LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ. Ćwiczenie nr 16

Transkrypt

1 KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I ROCESOWEJ INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, ROCESOWEJ I BIOROCESOWEJ Ćwiczeie r 16 Mieszaie Osoba odpowiedziala: Iwoa Hołowacz Gdańsk, 2017

2 CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA Celem ćwiczeia jest zbadaie wpływu zastosowaia przegród oraz apowietrzaia cieczy w mieszaliku a przebieg procesu i moc mieszaia. 1. Budowa i wyposażeie staowiska odstawowe elemety zestawu laboratoryjego staowią: mieszalik wyposażoy w: mieszadło apędzae silikiem elektryczym, przegrody i bełkotkę doprowadzającą powietrze, układ regulacji obrotów silika i pomiaru mocy prądu elektryczego pobieraej przez silik, zbudoway z autotrasformatora i watomierza, mierik liczby obrotów mieszadła z podłączoą prądicą tachometryczą umocowaą do wału wirika silika apędzającego mieszadło, układ doprowadzający sprężoe powietrze do bełkotki zbudoway z filtra powietrza, reduktora ciśieia, zaworu do regulacji strumieia powietrza i rotametru do pomiaru strumieia objętości powietrza wprowadzaego do mieszalika, maometr mierzący ciśieie powietrza dopływającego do bełkotki, termometr do pomiaru temperatury wody w mieszaliku. Dae: średica mieszalika średica mieszadła szerokość łopatki mieszadła odległość mieszadła od da szerokość przegród wysokość słupa cieczy w mieszaliku D = 400 mm d = 134 mm b = 33 mm h = 217 mm B = 40 mm ok. 550 mm 2. Wykoaie pomiarów zamocować bełkotkę w mieszaliku, założyć przegrody (wykouje prowadzący); wykoać pomiary poboru mocy w zależości od liczby obrotów I seria pomiarów - bieg jałowy: astawić liczbę obrotów ok /mi, odczytać moc i liczbę obrotów; UWAGA: dla obliczeia rzeczywistej liczby obrotów zapisywać zawsze miimum 10 odczytów [obr/mi]. Katedra Iżyierii Chemiczej i rocesowej Wydział Chemiczy G

3 Laboratorium Iżyierii Chemiczej Ćwiczeie r 16 zmieić liczbę obrotów do ok /mi, a astępie do ok.240 obrotów, powtórzyć pomiary. II seria pomiarów - mieszalik z przegrodami wypełioy wodą: apełić mieszalik wodą; astawić liczbę obrotów ok /mi, poczekać chwilę do ustabilizowaia się parametrów, odczytać moc i liczbę obrotów; zmieiać liczbę obrotów o ok.30 1/mi do osiągięcia 250 obrotów, powtarzać pomiary; wykoać 5 pomiarów - jede pomiar to jede odczyt mocy i dziesięć odczytów liczby obrotów; III seria pomiarów - mieszalik z przegrodami wypełioy mieszaią wody i powietrza: ustawić przepływ powietrza przez bełkotkę a 400 dm 3 /h, powtórzyć całą serię pomiarową (5 pomiarów); IV seria pomiarów - mieszalik z przegrodami wypełioy mieszaią wody i powietrza o iym atężeiu przepływu powietrza: zmieić atężeie przepływu powietrza a dm 3 /h, powtórzyć pomiary (poowie 5 pomiarów); V seria pomiarów - mieszalik z przegrodami wypełioy mieszaią wody i powietrza, stała prędkość mieszadła: astawić podaą przez prowadzącego liczbę obrotów, poczekać chwilę do ustabilizowaia się parametrów, odczytać moc i liczbę obrotów, włączyć przepływ powietrza i wykoać serię 5 pomiarów przy ustaloej prędkości obrotowej mieszadła i zmieym atężeiu przepływu powietrza, przepływy powietrza podaje prowadzący, dla każdego atężeia przepływu powietrza odczytać z maometru adciśieie powietrza VI seria pomiarów - mieszalik bez przegród wypełioy wodą: wyłączyć mieszadło, usuąć z mieszalika przegrody oraz bełkotkę (wykouje to prowadzący ćwiczeie), poczekać do uspokojeia się cieczy, wykoać pomiary (zowu 5 pomiarów); wyłączyć mieszadło, zmierzyć temperaturę wody; otworzyć kurek spustowy i opróżić mieszalik; zaotować wartość ciśieia atmosferyczego.; Katedra Iżyierii Chemiczej i rocesowej Wydział Chemiczy G 3

