осылан 12 жне 15 бактара беріледі. 12 бакты жоары дегейінен арты су быр 13 арылы канализацияа кетеді.15 бактан шыан су млшер реттегіш вентиль 16 жне ротаметр 17 арылы канализацияа йылады.

Шыны ттікті 14 ішінде бояуы бар бактан 18 реттегіш краны 19 бар жіішке ттікпен 20 боялан су беріледі. Жмыс аяталан со 15 жне 12 бактардаы су 21 жне 22 вентильдер арылы шыарылады.

Тжірибені стті туі шыны бырдаы 14 су аыныны ттырлыына жне оны жылдамдыымен боялан суды жылдамдыыны сйкестігіне кп байланысты. Сондытан, орталы жйедегі 13 быр амтамасыз етеді. Шыны ттіктегі су аыны мен оан кіретін боялан су аыныны жылдамдытарын сйкестендіру шін бояу йылан бакты 18 ажетті тегеурінді амтамасыз ететіндей биіктікке орнатылады, ал бояуды млшері 19 кранмен реттеледі.

2.3. Тжірибені жргізу тсілі

Жмысты ламинарлы режим тзуден басталады. Жылдамдыты лайта отырып, шыны ттіктегі боялан аысты р трлі ау режимін згерісін баылау керек.

Жмысты бастар алдында тегеуірін багындаы 1 су азаншасындаы суды дегейін лшегіш шыны ттік арылы тексеру ажет. Су аз болс;а, вентиль 4 арылы бакты толтырамыз.

Сонан со вентиль 11 арылы – су йылан азаншаларды 12 жне 15 бактарды толтырамыз. Ламинарлы режимді зерттеу шін 16 вентильді жайлап ашып ротаметр 17 арылы суды е аз млшерін ткіземіз. Сонан со 19 кранды жайлап ашып, шыны ттікке 2 боялан су жібереміз. 12 бакта міндетті трде траты дегей болуы ажет, демек, 13 бырдан аз млшерде болса да су режимде ламинарлы режим турбуленттік режимге, турбуленттікрежим ламинарлы режимге ауысып кетуі ммкін.

Сур.2.1.Аынны режимін анытауа арналан ондыры

1- су азаншасы

2- су лшегіш шыны ттік

3,5,9,10,13,20 –бырлар

4,7,11,16,19,21 –вентильдер

18 –Бояу йылан ыдыс

17-ротаметр

12,15 –су йылан азаншалар

2.4. Тжірибеден алынан мліметтерді деу

Су аыныны орташа жылдамдыы, суды массалы млшері арылы аныталады:

мнда: G - суды массалы млшері, кг/ с;

r - - суды тыыздыы, кг/м³

d _іш – шыны ттікті ішкі диаметрі (d = 20 мм), м.

Суды массалы млшері тмендегі тедікпен аныталады:

G = V r

мнда: V – - суды клемдік млшері, м³/сек.

Рейнольдс саны:

мнда: – ттырлыты кинематикалы коэффициенті, м²/с

Определить число Рейнольдса для случаев прохождения жидкости через прямоугольное и квадратное сечения трубопроводов со сторонами «a» и «b». Значения сторон выдается преподавателем каждому студенту. При этом для определения скорости воды можно использовать экспериментальные значения расхода воды.

Рейнольдс саныны тжірибелік мні бойынша аынны режимін анытаймыз

Кесте 2.1. Байау хаттамасы

2.5. Баылау сратары

1. Ламинарлы аыс режимі дегеніміз не?

2. Ламинарлы аыс озалысыны орташа жылдамдыын табу керек?

3. Турбулентті аыс режимі дегенміз не?

4. Турбулентті аыс кезіндегі орташа жне максималды аындарды арасындаы байланыс андай?

5. Эквиваленттік диаметр жне гидравликалы радиус дегеніміз не ?

6. Рейнольдс саны дегеніміз не? Рейнольдс саныны физикалы мні андай?

7. Рейнольдс саныны аумалы мні неге те, ол нені крсетеді?

8. Ирек быр шін Re мні андай шамалара туелді болады?

ЗЕРХАНАЛЫ ЖМЫС № 3

атты заттар блшектерін абатыны жалан сйылу гидравликасын зерттеу

Жмысты масаты:абатты гидравликалы кедергісімен газды жылдамдыы арасындаы байланысты табу. Газды алашы ауыспалы жалан сйылу жылдамдыын анытау. абатты салмаын табу. атты блшектерді аппараттан шырып алып кете алатын газды млшерін табу.

3.1. Теориялы блім

азіргі уаытта газ немесе сйыты атты заттар блшектерімен зара сері нтижесінде тетін химиялы технологияны біратар процестері (кептіру, кйдіру, абсорбция, катализ жне т.б.)жалан сйылу (айнау) абаты бар аппараттарда теді. Мндай аппараттарда крсетілген процестерді туі тездетіледі.

