ертханалы жмыс № 4

Араластыруа жмсалан энергияны анытау

Жмысты масаты: Араластыруа жмсалатын энергияны тжірибелік жолмен анытау. Энергия шыыныны критериалды тедеуіні тжірибелік коэффициенттерін анытау

4.1. Теориялы блім

Араластыруа ртрлі технологиялы процестерді стті жруіні бір шарты. Араластыруды масаты мен шарттарына байланысты аппараттарды блауыштарды ртрлі конструкцияларымен амтамасыз етеді.

Араластыру процесіні ндірісте кеінен олданылуына байланысты химия зауыттарында осы процеске жмсалан энергия ндірістегі барлы энергетикалы шыындарды басым блігін райды.

Сйыты траталан озалысын сипаттау шін тмендегі критериалды тедеуді олдануа болады:

Eu = f(Re, Fr, Г_1, Г₂) (4.1)

мндаы: Еu - Эйлер саны, Rе - Рейнольдс саны; Fr - Фруд саны; Г_1, Г₂ - геометриялы састы симплекстері

Бл тедеудегі:

(4.2)

мндаы: Р – ысымны шыыны, н/м²

– сйыты тыыздыы, кг/м³

w_ор – аын озалысыны орташа жылдамдыы, м/с

d –анытаушы сызыты лшем (диаметр), м

- сйыыты ттырлыы, Па· с

g – еркін тсу деуі, 9,81 м/с²

Блауышты диаметрі блауышы бар аппараттарды сызыты лшемі ретінде алынады (блауышты алатары жасайтын шеберді диаметрі d=50мм).

Сйыты наты озалыс жылдамдыын анытауды иындыына байланысты оны пропорционалды шама блауышты айналу санымен, ал ысым шыынын пайдаланылан уатпен ауыстырады. Сонда гидродинамикалы саты сандары тмендегідей трге келеді:

(4.3)

мндаы: n – блауышты айналу саны, айн./с;

N-блауышты білігіндегі уат, Вт;

-модифицияландырылан Эйлер саны;

- Рейнольдсті центрден тепкіш саны;

- Фрудты центрден тепкіш саны;

 

Салма кшіні серін еске алмаан жадайда жне блауыш пен ыдысты геометриялы састыы саталан кездегі блауыш білігіні уатын анытайтын байланыстылы тмендегідей болады

= С· (4.4)

 

4.2. ондырыны сипаттау

ондыры ішіне араласатын сйы йылан ыдыстан трады. Трт алаты араластырыш алмалы-салмалы білікке бекітілген (4.1-сурет)

Блауыш электродигатель арылы ременді беріліс кмегімен жмыса косылады.

Блауышты білігі айналан кезде момент пайда болады, оны мні білікті айналу санына, алаты лшемі мен сйыты тріне байланысты. Момент біліктен динамометрді те иінді беріледі. Бл момент іс жзінде блауыш жетегіні жмысты моментіне те.

 

4.3. Жмысты жргізу дісі

1. Жетекті жмысын тексеріп, динамометрді тілін нльдік баыта келтіреді

2. Динамометрді серіппесіні бос шын лшейді .

3. Электродвигатель жмыса осылады.

4. Динамометрді серіппесіні тілі нльдік баыта брыланша тартылады.

5. Араластырышты ртрлі айналу санына сйкес динамометрді серіппесіні шы лшенеді .

6. Электродвигательді жмысы тотатылады..

7. Жетекті бауын баса шкивке жалап тжірибе білікті баса айналу санына байланысты айталанады ,

 

 

Сур. 4.1. ондырыны сипаттамасы

1 - мотор-редуктор; 2 –араластырыш ойылан ыдыс; 3, 4, 5, 6 - шкивтер;

7 - блауыш; 8 – нлдік крсеткіш.

 

4.4. Тжірибелік мліметтерді деу

 

Серіппені шыны 1 мм жылжыаны 4 грамм кшке те. Серіппені бос шыны наты аншаа жылжыанын біле отырып, оны тартылу кшін анытайды:

F= ( - ) (4.5)

Динамометрді тартылу кшіні иіні д=75 мм, блауышты білігіні жмысты моменті:

М_ай =F· д (4.6)

(4.7)

мнда: i_i – беріліс саны;

D₀ – араластырышты білігіндегі шкивті диаметрі, D₀ =38 мм;

D_i – двигатель білігіндегі шкивтерді диаметрлері, мм;

Шкивтерді размері: D₁ = 38 мм; D₂ = 52 мм; D₃ = 66мм.