4 Laboratorium Iżyierii Chemiczej Ćwiczeie r Opracowaie wyików wyiki pomiarów serii I, II, III, IV i VI przedstawić a wykresie jako zależość zużycia mocy od liczby obrotów mieszadła [N = f()], UWAGA: rzeczywista wartość prędkości obrotowej to średia arytmetycza z 10 odczytów [obr/mi]. wykoać obliczeia wartości liczby mocy mieszaia L M oraz liczby Reyoldsa Re M dla pomiarów wykoaych w seriach II i VI; ależy przy tym pamiętać, że są to liczby kryteriale oraz, że mierzoe a watomierzu zużycie mocy jest sumą mocy mieszaia oraz mocy zużywaej a pokoaie oporów pracy mieszadła /bieg jałowy/; wyiki obliczeń przedstawić a wykresie jako zależość logarytmu z liczby mocy w fukcji logarytmu z liczby Reyoldsa [log L M = f(log Re M )], Wykoać obliczeia liczby apowietrzaia N a oraz obiżeia zużycia mocy N /N (stosuek mocy zużywaej a mieszaie układu woda-powietrze do mocy zużywaej a mieszaie wody, przy tej samej prędkości obrotowej mieszadła) dla pomiarów wykoaych w serii V; wyiki obliczeń przedstawić a wykresie jako zależość N /N=f(N a ) V N gdzie: Uwaga: rzeliczaie wskazań rotametru V - strumień objętości gazu [m 3 /s]. a Rotametr jest wzorcoway dla ciśieia atmosferyczego 760 mm Hg i temperatury 20 o C. Odczytae wartości atężeia przepływu ależy przeliczyć a aktuale wartości temperatury i ciśieia d 3 V V 20, 760 gdzie: V - wskazaie odczytae z rotametru, 20, , 760 V - skorygowaa wartość atężeia przepływu powietrza dla temperatury pomiaru i ciśieia obliczoego jako: atm atm 2 20,760 i - gęstości powietrza w warukach pomiarowych. ad Sprawozdaie powio zawierać zebrae w tabelach wyiki pomiarów i wyiki obliczeń, przykładowe obliczeia (wzór podstawieie - wyik), wykresy oraz wioski. Katedra Iżyierii Chemiczej i rocesowej Wydział Chemiczy G 4

5 Laboratorium Iżyierii Chemiczej Ćwiczeie r 16 Waruki pomiarowe Ciśieie atmosferycze Temperatura wody atm = mm Hg t H2 O = C Seria I, bieg jałowy omiar rędkość Seria II, mieszalik z przegrodami wypełioy wodą omiar rędkość Seria III, mieszalik z przegrodami wypełioy mieszaią wody i powietrza Objętościowe atężeie przepływu powietrza, V = [l/h] omiar rędkość Katedra Iżyierii Chemiczej i rocesowej Wydział Chemiczy G 5

6 Laboratorium Iżyierii Chemiczej Ćwiczeie r 16 Seria IV, mieszalik z przegrodami wypełioy mieszaią wody i powietrza Objętościowe atężeie przepływu powietrza, V = [l/h] omiar rędkość Seria V - mieszalik z przegrodami wypełioy mieszaią wody i powietrza, stała prędkość mieszadła omiar rędkość V [l/h] ad [at] Seria VI, mieszalik bez przegród wypełioy wodą omiar rędkość Katedra Iżyierii Chemiczej i rocesowej Wydział Chemiczy G 6