POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Technologii Chemicznej Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej Zakład Inżynierii Procesowej
|
||||
Mechanika Płynów - Laboratorium.
|
||||
Osoby wykonujące ćwiczenie: |
||||
Monika Pilipec, Justyna Radziszewska, Beata Rozpłoch
|
||||
Rok akademicki: |
Rok studiów: |
Nr ćwiczenia: |
Grupa: |
Zespół |
2010/2011
|
II |
4 |
D |
III |
Data oddania: |
Prowadzący: |
Zwrot: |
Zaliczenie/Ocena: |
|
21.III.2011r. |
mgr inż. Dominik Mierzwa |
|
|
|
TEMAT ĆWICZENIA:
BADANIE PROCESU SEDYMENTACJI |
||||
UWAGI:
|
Przebieg ćwiczenia:
Mieszamy zawartość pięciu cylindrów, odstawiamy je na stole i włączamy stoper. Mierzymy, co 60 sekund wysokość, na której występuje rozdział ciała stałego od klarownej cieczy.
Celem ćwiczenia jest zbadanie procesu opadania ciała stałego w cieczy, które spowodowane jest działaniem sił grawitacji lub sił bezwładności. Warunkiem koniecznym procesu sedymentacji jest różnica w gęstościach ciała stałego i cieszy.
A także wyznaczyć:
Na podstawie wyników narysować krzywą sedymentacji.
Dla pierwszego i co piątego pomiaru wyznaczyć
Porowatość zawiesiny (ε):
ε(n)= |
1- |
|
=1- |
( |
ms |
) |
||
|
|
Vs |
|
|
ρs |
|
||
|
|
Vz(n) |
|
( |
Hz(n) * π |
D2 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
Prędkość opadania (v):
vs(n)= |
|
= |
Hz(n-1)-Hz(n) |
[m/s] |
|
∆Hz |
|
|
|
|
∆t |
|
∆t |
|
|
|
|
|
|
Stężenie objętościowe zawiesiny (Cz):
Cz(n)= |
|
= |
ms |
[kg/m3] |
|||
|
ms |
|
|
|
|||
|
Vz(n) |
|
( |
Hz(n) * π |
D2 |
) |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
Wykonać wykres zależności vs = f(t), oraz Cz = f(t) dla cylindra 1, 3 i 4.
Oznaczenia:
ms - masa ciała stałego [kg]
ρs - gęstość ciała stałego [kg/m3]
Hz(n) - wysokość zawiesiny w punkcie pomiarowym n [m]
D- średnica cylindra [m]
∆Hz- różnica wielkości pomiędzy kolejnymi pomiarami Hz [m]
∆t - różnica czasowa pomiarów [s] (300s)
OBLICZENIA
n |
t [s] |
cylinder 1 |
||||
|
|
Hz [m] |
Vz [m3] |
ε [-] |
vS [m/s] |
Cz [kg/m3] |
1 |
0 |
0,345 |
0,00111 |
0,96000 |
0,0000000 |
90,4294 |
2 |
300 |
0,329 |
0,00105 |
0,95806 |
0,0000533 |
94,8272 |
3 |
600 |
0,312 |
0,00100 |
0,95577 |
0,0000567 |
99,9940 |
4 |
900 |
0,293 |
0,00094 |
0,95291 |
0,0000633 |
106,4783 |
5 |
1200 |
0,278 |
0,00089 |
0,95037 |
0,0000500 |
112,2235 |
6 |
1500 |
0,263 |
0,00084 |