Двигатель білігіні минутты айналу саны 1410 айн/мин те екенін ескере отырып, блауыш білігіні айналу саны есептелінеді:

n_i= (айн/с) (4.8)

Блауышты білігіні уаты:

N = М_ай·2n_i (4.9)

Араластыру кезінде Рейнольдс саны :

(4.10)

мнда: n – блауыш білігіні айналу саны.

d=50 мм –алатарды диаметрі

 

Бдан со Эйлер саны аныталады:

(4.11)

рбір айналу санына байланысты есептеу жоарыда крсетілгендей жргізіледі.Бдан рі Еu_M = f(Re_М) графигін логарифмдік координаттар жйесінде, рады (4.2-сурет).

Соны нтижесінде тмендегідей критериальды маынаа те тзу табылады: Еu_M = C ·(Re_Ц)^-m.

Брышты тангенсі m мнін береді, ал ордина осін кесіп тетін кесінді lgC мнін береді, осыдан С мнін табуа болады .

tg = m

Еu_M = C·(Re_Ц) Lg Eu_M = lgC – mlg Re_M

«С» кбейткішін график арылы (ОА) тмендегі шарт орындалан кезде табуа болады:

Lg Re_M = 0 болан кезде Lg Eu_M + C =0

С жне m коэффициентеріні мндері арылы критериалды тедікті жне пайдаланан уатты N табуа болады.

 

lgEu_M

lgRe_Ц

4.2 сурет.Логарифмдік координаттар жйесі

4.5. Баылау сратары

 

1. Сйы ортада араластыруды маызы.

2. Блауыш білігіні уаты алай аныталады?

3. Араластыру кезінде Рейнольдс жне Фруд сандарыны физикалы маынасы андай?

4. Критери уатыны Е_u физикалы маынасы андай?

5. С жне m коэффициентері алай аныталады?

 

 

ЗЕРХАНАЛЫ ЖМЫС № 5

Ортадан тепкіш желдеткішіні сипаттамаларын анытау

Жмысты масаты:Желдеткіштер мен торларды эксперименталды сипаттамасын ру жне жмыс нктелеріні параметрлерін анытау

5.1. Теориялы блім

Ортадан тепкіш желдеткішіні траты айналым санындаы жмысы тмендегі шамалармен сипатталады:

1 – німділік Q, м³/с;

2 – туындайтын ысым ("тегеурін"), H, н/м² немесе DР, мм сын.ба.

3 – шыындалатын куат N, Вт;

4 – пайдалы сер коэффиценті h, %.

Желдеткішіні бл Q, DР, h шамалары бір-бірімен зара байланысан жне оларды біреуіні згерісі аланыны да згеруіне кеп соады DР = f(Q), N = f(Q), h = f(Q) графикалы туелділіктер, желдеткішті сипаттамалары болып табылады.

Теориялы есептеулерді негізінде бл сипаттамалары жетерліктей длдікпен трызу ммкін емес. Сондытан да практикада тжірибелік жолдармен алынан, желдеткішті сипаттамаларын олдану ке орын алан. Ортадан тепкіш желдеткішіні траты айналым санындаы n₁ типтік сипаттамасы 5.1-суретте крсетілген.

Желдеткішті сипаттамасы айналымны зге санында n₂, Q, DР, N шамаларыны згерісі келесі келтірілген атынастармен анытайды.

Ортадан тепкіш желдеткішіні сипаттамасы:

 

(5.1)

Желдеткіштерді сипаттамалары, оны ртрлі жадайлардаы жмысы мен желдету ондырыларын жобалауа желдеткіштерді тадауды анытауа ммкіндік береді.

Егер айдау кеістігі аймаында Р_к айсібір быр немесе канал арылы газ тсе. Онда газды жоалтан ысымы Н_С, газ жылдамдыына(Р_с.к.), йкелісті жеуге жне торды барлы жергілікті кедергісіне (Р_у+Р_ж.к.), гидростатикалы ысымды жеуге; ктеру биіктігіне (Р) жне ысым айырымдарына жмсалады:

 

(5.2)

 

Мндаы: йкеліс коэффиценті (лшемсіз шама).

