Методика проведения экспериментов и обработка результатов

5.1. Методика проведения экспериментов

Каждой бригаде студентов получить от лабо­ранта по одной твердой частице с известной плотностью и диаметром и по одной частице с известной плотностью, но неизвестным диаметром.

 

1—стеклянные цилиндры; 2—подставка; 3— сетчатая ловушка; 4 — державка;

5 — подсветка

 

2. На аналитических весах определить вес части­цы с неизвестным диаметром и по формуле (8.2) рас­считать ее эквивалентный диаметр. Эквивалентный диаметр можно определить также пятикратным из­мерением частицы микроманометром.

3. На дно каждого цилиндра установить сетча­тую ловушку 3 с державкой 4.

4. С помощью пинцета твердую частицу с извест­ным диаметром осторожно опустить в жидкость, на­ходящуюся в первом цилиндре, и по секундомеру оп­ределить время ее перемещения между метками «а» и «б» - τ1,1

5. С помощью ловушки 3 твердую частицу извлечь из первого цилиндра, тщательно обтереть ветошью и опыт в аналитическом порядке повторить во втором и третьем цилиндрах, в результате чего определить τ1,2 и τ1,3.

6. Затем эти опыты повторить с частицей неиз­вестного диаметра и получить значения τ2,1; τ2,2;τ2,3. После окончания опытов частицы тщательно обтереть ветошью и сдать лаборанту.

5.2. Обработка опытных данных

1. По формуле

(8.21)

определить скорости осаждения частиц в различных средах,

где 1 — расстояние между метками «а» и «б». м;

i = 1, 2 номера твердых частиц;

j = 1, 2, 3 номера жидких сред, в которых осаж­даются частицы.

2. Для первой частицы по формуле (8.3) опреде­лить числа Aг1,j применительно к различным средам и по формулам (8.21) и (8.1) рассчитать значения чисел Рейнольдса Reoc. экс. 1,1 и Reос. экс. 1,3 соответству­ющие скоростям осаждения в воде и глицерине.

3. По формуле

 

(8.22)

определить экспериментальное значение коэффициен­та удельной поверхности первой частицы.

4. По формуле

(8.23)

определить значение коэффициента формы и шерохо­ватости первой частицы.

5. По формуле (8.19) рассчитать значения чисел Рейнольдса, соответствующие скоростям осаждения в различных средах.

6. По формуле

(8.24)

определить теоретические значения скоростей осаж­дения первой частицы в различных средах (см. рис.85).

Рис. 8.5. График сопоставления эксперименталь­ных и расчетных данных по определению скоро­сти осаждения первой частицы в различных средах

7. Выполнить графическое сопоставление экспери­ментальных и теоретических значений скоростей осаждения первой частицы в различных средах (см. рис. 8.5).

8. Для второй частицы по формуле (8.16) опреде­лить числа Ly2,j при осажденииих в различных средах.

9. По найденным значениям чисел Ly2,j по номо­грамме (рис. 8.3) или по формуле (8.20) определить соответствующие числа Ar2,j и экспериментальное зна­чение диаметра второй частицы по скорости осажде­ния в различных, средах по формуле

(8.25)

10. Усреднить полученные значения для определе­ния среднеарифметической величины опытных данных диаметра второй частицы

(8.26)

Таблица 8.2

Экспериментальные и расчетные данные

по прямой задаче процесса осаждения

Номера замеров Среда d1 τ1,j Vос.эксп.1,j φп φф Vос. т.1,j
    м с м/с − − м/с
           

 

 

Таблица 8.3

Экспериментальные и расчетные данные

по обратной задаче процесса осаждения

Номера замеров Среда τч,j Vос. эксп. 2,j Lyчj Arчj dч. эксп.j
    с м/с − − м
           

dч.изм= dч.эксп.=

Содержание отчета

Отчет по выполненной работе должен содержать:

1. Схему экспериментальной установки.

2. Таблицы экспериментальных и расчетных зна­чений.

3. Пример расчета величин.

4. График сопоставления экспериментальных и расчетных данных по определению скорости осаж­дения первой частицы в различных средах.

Контрольные вопросы

1. Для чего применяются отстойные аппараты?

2. Что такое свободное осаждение?

3. Какие существуют режимы осаждения твердых частиц в жидкостях?

4. Как определяется сила сопротивления движе­нию частицы в жидкости?

5. Что такое скорость осаждения?

6. Прямая и обратная задачи осаждения?

7. Как учитывается влияние формы и шерохова­тости частиц на скорость осаждения?