Grupa 4

P. Marciniak

B. Pietrzak

A. Zygmunt

W. Wyszomirski

Przepływ dwufazowy ciecz – gaz w kolumnie z wypełnieniem.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie spadku ciśnienia przy różnych wartościach natężenia przepływu powietrza i wody w kolumnie z wypełnieniem. Wypełnieniem kolumny były pierścienie Rashiga.

1. Wyniki pomiarów:

1. Pomiary spadku ciśnienia dla różnych wartości prędkości przepływu

Tabela 1. Pomiary spadku ciśnienia.
∆p
[mmHg]
350
370
350
340
330
310
330
370
380

2. Cechowanie rotametru.

Masa zbiornika = 259,8 g.

Tabela 2. Cechowanie rotametru
mw
[kg]
1,2241
1,2902
1,2744

Wykres 1. Cechowanie rotametru.

Obliczenia i wyniki:


-prędkość wypływu gazu W_og

W_og = $\frac{V*}{\text{πr}2}$= $\frac{0,0117}{3,14 \times (0,0557)2}$= 1,200 [m³/m²×s]

-porowatość złoża E

E=$\frac{Vk}{Vk \times Vw}$= $\frac{0,0112 \times 0,00731}{0,0112}$= 0,35

-prędkość masowa gazu W_gm

W_gm=$\frac{m*}{\text{πr}2}$₌$\frac{v*\ \times \mathbf{\rho}\ \ }{\text{πr}2}$=$\frac{0,0117 \times 1,168}{3,14 \times (0,0557)2}$= 1,402 [kg/m³s]

-średnica zastępcza pierścieni:

d_z=$\sqrt[3]{\frac{6 \times Vp}{\pi}}$= $\sqrt[3]{\frac{6 \times 0,00143}{3,14}}$ =0,1398 [m]

-pow. jednostkowa wypełnienia:

a= $\frac{6 \times (1 - E)}{dz}$= 27,9=28

-Re dla fazy gazowej:

Re_g =$\frac{W\text{gm}}{a\ \times ng}$ =$\frac{1,402}{28 \times 0,0000171}$=2932

- prędkość masowa cieczy

W_cm= $\frac{m*}{\text{πr}2}$= $\frac{0,00474}{3,14 \times (0,0557)2}$= 0,486 [kg/ m²s]

- Re dla fazy ciekłej

Re_c= $\frac{W\text{cm}}{a\ \times nc}$=$\frac{0,486}{28 \times 0,00089}$ =20

-współczynnik oporu ᴧ

ᴧ=16 Re_g^-0,2 =16×(2932)^-0,2 = 3,24

-spadek ciśnienia na wypełnieniu suchym:

∆p_s =$\frac{}{8}$×$\frac{H \times a \times Wog}{E^{3}}$×ρ×g= $\frac{3,24}{8}$×$\frac{0,075 \times 28 \times (1,200)2}{{(0,35)}^{3}}$× ρ×g= 3333 [Pa]

-b – współczynnik

b=$\frac{1,74}{\text{Re}_{c}^{0,3}}$= $\frac{1,74}{\left( 20 \right)^{0,3}} = 0,714$

-L –gęstość zraszania wypełnienia

L=$\frac{Re\ \times nc}{s}$=$\frac{20 \times 0,00089}{0,1114} = 0,16\ \lbrack kg/m$²s]

-II parametr zraszania

II =$\sqrt[3]{{(\frac{L}{\rho c})}^{2\ }}\frac{\text{ab}}{E^{3}2g} = 0,008$

- ł –stopień zwiększenia oporu

ł= (1-1,65×10^-10 $\frac{a^{3}}{E}\ $– π) ^-1 = 1,008

-współczynnik korelacji x,y

x= ($\frac{\text{Wcm}}{\text{Wgm}})$^1/4 ×($\frac{\rho g}{\text{dg}})$^1/8 = 0,33

y= 1,2× e^-4x = 0,32

-krytyczna prędkość przepływu

W_ogkr = $\frac{y\ \times g \times \ E^{3}}{a}$× $\frac{\text{dρ}}{\rho g} \times$ ($\frac{\text{ng}}{\text{nc}})$^0,16 = 4,11 [kg/m²s]

-dozwolona prędkość fazy gazowej

W_doz = 0,7 × W_ogkr = 2,88 [kg/m²s]

1. Wyniki końcowe:

Tabela 4. Wyniki końcowe
Vpow
[m^3/s]
0,0117
0,0112
0,0107
0,0097
0,0091
0,0084
0,0081
0,0078
0,0074