Файл: Лабораторная работа 20 Изучение процесса массоотдачи при растворении твердого вещества в аппарате с механическим перемешиванием.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 43

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МинистерствообразованияРоссийскойФедерации

Казанскийгосударственныйтехнологическийуниверситет

Кафедра ПАХТ


Лабораторная работа № 20

Изучение процесса массоотдачи при растворении твердого вещества в аппарате с механическим перемешиванием.
Выполнил:

Студент группы 513142

Пак Е. Р.

Проверила:

Нургалиева А. А.


Казань 2006г.
Изучение процесса массоотдачи при растворении твердого вещества в аппарате с

механическим перемешиванием.
Цель работы: экспериментальное определение коэффициентов мссоотдачи и обобщение их зависимости от интенсивности перемешивания в виде критериального уравнения.

Описание установки.

Лабораторная установка состоит из бочка с перегородками и лопастной мешалкой. Бачок выполнен из органического стекла. Размеры лопастей и перегородок, расположение мешалки в сосуде определены исходя из принятых соотношений размеров для нормализованных аппаратов и составляют:DБ = 240 мм – диаметр бочка; dм = 0,66 ∙ DБ =160 мм – диаметр окружности, ометаемой лопастной мешалкой; в=0,1∙DБ = 24 мм – ширина лопасти мешалки; h= = 0.3 ∙DБ= 70 мм – глубина погружения мешалки; НБ = 0,8 ∙DБ= 192 мм – высота бочка; число лопастей – 2. частота вращения мешалки регулируется изменением напряжения, подводимого к коллекторному электродвигателю, и высвечивается на табло.

Температура воды замеряется термометром. Таблетка закрепляется на иголках таблеткодержателя, поэтому она растворяется по всей поверхности равномерно.

Контрольно-измерительные приборы: аналитические весы с набором разновесов; микрометр; термометр с ценой деления 0,1 0С; секундомер.

Порядок выполнения работы

Для выполнения необходимо иметь 4 подготовленных таблеток, примерно одинаковых размеров.

  1. Наполнить бачок до уровня НБ = DБ.

  2. Взвесить таблетки на аналитических весах с точность до 0,01 г и пронумеровать их.

  3. Обмерить таблетки и записать их размеры с точностью ±0,01 мм

  4. Включить электродвигатель, установить требуемое число оборотов мешалки. Опыты проводить при числах оборотов мешалки в пределах 60 – 135 об/мин. Скорость мешалки определяется с помощью электронного тахометра 8 или визуально.

  5. Закрепить таблетку в таблеткодержателе, опустить ее в бачок с одновременным включением датчика контроля времени и выдержать там 60 секунд. По истечении контрольного отрезка времени, когда свет сигнальной лампы датчика перейдет в режим мигания, вынуть таблетку и осторожно вытереть фильтровальной бумагой.

  6. Записать номер таблетки и положить в сушильный шкаф на 20 – 30 минут.

  7. Выполнить эти же операции с остальными таблетками при других частотах вращения мешалки, выдерживая таблетки в сосуде в течение установленного времени.

  8. Таблетки после высушивания взвесить и записать их массу.