Cйытарды кейбір асиеттеріне ие болатын сусымалы днді материалдар абатын жалан сйылу абаты – деп атайды. Сырт крінісінен жалансйылу абаты сйыты айнауына сайды, сондытан он «айнау» абаты – деп те атайды.

Жалан сйылан абата сйыты мынадай асиеттері тн болады:

аышты; ыдысты исайтанда абатты жоары беті горизонталь кйінде алады; абата тасталан ауыр зат тбіне тнады, ал жеіл зат бетінде алиды. Яни атты блшектер абаты сйыа айналандай болады. Сондытан бл абатты жалансйылу абаты – деп атайды.

Сонымен атар келесі кемшіліктер:

1. Аппарата блшектер бір мезетте келіп тспейді.

2. морт сыныш блшектерді газбен жегілуі жне тозуы.

3. майда блшектерді агломерациясы жне бірігуі.

4. блшекті трпілі озалысыны нтижесінде аппаратты быры жне абыраларыны мжілуі (эрозия)

Мндай крделі кемшіліктерге арамай, экономикалы трыдан тиімді боландытан жалан сйылу неркптерде кеінен олдануда.

Жалан сйылу абаты процесіні гидравликалы мні мынандай: егер тесікті ( торлы) бгетті стіне орналасан атты зат тйіршіктеріні абаты арылы газ немесе сйы тсе, онда аынны жылдамдыына байланысты абатты кйі ртрлі болады. Аын жылдамдыын W (аппарат имасына есептелген) кейбір бірінші ауыспалы мніне дейін кбейткенде, жай зу процесі жреді, яни бл кезде атты зат блшектері озалыссыз кйінде алады жне ысымны айырмасы (абатты гидравликалы кедергісі) жылдамды скен сайын тзу сызыты кбейеді. Дегенмен ысым айырмасыны (DР) бл кбеюі, жылдамдыты бірінші ауыспалы W _ж.с.критикалы мнімен шектеледі DP = f(w) байланысты абцисса осіне параллель тзу сызыты болады. Бл кезде атты зат блшектері ртрлі баыттаы (хаотикалы) озалыста болады, жне абатты биіктігі кбейе тседі. абатты осындай кйі жалан сйылу деп аталады. абатты озалыссыз кйден жалан сйылу кйге ауысуын сйкес болан газ (сйы) жылдамдыы жалан сйылу ( немесе бірінші ауыспалы) жылдамдыы деп атайды.

абатты жалан сйылу кйі гидравликалы кедергі кшіні (DP) атты зат блшектеріні салмаына (G) тедігіне сйкес аын жылдамдыында пайда болады. Демек:

G = DP ^.S (3.1)

мнда: G_. – абаттаы атты зат блшектеріні салмаы, кг;

S – аппаратты клдене имасыны ауданы, м².

атты зат тйіршіктеріні жалан сйылу абатын олданып тетін процестерге аынны жмыс жылдамдыы тмендегі тедікте аныталады:

w_p = nw_кр. = (2 ¸ 10) w_кр (3.2)

мнда: n – жалан сйылу саны.

При достижении скорости газа некоторого значения w_у (точка В) псевдоожиженный слой практически прекращает свое существование, так как начинается процесс пневмотранспорта материала.

Аынны атты зат блшектеріне динамикалы сер кші F , блшектер салмаынан (G) ктергіш (Архимедті) кшін шегергендегі мніне те болпнда, тйіршіктер озалыссыз кйден жалан сйылу кйге теді.:

(3.3)

мнда: r_.б., r_ор – атты блшекті жне ортаны тыыздыы плотность твердой частицы и среды, соответственно, кг/м³.

Жмыс жылдамдыыны w_жм (w_Ж_С– w_{шырып кету}аралыта) бастапы жалан сйылуа w_Ж_С атынасы жалан сйылу саны деп аталады.

(3.4)

K_W – блшектерді араласуыны арындылыын жне жалан сйылуды кйін сипаттайды.

Тжірибе жзінде блшектерді араласуыны арындылыын K_W = 2 те, біра оптималды мні р процеске наты болады.

Жалан сйылу абатыны биіктігіні (H_аб) бастапы озалыссыз биіктікке (H₀) атынасы кеею дрежесі деп аталады:

(3.5)

Жалан сйылу біртекті жне ртекті болады. Біртекті жалансйылуда w_ЖСмен w_{шырып кету}жылдамдытары арасында атты днді блшектер барлы абат биіктігі бойынша бірдей таралан болады.

Біра нерксіптерде жалан сйылу кбінесе газ аынымен ткізетін процестерде олданады. Мндай кездегі жалансйылу ртекті болады.

Кейбір жадайда газ аыныны бір блігі кпіршіктер трінде абаттан теді. Бл кпіршіктерді размері газдарды жылдамдыы скен сайын лайып, олар атты блшектерді абат стіне шыарып тастап трады.

