Laboratorium Katedry Inżynierii Procesowej Politechnika Opolska	Kamil Adamaszek III IChiP 2014/2015
Laboratorium Mechaniki płynów Hydraulika kolumny wypełnionej
Ćwiczenie odrobiono: 28.10.2014	Sprawozdanie złożono: 25.11.2014

1. Cel ćwiczenia
   Celem ćwiczenia jest wyznaczenie oporów przepływu gazu w kolumnie wypełnionej pierścieniami Raschig`a,

w czasie gdy wypełnienie jest zraszane wodą. Następnie określono granicę zachłystywania się aparatu.

1. Przebieg ćwiczenia

1. Zamknięto zawór spustowy wody

2. Otworzono zawór odcinający dopływ powietrza do instalacji

3. Zmieniano strumień powietrza z przyjętym krokiem 10m³/h, oraz odczytywano opory przepływu przez kolumnę.

4. Wyniki notowano w tabeli

5. Otworzono częściowo zawór upustowy

6. Otworzono zawór dopływowy wody

7. Ustawiono, żądany strumień wody, następnie poczekano, aż w zbiorniku kulisty ustali się poziom wody

8. Zmieniając strumień powietrza jak w punkcie 3. Przeprowadzano pomiary strat ciśnienia oraz obserwowano czy aparat się nie zachłystuje.

9. Powtórzono pomiar dla innego strumienia wody

10. Wyniki notowano w tabeli

11. Zamknięto zawory odcinające wody i powietrza oraz wypuszczono wodę ze zbiornika.

1. Obliczenia i wykresy

Gęstość strumienia masy

$$g_{} = \frac{4V*\rho}{\text{πd}^{2}}$$

Powietrze

ρ = 1, 2 kg/m³  d = 0, 1m

$g_{1} = \frac{4*\frac{10}{3600}*1,2}{{3,14*0,1}^{2}}$=0,4246 kg/(m²*s)

$g_{2} = \frac{4*\frac{20}{3600}*1,2}{{3,14*0,1}^{2}}$=0,8492kg/(m²*s)

$g_{3} = \frac{4*\frac{30}{3600}*1,2}{{3,14*0,1}^{2}}$=1,2738k g/(m²*s)

$g_{4} = \frac{4*\frac{40}{3600}*1,2}{{3,14*0,1}^{2}}$1,6985kg/(m²*s)

Woda ρ = 998, 2 kg/m³

$g_{12} = \frac{4*\frac{100}{1000*3600}*998,2}{{3,14*0,1}^{2}}$=0,353 kg/(m²*s)

$g_{12} = \frac{4*\frac{500}{1000*3600}*998,2}{{3,14*0,1}^{2}}$=1,766 kg/(m²*s)

Strata ciśnienia

$$P = \frac{H_{mm\ H20}*\rho}{\overbrace{g}}$$

$$\overbrace{g} = 9,81\ m/s^{2}$$

$${P}_{1} = \frac{\frac{6}{1000}*998,2}{9,81} = 58,75\text{\ Pa}$$

$$\frac{\mathbf{P}_{}}{\mathbf{H}}$$

$$\frac{\mathbf{P}_{}}{\mathbf{H}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{P}_{}}{\mathbf{0,45}}$$

$\frac{\mathbf{P}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{H}}\mathbf{=}\frac{58,75}{\mathbf{0,45}}\mathbf{=}$130,56

lp	V Powietrza m^3/h	V Wody dm^3/h	Strata ciśnienia mm H2O	Strata ciśnienia Pa	g powietrza kg/(m^2s)	g wody kg/(m^2s)
1	10	0	6	130	0,4246	0
2	20	0	17	369	0,8492	0
3	30	0	34	739	1,2738	0
4	40	0	55	1196	1,6985	0
5	50	0	95	2067	2,1231	0
6	60	0	140	3046	2,5477	0
7	70	0	191	4156	2,9723	0
100l/ min
8	10	100	6	130,5646	0,42462845	0,000353
9	20	100	34	739,8658	0,8492569	0,000353
10	28	100	86	1871,425	1,18895966	0,000353
300 l/h
11	10	300	38	826,91	0,425	0,00106
12	13	300	52	1131,56	0,552	0,00106
500 l/h
11	10	500	11	239,37	0,4246	0,0018
12	13	500	10	217,61	0,5520	0,0018

lp	Vpowietrza m^3/min	Delta p /h (Pa/m)
1	10	130,56
2	20	369,93
3	30	739,86
4	40	1196,84
5	50	2067,27
6	60	3046,51
7	70	4156,305
100l/h wody
8	10	130,56
9	20	739,86
10	28	1871,42
300l/h wody
11	10	826,91
12	13	1131,56
500l/h wody
12	10	239,37
13	13	217,61

1. Wnioski

Najmniejsze opory przepływu występują w suchym wypełnieniu skrubera.

Wraz ze wzrostem strumienia masy gazu następuje wzrost oporów przepływu przez wypełnienie. Opory przepływu rosną też wraz ze wzrostem strumienia masy cieczy zraszającej.

Przy drugim pomiarze dla strumienia wody w ilości 500 l/h nastąpiło intensywnie zjawisko zachłystywania, zjawisko to jest niekorzystne ponieważ nie pozwala wykorzystać całkowicie rozwinięcia powierzchni kontaktu, którą daje nam wypełnienie. Błędy pomiaru mogą wynikać z zbyt szybkiego odczytania wartości ciśnienia i strumienia objętości przed ustaleniem się ich oraz z błędu paralaksy.