Hydrodynamika Warstwy Fluidalnej -

Wyznaczania prędkości krytycznej

Wykonanie ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest znalezienie prędkości krytycznej gazu dla danego ładunku fluidalnego. Wartość prędkości krytycznej ładunku należy uzyskać na postawie pomiarów ∆p i u. Następnie należy wykonać wykres zależności ∆p = f(u) i z wykresu odczytać wartość u_k. Aby uzyskać wartości ∆p i u potrzebne do wykonania wykresu korzystamy z aparatury przedstawionej na rysunku. Ładunek składający się z ziaren ciała stałego znajduje się w rurze i jest umieszczony na płytce ze szkła porowatego wtopionej w rurę. Celem przeprowadzenia ładunku w stan fluidalny wprowadzamy do rury (od dołu) powietrze z butli. Powietrze kierowane jest przez wykalibrowany przepływomierz do dolnego wylotu rury. Do otworu tuż pod dnem porowatym dołączono przez flaszkę Woulffa manometr. Flaszka Woulffa ma na celu wyrównanie wahań ciśnienia. Przy pomocy manometru mierzy się różnicę ciśnień ∆p (opór hydrauliczny). Drugie ramie manometru komunikuje się bezpośrednio z atmosferą. Zakładamy, że nad ładunkiem fluidalnym panuje ciśnienie atmosferyczne. Zwiększając stopniowo szybkość objętościową, której wartość odczytujemy z przepływomierza, zwiększamy równocześnie prędkość liniową przepływającego gazu. Dla każdej określonej prędkości liniowej gazu u odczytujemy odpowiadającą jej wartość różnicy ciśnień na manometrze. Początkowo obie te wartości wzrastają. Po przekroczeniu prędkości krytycznej gazu dalszy wzrost przepływu gazu powoduje już tylko niewielki przyrost różnicy ciśnień. W tym punkcie należy pomiar zakończyć. Otrzymane wartości u (wychylenie przepływomierza) i ∆p umieszczamy w tabeli według wzoru podanego niżej, a następnie nanosimy je na wykres, na którym na osi rzędnych odkładamy ∆p, a na osi odciętych wartości u. Z wykresu odczytujemy wartość prędkości krytycznej u_k. Pomiar należy powtórzyć trzykrotnie dla dwóch warstw o różnej wysokości.

Wychylenie przepływomierza [mm]	∆p [mm]	Wysokość warstwy materiału [cm]

---