0,94753 |
0,0000500 |
118,6241 |
7 |
1800 |
0,250 |
0,00080 |
0,94481 |
0,0000433 |
124,7925 |
8 |
2100 |
0,238 |
0,00076 |
0,94202 |
0,0000400 |
131,0846 |
9 |
2400 |
0,226 |
0,00072 |
0,93895 |
0,0000400 |
138,0448 |
10 |
2700 |
0,215 |
0,00069 |
0,93582 |
0,0000367 |
145,1076 |
11 |
3000 |
0,205 |
0,00066 |
0,93269 |
0,0000333 |
152,1860 |
12 |
3300 |
0,195 |
0,00063 |
0,92924 |
0,0000333 |
159,9904 |
13 |
3600 |
0,186 |
0,00060 |
0,92582 |
0,0000300 |
167,7319 |
n |
t [s] |
cylinder 2 |
||||
|
|
Hz [m] |
Vz [m3] |
ε [-] |
vS [m/s] |
Cz [kg/m3] |
1 |
0 |
0,345 |
0,00111 |
0,92001 |
0,0000000 |
180,8588 |
2 |
300 |
0,340 |
0,00109 |
0,91883 |
0,0000167 |
183,5184 |
3 |
600 |
0,334 |
0,00107 |
0,91737 |
0,0000200 |
186,8152 |
4 |
900 |
0,329 |
0,00105 |
0,91612 |
0,0000167 |
189,6543 |
5 |
1200 |
0,323 |
0,00104 |
0,91456 |
0,0000200 |
193,1773 |
6 |
1500 |
0,317 |
0,00102 |
0,91294 |
0,0000200 |
196,8337 |
7 |
1800 |
0,312 |
0,00100 |
0,91155 |
0,0000167 |
199,9880 |
8 |
2100 |
0,307 |
0,00098 |
0,91011 |
0,0000167 |
203,2452 |
9 |
2400 |
0,301 |
0,00096 |
0,90832 |
0,0000200 |
207,2966 |
10 |
2700 |
0,295 |
0,00095 |
0,90645 |
0,0000200 |
211,5128 |
11 |
3000 |
0,290 |
0,00093 |
0,90484 |
0,0000167 |
215,1595 |
12 |
3300 |
0,285 |
0,00091 |
0,90317 |
0,0000167 |
218,9343 |
13 |
3600 |
0,279 |
0,00089 |
0,90109 |
0,0000200 |
223,6425 |
n |
t [s] |
cylinder 3 |
||||
|
|
Hz [m] |
Vz [m3] |
ε [-] |
vS [m/s] |
Cz [kg/m3] |
1 |
0 |
0,345 |
0,00111 |
0,88001 |
0,0000000 |
271,2881 |
2 |
300 |
0,342 |
0,00110 |
0,87896 |
0,0000100 |
273,6678 |
3 |
600 |
0,341 |
0,00109 |
0,87861 |
0,0000033 |
274,4704 |
4 |
900 |
0,339 |
0,00109 |
0,87789 |
0,0000067 |
276,0897 |
5 |
1200 |
0,337 |
0,00108 |
0,87717 |
0,0000067 |
277,7282 |
6 |
1500 |
0,334 |
0,00107 |
0,87606 |
0,0000100 |
280,2228 |
7 |
1800 |
0,332 |
0,00106 |
0,87532 |
0,0000067 |
281,9109 |
8 |
2100 |
0,329 |
0,00105 |
0,87418 |
0,0000100 |
284,4815 |
9 |
2400 |
0,327 |
0,00105 |
0,87341 |
0,0000067 |
286,2214 |
10 |
2700 |
0,324 |
0,00104 |
0,87224 |
0,0000100 |
288,8716 |
11 |
3000 |
0,321 |
0,00103 |
0,87104 |
0,0000100 |
291,5714 |
12 |
3300 |
0,319 |
0,00102 |
0,87023 |
0,0000067 |
293,3994 |
13 |
3600 |
0,316 |
0,00101 |
0,86900 |
0,0000100 |
296,1848 |
n |
t [s] |
cylinder 4 |
||||
|
|
Hz [m] |
Vz [m3] |
ε [-] |
vS [m/s] |
Cz [kg/m3] |
1 |
0 |