бырды диаметрі, м;

бырды зындыы, м;

жергілікті кедергі коэффиценті;

аын жылдамдыы, м/с;

газды тыыздыы, кг/м³;

(5.2) тедеуге шыын тедеуіні жылдамды мнін ойса:

(5.3)

онда:

(5.4)

мндаы: Q_c - быр арылы тіп жатан газ шыыны (тор), м³/с;

f-бырды клдене има ауданы, м²;

 

Осыдан: , деп жазып торды келесі трдегі тедеудін аламыз:

(5.5)

 

Сур. 5.1. Ортадан тепкіш желдеткішіні сипаттамалары.

Бл тендеу, бырды барлы гидравликалы кедергілерін жеіп келе жатан быр бойындаы газбен Q_C торды жоалтан ысымы Н_С, арасындаы шыын туелділігін крсетеді.

Р_к=0, Р_т=0 боланда (5.5) тендеуіні +о жаыдаы осынды 0-ге айналады да тор исыы координатты басы арылы теді: H_C = aQ_C². Желдеткіш тора жмыс істегенде: Q = Q_C ; Н = Н_С , себебі ол торды бтіндей кедергісін DР_С, жеуге жмсалатын ысым Н_С тудырады.

Егер желдеткіші сипаттайтын Q – H, Q – N, Q - h жне Qт – Hт (Q – H масштабындай етіп), Q=Q_т жне Н=Н_т болатын А жмыс нктесін табуа болады жне желдеткішті берілген торындаы жмыс барысыны барлы сипаттамаларын анытауа болады. Осы жадайда жмыс нктесі, желдеткішті олдануды олайлыын баалауа ммкіндік береді.

 

5.2. ондырыны сипаттау

 

ондырыны эксперименталды сызбасы 5.2. суретте крсетілген.

ондыры, ортамен уалау желдеткіші (1), мен бір бірлікте орнатылан траты тота электр озаыш, реостатты кмегімен желдеткішті айналым санын те тез згертуге ммкіндік береді.

Желдеткішке мынадай бырлар жаланан, сорушы быр (3) жне айдаушы быр, екеуіні диаметрі бірдей (ішкі диаметрі d=220 мм).

Сорушы бырды шыа беріс блігі шеберленген быршадан трады (5). Онда быра баса заттар кіріп кетпес шін тор орнатылан (6).

Ал айдаушы бырды шыа беріс ойыында ауыспалы исы диафрагма орнатылан (7). Ол шыа беріс ойыты ауданын, сонымен атар айдаушы бырды кедергісін баяу згеруге ммкіндік береді. (11) жне (12) реостаттар электр озаышты стінгі бетімен бырларда келесі лшегіш аспаптар орнатылан:

a) Желдеткішті айналуын анытау шін-тахометр (13)

b) Траты электр тогыны баыты мен кшін анытау шін-вольтметр (8) жне амперметр (9) орнатылан.

c) (16) жне (17) дифференциалды манометрлермен жабдыталан (14) жне (15) Пито ттікшелері орнатылан.

 

 

5.3. Жмысты жргізу реті

Желдеткішті О-Н; Q-N; жне Q-n сипаттамаларын алу шін баылау жмыстарын жргізеді (10-шаты баылау). Малім берген млімет бойынша айналым саны траты болу керек (n₁)(1200 айн/мин). Желдеткіш осы баылау жмыстарында зіні німділігін (7) диафрагманы кмегімен, оны ашылуын згерте отырып, зі де згеріске шырайды. бырды сипаттамасын алу шін (торды) H_C = aQ_C² екінші баылау жмыстарын жргізеді. (5-шаты баылау), яни диафрагманы ашылуы, ашып айтанда торды геометриялы сипаттамасы траты болып алады (онын мнін оытушы айтады), ал ауаны шыындалуы, желдеткішті айналым саныны згерту жолымен бірге згеріп отырады.

Сур. 5.2. ондырыны эксперименталды сызбасы

1 – вентилятор, 2 – электрозалтыш, 3 – сорыш ттік,

4 – ыыстыратын ттік , 5 – плавный раструб, 6 – тор,

8 – вольтметр, 9 – амперметр, 10 – тахометр, 11, 12 – реостаттар,

14 – Пито ттікшесі, 16, 17 – манометрлер.

 

Тордаы желдеткішті сипаттамасын трызуа ажетті шамаларды Q, H, N, h тжірибе уаытысында алынан лшегіш аспаптарды берген нтижелерімен анытайды.

