Fluidizált halmaz jellemzőinek mérése

Átírás

1 1. Gyakorlat célja Fluidizált halaz jellezőinek érése A szecsés halaz tulajdonságainak eghatározása, a légsebesség-nyoásesés görbe és a luidizációs határsebesseg eghatározása. A érésekböl eghatározott és a kétéle ódszer szerint kezdeti luidizációs sebesség összehasonlítása.. Eléleti alapok A luidizáció aero/hidro-echanikai űvelet. Célja az, hogy a szecsés halazok szabad összelületét valailyen célból (hőátadás, anyagátadás, stb.) egnöveljük. Fluid állapotot úgy tudunk létrehozni, hogy a nyugvó szecsés halazon átáraló luidu, -gáz- vagy olyadéksebességét addig növeljük, aíg a luidu áralási nyoásesése eléri a szecsés halaz egységnyi alapterületre eső archiédesi súlyát /1./. Ebben a helyzetben a részecskék elozdulnak. Az ezt az állapotot előidéző sebesség a luidizáció alsó határsebessége. Az áralási sebesség további növelésével a szecsék lebegni kezdenek és növekszik a halaz porozitása. A luidu nyoásesése a luidizációs határsebességig növekszik, a luidizáció létrejötte után azonban konstans értéket vesz el. A luidizáció első határán a luidu elragadja a részecskéket, ivel a luidu áralási sebessége eléri a halazt képező szecsék ülepedési sebességét. Ekkor a részecskékre ható közegellenállásból szárazó erő, ely a ölelé ozgást idézi elő, egegyezik a részecskékre ható gravitációs erő és a elhajtó erő különbségével. Ha a luidu gáz, ezt nevezzük pneuatikus szállításnak. A töltet rácsnyoása ( archiédeszi súlya) : Δ p = (1 ) ( ρ ρ ) g (1) ahol: ρ sz ρ sz a luidizált réteg agassága a porozitás (ajlagos hézagtérogat) a szilárd szecse sűrűsége a luidu sűrűsége a) A iniális luidizációs sebesség száítása végezhető az áralási nyoásesés és a szecsés halaz hidrodinaikai ellenállása alapján is : 0 = 4 ahol: 0 d 1 v0ρ d a töltet által eloglalt, hézag nélküli oszlopagasság, 0 =(1-) a luidizált szecsék átérője a surlódási tényező /. ábra/ ()

2 . d e ( ρ sz ρ ) ρ g = (.a) η A sz. ábrából a eghatározható, elyből száoljuk a -t. b) A iniális luidizációs sebesség száítására és beállítására alkalazható egyik epírikus összeüggés: Wen-Yu érései szerint: in 0,5 (,7 + 0,0408 Ar), 7 = () ahol: in a ynolds-szá, + de v0 ρ in = η (4) Ar de ρ g ( ρsz ρ ) az Archiedes-szá, Ar = η (5) a szecsék egyenértékű átérője, d e d. Mérőberendezés e = 6 V /.14 = 1,4 M ρsz (6) A luidizálandó anyagot (köles, űanyag golyók) egy D=56,7 átérőjű üvegcsőbe töltjük [4]. (1.sz. ábra) Ennek az alsó részében vászon betét van az egyenletes légelosztás érdekében. A luidizáló levegőt ventilátor [1](ip. porszívó) biztosítja. A levegő térogatáraát szeleppel [] szabályozzuk és rotaéter [] segítségével érjük. A különböző légsebességeknél U-csöves anoéterrel [5] érjük a halaz nyoásesését. A luidizáció határsebessége ott van, ahol a halaz éppen egozdul. 4. Mérés enete 1. Meg kell határozni a szecsés halazok tulajdonságait, ill. jellezőit: V ö V sz 1.1 A porozitás eghatározása: =, ahol V sz a szecsék, V ö V ö a halaz térogata. : adott térogatú halaz töegének egérése után a hézagtérogatot kell egérni, isert sűrűségű közeggel (pl.: víz) való eltöltés utáni isételt térogatéréssel. 1. A sűrűség ρ sz eghatározása az 1.1 alapján. 1. Az d e egyenértékű részecske átérő eghatározása: (6) kiejezés segítségével. 1.4 A luidu (levegő) anyagjellezőinek ( sűrűség: ρ, din. viszkozitás: η ) eghatározása táblázat segítségével, adott hőérséklethez.

3 . Ki kell érni és táblázatba kell oglalni a térogatára (W), a nyoásesés () és halazagasság () értékeket. A érést két éle anyaggal két-két halaztöltet agassággal végezzük el. A ventilátor indítása után a szeleppel állítjuk be a levegő térogatáraát és a beállított értékeket a rotaéterről tudjuk leolvasni. A beállított értékhez tartozó nyoásesést a anoéter utatja, illetve az üvegcsövön érjük a szecsés halaz indenkori agasságát. 5. A adatok kiértékelése 1. A rotaéteren leolvasott térogatáraokból az oszlop (üvegcső) üres keresztetszetére vonatkoztatott sebességeket száítjuk:. Az adott sebességekhez kiszáítjuk értékeit. v 0 4W D,14 = (7). A légsebességhez tartozó hézagtérogat értékeit száítjuk a halazagasságokból és a halaz (nyugali) porozitásából. 4. Kiszáítjuk.a) és.b) összeüggései alapján a iniális luidizációs sebességeket. A és száított adatok táblázatát: lásd. Külön. 5. A adatok alapján egrajzoljuk a -, az - és - diagraokat. 6. A adatok alapján be kell jelölni a iniális luidizációs sebesség értékét. 7. A érésből eghatározott iniális luidizációs sebesség értékét össze kell hasonlítani a száítások eredényeivel. Anyagok a) szerint száított b) szerint száított érésekből leolvasott

4 1 4 5 Irodalo: 1. sz. ábra 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 Fábry György: Vegyipari gépek és űveletek III. TK., Budapest, Ciborowski: A vegyipari űveletek alapjai.. Mg. Kiadó, Budapest, 1969.

5 Anyag:... Töltetagasság : =... dukált töltetag. : 0 =... Térogatára W Mért Sebesség ynoldsszá Nyoásesés Magasság Porozitás [ /h] [/s] [-] [Pa] [] [-] Anyag:... Töltetagasság : =... dukált töltetag. : 0 =... Térogatára W Mért Sebesség ynoldsszá Nyoásesés Magasság Porozitás [ /h] [/s] [-] [Pa] [] [-]