те майда жне бір-біріне жабыса блшектерді жалансйылуында абатты каналдар пайда болады. Газ каналдар арылы теді де, аттыблшекті негізгі массасы араласпай алады.

Конус жне конусты-цилиндр сияты аппараттарда фонтанды абат пайда болады. Мндай кезде газ немесе сйы аыны аппаратты осін бойлап атты блшектермен бірге фонтан сияты жоары ктеріледі де, сосын атты блшектер аппаратты абырасы жанымен тмен арай жылжиды.

атты блшектердіе маызды сипаттамасы кеуектілік болып табылады:

(3.6)

мнда: V_аб – абатты алып тран жалпы клем, м³;

V_.б – материалды тек атты блшектерін алып тран клем, м³.

озалмайтын диаметрі бірдей шар трізді блшектер шін кеуектілік e = 0,4 – ке те. Жалан сйылу абатындаы кеуектілік аын жылдамдыы скен сайын кбейеді, себебі абатты жалпы клемі (V_к) лаяды.

Жалан сйылу абатты шегіне сйкес шу жылдамдыы кезіндегі абатты кеуектілігін e = 1 те деп абылдауа болады.

Сонымен шар трізді блшектерді жалан сйылу абаты кеуектілік мні 0,4(W _ж.с.-- сйкес) жне 1 (W – сйкес) аралыында болады.

Кеуектілікті келесі байланыстан табуа болады:

H₀(1-₀) = H_ЖС(1-_ЖС) (3.7)

мнда: - кеуектілік

H₀, H_жС - озалыссыз жне жалансйылу абаттарыны биіктігі

Жйені белгілі асиеттері (атты зат блшектер, газ) арылы W _ж.с жне e есептеуде біратар формулалар сынылан. Бл шамаларды есептеуге е ыайлысы Lу = f (Ar, e ) байланысты болып табылады

Лященко саны (3.8)

Архимед саны (3.9)

мнда: m_ор – ортаны ттырлыыны динамикалы коэффициенті, Па^.с.

Есептеуге ыайлы болу шін бл байланыс h _у= f (Ar, e ) логарифмдік координата берілген. График кез келген ш шаманы (d, w, e) біреуін табуа ммкіндік береді. /2, 108 бет/.

3.2. ондырыны сипаттамасы

ондыры жайма татаа бекітілген (сур. 3.2.) ішкі диаметрі 50 мм колонна (быр) К₁–ден трады. бырды ішінде 4 металл тор бар. р торды стіне атты блшектер (силикагель) бар (3 сурет). Компрессор арылы берілетін ауа диафрагмадан (5) теді жне В вентиліні кмегімен бырды (К₁) тменгі торыны астына беріледі. В₂ вентилі ауаны атмосфераа жіберу ызметін атарады. Гидравликалы кедергі Д₂ диффенренциалды манометрмен лшенеді. Оны П₁ ауыстырып, осыш арылы тменгі секцияны (1-ші алып) , не баса секцияларды (2,3 – алып), немесе бкіл бырды ысым айырмашылыын лшеуге болады (4-ші алып). быр арылы тетін ауаны млшері диаметрі 9 мм диафрагмаа осылан Д₁ дифференциалды манометрді крсетуінен аныталады.

3.3. Тжірибені жргізу тсілі

Жмыса кірісер алдында В₁ вентилін толы жабады жне атмосфераа осатын В₂ вентилін ашады. Осыдан кейін ауа компрессорын іске осады. Ауаны алашы млшерін Д₁ дифференциалды манометріні крсетуі шамамен 100 мм су баанасымен болатындай етіп В₁ вентилін ашады. П₁ ауыстырып, осышты кмегімен ауаны млшерін, Д₁ дифференциалды манометрі арылы тменгі секциядаы ысым айырмашылыын лшейді. Есеп кестесіне лшеуді орытындысын жазып аланнан кейін, крсетілген тртіппен ауаны екінші, шінші жне таы сол сияты е жоары млшеріне жеткенше лшеулер жргізеді. Ауаны млшері, дифференциалды манометрді крсетуімен, су баанасымен шамамен 10 мм-ге сіп отыруы тиіс.

Жмыс аяталанда атмосфераа шыатын вентильді толы ашады, ал 1-ші вентильді жабады жне ауа компрессорын тотатады.

Сур. 3.2. ондыры сипаттамасы

К₁ – колонна, Д₁, Д₂ – диф.манометры, П₁ – айта осыш, Д₃ – диафрагма.

Тжірибеніні лшеу нтижесін 3.1. кестесіні байау хаттамасына жазады.

кесте 3.1. Байау хаттамасы

№ пп	Дифманометрді крсетуі Д₁Dh₁, мм су.ба	Ауаны млшері V, м³/с	Ауаны жылдамдыы w, м/с	Д₂ дифференциалды манометрді крсетулері (гидравликалы кедергі) Dh₂, мм су.баанасы.