1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było poznanie mechanizmów tworzenia warstwy fluidalnej i wyznaczanie jej podstawowych parametrów.

1. Schemat stanowiska pomiarowego:

Rys 1. Schemat stanowiska pomiarowego ^[1]

1. Kolumna fluidyzacyjna

2. Wentylator

3. Kryza

4. Rurociąg ssawny

5. U- rurka

6. Dno sitowe(ruszt)

7. Materiał sypki( kulki- materiał złoża fluidalnego)

1. Tabela pomiarowa:

Lp	Wysokość ciśnienia różnicowego	Wysokość złoża fluidalnego	Wysokość ciśnienia w kolumnie fluidyzacji
			0
			-158
	Δh [mm]	Hz [mm]	h0 [mm]
1	0	55	0
2	3	55	48
3	12	125	52
4	25	180	56
5	43	195	58
6	70	290	61
7	85	350	65
8	103	440	68
9	142	720	72
10	160	920	74
11	185	1200	78

1. Obliczenia i opracowanie wyników pomiarów

   1. Strumień objętości:

$$\dot{\dot{V} = \frac{C}{\sqrt{1 - \ \beta^{4}}}\varepsilon_{1}\frac{\pi d^{2}}{4}\sqrt{\frac{2p}{\rho_{1}}}\text{\ \ \ }\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack}$$

$$\rho_{1} = \rho_{n}*\frac{\left( p_{\text{ot}} - \varphi_{\text{ot}}*p^{''} \right)*T_{n}}{T*p_{n}} + \varphi_{\text{ot}}*\rho^{''} = 1,1541\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$$

p₅ = ρ_m5 * g * h₅ = 421, 83 [Pa]

$$\dot{\dot{V} = \frac{0,6021}{\sqrt{1 - \ {0,7348}^{4}}}*0,9986*\frac{\pi{110,22}^{2}}{4}\sqrt{\frac{2*421,83}{1,1541}} = 0,18428\text{\ \ \ }\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack}$$

2. Prędkość strumienia powietrza – prędkość pozorna strugi fluidyzacyjnej

$$u_{f} = \frac{\dot{V}}{A_{f}} = 6,855\ \left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$$

$$A_{f} = \frac{\pi D_{f}^{2}}{4} = 0,02688$$

2. Ciśnienie w kolumnie fluizydzacyjnej

p_i = ρ_m2 * g * h_i

Tabela 2. Wyniki obliczeń

	Δh [Pa]	$$\dot{\mathbf{V}}$$ [m^3/s]	uf [m/s]	Hz [m]	P0 [Pa]	P1 [Pa]	P2 [Pa]	P3 [Pa]	P4 [Pa]	P5 [Pa]	P6 [Pa]	P7 [Pa]	P8 [Pa]
1	0	0,0000	0,000	55	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
2	3	0,0487	1,811	55	372,94	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
3	12	0,0973	3,622	125	404,02	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
4	25	0,1405	5,227	180	435,09	15,54	15,54	15,54	15,54	15,54	15,54	15,54	15,54
5	43	0,1843	6,855	195	450,63	23,31	23,31	23,31	23,31	23,31	23,31	23,31	23,31
6	70	0,2351	8,747	290	473,94	31,08	31,08	46,62	46,62	46,62	46,62	46,62	38,85
7	85	0,2591	9,639	350	505,02	38,85	38,85	38,85	31,08	31,08	31,08	31,08	23,31
8	103	0,2852	10,610	440	528,33	46,62	46,62	38,85	38,85	38,85	38,85	38,85	31,08
9	142	0,3349	12,458	720	559,41	116,54	62,16	54,39	46,62	46,62	46,62	46,62	38,85
10	160	0,3555	13,224	920	574,94	147,62	108,77	69,93	62,16	54,39	54,39	54,39	46,62
11	185	0,3822	14,220	1200	606,02	194,24	108,77	93,23	85,46	62,16	69,93	69,93	54,39

4. Graficzna interpretacja wyników.

   1. Wykres zależności ciśnienia od położenia punktu pomiarowego

Wykres 1. Rozkład ciśnienia w kolumnie fluidyzacyjnej w zależności od położenia punktu pomiarowego

1. Wykres zależności ciśnienia od wysokości złoża fluidalnego

Wykres 2. Rozkład ciśnienia w kolumnie fluidyzacyjnej w zależności od wysokości złoża fluidalnego

4. Porowatość złoża i liczba Reynoldsa

$$\varepsilon_{0} = \frac{V_{\text{Go}}}{V_{Z0}} = \frac{V_{\text{Zo}} - V_{s}}{V_{\text{Zo}}} = \frac{A_{\text{Go}}}{A_{f}} = 0,41096$$

$$\varepsilon_{i} = \frac{V_{\text{Gi}}}{V_{Zi}} = \frac{V_{\text{Zi}} - V_{s}}{V_{\text{Zi}}} = \frac{A_{\text{Gi}}}{A_{f}}$$

$$\text{Re}_{f} = \frac{u_{f}*d_{s1}}{V_{g}} = \frac{u_{f}*d_{s1}*\rho_{G}}{\eta_{G}}$$

		Wysokość zloża	Prędkośc Fludyzacji	porowatość	Liczba Reynoldsa
Symbol		Hz	uf	ε	Re
Jednostka		[mm]	[m/s]	--	--
Pomiar	1	55	0,000	0,465	0,000
	2	55	1,811	0,465	690,885
	3	125	3,622	0,764	1381,769
	4	180	5,227	0,836	1994,412
	5	195	6,855	0,849	2615,647
	6	290	8,747	0,898	3337,290
	7	350	9,639	0,916	3677,514
	8	440	10,610	0,933	4048,214
	9	720	12,458	0,959	4753,232
	10	920	13,224	0,968	5045,508
	11	1200	14,220	0,975	5425,387

Tabela 3. Porowatość złoża w zależności od prędkości fluidyzacji

1. Wykres zależności porowatości od prędkości fluidyzacji

Wykres 3. Zmiana porowatości złoża w zależności od prędkości fluidyzacji Uf

4. Liczba Archimedesa

$$\text{Ar}_{f} = \frac{g*\rho_{G}*\left( \rho_{s} - \rho_{G} \right)*d_{s1}^{3}}{\eta_{G}^{2}} = 13120616,38$$

4. Minimalna prędkość fluidyzacji

Dla przepływu turbulentnego (Re>1000) minimalna prędkość fluidyzacji określone jest wzorem:

$u_{\text{mf}} = \frac{g\left( \rho_{s} - \rho_{G} \right)*d_{s}^{2}}{1650\eta_{G}} = 1,898741233$

4. Wnioski.