0,348 |
0,00112 |
0,84140 |
0,0000000 |
358,5992 |
2 |
300 |
0,345 |
0,00111 |
0,84002 |
0,0000100 |
361,7175 |
3 |
600 |
0,345 |
0,00111 |
0,84002 |
0,0000000 |
361,7175 |
4 |
900 |
0,344 |
0,00110 |
0,83955 |
0,0000033 |
362,7690 |
5 |
1200 |
0,343 |
0,00110 |
0,83909 |
0,0000033 |
363,8266 |
6 |
1500 |
0,342 |
0,00110 |
0,83862 |
0,0000033 |
364,8905 |
7 |
1800 |
0,340 |
0,00109 |
0,83767 |
0,0000067 |
367,0369 |
8 |
2100 |
0,339 |
0,00109 |
0,83719 |
0,0000033 |
368,1196 |
9 |
2400 |
0,337 |
0,00108 |
0,83622 |
0,0000067 |
370,3043 |
10 |
2700 |
0,336 |
0,00108 |
0,83573 |
0,0000033 |
371,4064 |
11 |
3000 |
0,334 |
0,00107 |
0,83475 |
0,0000067 |
373,6304 |
12 |
3300 |
0,333 |
0,00107 |
0,83425 |
0,0000033 |
374,7524 |
13 |
3600 |
0,331 |
0,00106 |
0,83325 |
0,0000067 |
377,0167 |
n |
t [s] |
cylinder 5 |
||||||||||||||
|
|
Hz [m] |
Vz [m3] |
ε [-] |
vS [m/s] |
Cz [kg/m3] |
||||||||||
1 |
0 |
0,348 |
0,00112 |
0,80175 |
0,0000000 |
448,2491 |
||||||||||
2 |
300 |
0,345 |
0,00111 |
0,80002 |
0,0000100 |
452,1469 |
||||||||||
3 |
600 |
0,345 |
0,00111 |
0,80002 |
0,0000000 |
452,1469 |
||||||||||
4 |
900 |
0,344 |
0,00110 |
0,79944 |
0,0000033 |
453,4613 |
||||||||||
5 |
1200 |
0,343 |
0,00110 |
0,79886 |
0,0000033 |
454,7833 |
||||||||||
6 |
1500 |
0,342 |
0,00110 |
0,79827 |
0,0000033 |
456,1131 |
||||||||||
7 |
1800 |
0,341 |
0,00109 |
0,79768 |
0,0000033 |
457,4507 |
||||||||||
8 |
2100 |
0,340 |
0,00109 |
0,79708 |
0,0000033 |
458,7961 |
||||||||||
9 |
2400 |
0,338 |
0,00108 |
0,79588 |
0,0000067 |
461,5109 |
||||||||||
10 |
2700 |
0,337 |
0,00108 |
0,79528 |
0,0000033 |
462,8803 |
||||||||||
11 |
3000 |
0,335 |
0,00107 |
0,79405 |
0,0000067 |
465,6438 |
||||||||||
12 |
3300 |
0,334 |
0,00107 |
0,79344 |
0,0000033 |
467,0379 |
||||||||||
13 |
3600 |
0,332 |
0,00106 |
0,79219 |
0,0000067 |
469,8514 |
||||||||||
ε(1)= |
1- |
( |
0,1 |
) |
= 0,96 [ |
kg |
] |
= [-] |
||||||||
|
|
|
2261 |
|
|
kg/m3 |
|
|
||||||||
|
|
( |
0,345 * 3,14 |
0,06392 |
) |
|
m * m2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
vs(1) = |
0,329-0,312 |
= 0,0000533 [ |
m |
] |
|
|
|
|
|
|
300 |
|
s |
|
|
|
|
|
|
Cz(1)= |
0,1 |
= 90,4294 [ |
kg |
] = [kg/m3] |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
( |
0,345 * 3,14 |
0,06392 |
) |
|
m * m2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
WNIOSKI