Дифференциалды манометр (16) (1-жмыс орын), дифманометр (17) (2-жмыс орын), вольтметр (8) жне (9) кмегімен (3-жмыс орын), аспаптарды крсетілулерін бір мезгілде "отчет" командасымен алады. Желдеткішті айналым санын баылап отыран студент (4-жмыс орын) диафрагманы (7) жаа жадайа ойып жне реостатты берілген айналым санына орнытырыланнан кейін осы команданы орындау керек.

ондырымен жмысты орындау ретімен танысып болан со орындарды белгілеу керек, сонымен оса бырдаы Пито ттікшесіні тру жадайын тексеру, дифференциалды манометрдегі сйыты 0 де труын жне малімні рсатымен тетікті осып желдеткішті іске осуды адаалау керек, ол шін 2 реостатты сосын бадылаушы 12 тетікті жайлап іске осады.

 

 

5.4. Тжірибеден алынан мліметтерді талдау

1. H-желдеткішті толы тегеуріні деп аталатын, оны тудыратын ысымны жоарылауы, оны дифференциалды манометр (16) анытайды. мм. су. ба.

2. N - желдеткіш ондырысына кететін уат:

(5.6)

мн: U-траты ток кернеуі , В

J-ток кші, A

 

3. Q-желдеткішті німділігі:

(5.7)

мн: - бырды клдене имасыны ауданы, м.

Сорушы быр жтатын ауаны орташа жылдамдыын (W) келесі жолымен табады. Сорушы бырды осінде орналсан Пито ттікшесіне (15) жаланан диференциалды манометр (17) 5.2-сурет. Осы бырды ішіндегі ысымны (Р_ж) жылдамдыын крсетеді. бырды ішінен тіп жатан ауаны болмашы арнасы (м/с) былай табады:

 

(5.8)

мн: r - ауа тыыздыы, кг/м³; 9,81 – еркін тсу деуі DР_ж ысым жыддамдыы, мм. су. ба. н/м² -де. Турбулентті аын шін орташа жылдамдыты максималды жылдамдыа атынасы шамамен 0,9 райды.

Осыдан сорушы бырдаы ауаны орташа жылдамдыы:

мн: d-сорушы бырды ішкі диаметрі.

 

Кесте 5.1. Байау хаттамасы

 

№№ пп	Желдет- кішті айналымы, айн/мин	диафрагма 7	Аспаптарды крс	Есептелген шама
H, мм су.ба.	DPж, мм су.ба	V, В	I, А	Q, м3/с	h, %	N, Вт	Re
а) желдеткішті сипаттамалары:
б) торды сипаттамасы:

 

Ескерту

1. Желдеткішті сипаттамасын анытаан кезде тек ана ауаны бастапы жне соы шыыны шін критериін анытайды..

2. Торды сипаттамасын анытаан кезде тек диф.манометрлер 16, 17 жне Q_C лшейді.

3. Желдеткішті П..К.,(n) электр озаышпен бірге анытайды:

(5.9)

мн: Q-ауаны шыыны, м³/с

Н-желдеткіш тудыратын тегеурін н/м²

N-шыындалан уат, Вт

 

5.5. Баылау сратары

1. Ортадан тепкіш желдеткішті алай растырылан жмыс істеуі.?

2. Желдеткішті сорушы бырында орналасан Пито ттікшесіні плюс минусына жаланан дифманометр андай ысымдар айырымын крсетеді?

3. Желдеткішті сипаттамасын анытаан кезде неге шыымын диафрагманы реттеу тетігімен тетігінен згертуге болады да, ал торды сипаттамасын анытаан кезде болмайды?

4. Top сипаттамасы мен жмыс нктесіні андай физикалы мні бар?

5. Сорушы жне айдаушы бырдаы ауаны тыыздыы екеуінде бірдей болатындай етіп не шін есептейді?

6. Иілген шкалы дифманометрді U-бейнелі дифманометрден андай зге артышылыы бар?

7. Желдеткішті тудыратын ысым айырымын анытау шін оны дифманометр арылы Питоны ос ттікшесіні плюсіне емес минусіне жалауа бола ма?

8. Егер сорушы бырдан торды алып тастайтын болса, онда диафрагманы реттеу ттігіні сол мезеттегі ашылуы жмыс нктесінде алай крінеді (желдеткішті берілген айналым саны шін?

9. Тахометр не шін керек?

 

 

ЗЕРТХАНАЛЫ ЖМЫС № 6