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?