  9. Результаты измерений записать в таблицу №1


Таблица результатов измерения таблица №1

№ таблеток


М0, кг


М, кг


DT, м


НТ,, м


t, c


n,

об/мин


Т, 0С


Снас,

кг/м3


D,

м2/с
Примечание

1
0,0026
0,0024
0,01148
0,01258
60
35

22

341
1,594 10-9



2
0,00159
0,00117
0,0129
0,00859
60
83



3
0,0019
0,00135
0,00124
0,00953
60
101



4
0,00277
0,002
0,01395
0,00922
60
123



Обработка опытных данных

Таблица расчетных величин


№ таблеток
n, c-1
F, м2
, м/с
Nu’жоп
Reм
lg Nu’жоп

lg Reм
B*граф

В*ан
mграф

mан
Nu’жрасграф
Nu’жрасан

1
0,58
0.00066
0,000053

2729
11334
3.44
4.05

12,6

10

0.57

0.6
2570
2692

2
1,38
0.00061
0,000044
3436
26968
3.54
4.43
4266
4571

3
1,68
0.00061
0,000034
4447
32830
3.65
4.52
4786
5129

4
2,05
0.00071
0,000053

5357
40061
3.73
4.60
5248
5754


А). вычисление поверхности таблетки



1. F =3.14 0.01148(0.01258 + 0.5 0.01148) = 0.00066 м2

2. F =3.14 0.0129(0.00859 + 0.5 0.0129) = 0.00061 м2

3. F =3.14 0.0124(0.00953 + 0.5 0.0124) = 0.00061 м2

4. F =3.14 0.01395(0.00922 + 0.5 0.01395) = 0.00071 м2

Б) коэффициент массоотдачи



1. ж = (0,0026 – 0,00294)/ 0,00066 341 60 = 0,000027 м/с

2. ж = (0,00159 – 0,00117)/ 0,00061 341 60 = 0,000034 м/с

3. ж = (0,0019 – 0,00135)/ 0,00061 341 60 = 0,000044 м/с

4. ж = (0,00277 – 0,002)/ 0,00071 341 60 = 0,000053 м/с
В) Критерий Рейнольдса

Reм = ρdм2n/μ

1. Reм = 1000 ∙0.162∙0.58/1310 ∙10 -6= 11334

2. Reм = 1000 ∙0.162∙1.38/1310 ∙10 -6= 26968

3. Reм = 1000 ∙0.162∙1.68/1310 ∙10 -6= 32830

4. Reм = 1000 ∙0.162∙2.05/1310 ∙10 -6= 40061
Г) диффузионный критерий Нуссельта:

Nu’ж = βж ∙dм / D

1. Nu’ж =0,000027∙0,16 / 1.583∙10 -9 = 2729

2. Nu’ж =0,000034∙0,16 /1.583∙10 -9 = 3436

3. Nu’ж = 0,000044∙0,16 /1.583∙10 -9 = 4447

4. Nu’ж = 0,000053∙0,16 /1.583∙10 -9 = 5357
Д) определение коэффициентов В* и m

Графический метод


№ таблеток
lg Nu’жi
lg Reмi

1
3.44
4.05

2
3.54
4.43

3
3.65
4.52

4
3.73
4.60

Из графика получим, что lgB*= 1,1, В* =12,6

m = 0,57


Аналитический метод

составляем уравнение

lgNu’
ж1 + lgNu’ж2 = 2lgB* + m( lgReм1+ lgReм2)

lgNu’ж3 + lgNu’ж4 = 2lgB* + m( lgReм3+ lgReм4)
3,44 + 3,54 = 2 lgB* + m (4.05 + 4.43)

3,65 + 3,73 = 2l gB* + m(4.52 + 4.6)
6.98 = 2 lgB* + 8.48 m

7.38 = 2 lgB* + 9.12m

m=0.6

lgB*= 1

В* =10

Для аналитического метода

lgNu’ж = lgB* + milgReMi

1.lgNu’ж1 = 1 + 0,6 ∙4.05 = 3,43 Nu’ж = 2692

2.lgNu’ж2 = 1 + 0,6 ∙4.43 = 3,66 Nu’ж = 4571

3.lgNu’ж3 = 1 + 0,6 ∙4.52 = 3,71 Nu’ж = 5129

4.lgNu’ж4 = 1 + 0,6 ∙4.60 = 3,76 Nu’ж = 5754

Для графического метода

lgNu’ж = lgB* + milgReMi

1.lgNu’ж1 = 1,1 + 0,57 ∙4.05 = 3,41 Nu’ж = 2570

2.lgNu’ж2 = 1,1 + 0,57 ∙4.43 = 3,63 Nu’ж = 4266

3.lgNu’ж3 = 1,1 + 0,57 ∙4.52 = 3,68 Nu’ж = 4786

4.lgNu’ж4 = 1,1 + 0,57 ∙4.60 = 3,72 Nu’ж = 5248
Вывод: провели опыт и экспериментально определили коэффициент массотдачи. Разными способами определили критерий Нуссельта.

Смотрите также файлы