Maszyny i urządzenia energetyczne

Laboratorium: VI

Temat: Charakterystyka złoża fluoidalnego

Wykonał: Mirosław Gatlik WIMiR

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie mechanizmów tworzenie warstwy fluidalnej i wyznaczenie jej podstawowych parametrów.

2. Schemat stanowiska

Opis:

1 - kolumna fluidyzacyjna

2 - wentylator

3 - kryza

4 - rurociąg ssawny

5 - U-rurka

6 - dno sitowe (ruszt)

7 - kulki (materiał złoża fluidalnego)

3. Wyniki pomiarów

L.P.	Wysokość ciśnienia różnicowego	Wysokość złoża fluidalnego	Wysokość ciśnienia w kolumnie fluidyzacyjnej
						1	2	3	4	5	6	7	8
						70	270	470	670	870	1070	1270	1470
		Δh	Hz	h1	h2	h3	h4	h5	h6	h7	h8
		mm	Mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm	mm
1	0	45	-	-	-	-	-	-	-	-
2	5	45	-	-	-	-	-	-	-	-
3	21	80	1	2	1	0	2	2	2	1
4	34	110	2	2	0	1	1	1	1	0
5	43	170	4	3	1	0	0	0	0	2
6	65	240	5	4	1	0	0	0	0	2
7	70	330	6	4	2	1	1	1	0	2
8	112	500	11	6	3	3	3	2	2	3
9	152	760	21	16	9	5	5	4	4	5
10	206	1535	39	34	23	18	13	10	8	8

Wielkości geometryczne stanowiska pomiarowego

Średnica kolumny fluidyzacyjnej D_f = 185[mm]

Średnica rurociągu ssawnego D = 150[mm]

Średnica otworu kryzy d = 110,22[mm]

Średnica kulki materiału złoża d_k1 = 6[mm]

Masa kulki M_k1 = 0,200[g]

Liczba kulek w złożu n_k 6200[-]

Wysokość nasypowa złoża w kolumnie fluidyzacyjnej H₀ 45[mm]

Gęstość materiału kulek ρ_k = 1768,4 [kg/m³]

Wysokość kolumny fluidyzacyjnej h =1535[mm]

Warunki otoczenia

Ciśnienie otoczenia p₀ = 989[Pa]

Temperatura otoczenia t₀ = 25[^oC]

Wilgotność względna powietrza φ = 42[%]

Ciśnienie nasycenia p” = 3161,8[Pa]

Gęstość nasyconej pary wodnej ρ” = 0,0231[kg/m³]

Lepkość dynamiczna powietrza η=18,21*10^-6[Pa*s]

Charakterystyka kryzy

C = 0,6021 - liczba przepływu

ε₁ = 0,9986 - współczynnik ekspansji

β = d/D - współczynnik przewężenia (β=0,7348)

4. Obliczenia

Dla punktu nr 10

1. Gęstość powietrza

ρ_n = 1,29[kg/m³]

p_n = 101325[Pa]

T_n = 273[K]

2. Strumień objętości

3. Prędkość strumienia powietrza - prędkość strugi fluidyzacyjnej

4. Ciśnienie w kolumnie fluidyzacyjnej

5. Wyniki obliczeń

L.P.	Ciśnienie różnicowe	Strumień objętości	Prędkość strumienia powietrza	Wysokość złoża fluidalnego	Ciśnienie w kolumnie fluidyzacyjnej
		Δh		uf	Hz	p1	p2	p3	p4	p5	p6	p7	p8
		Pa	m^3­­/s	m/s	mm	Pa	Pa	Pa	Pa	Pa	Pa	Pa	Pa
1	0	0,000	0	45	0	0	0	0	0	0	0	0
2	49,05	0,063	2,34611	45	0	0	0	0	0	0	0	0
3	206,01	0,129	4,808096	80	8	16	8	0	16	16	16	8
4	333,54	0,164	6,117908	110	16	16	0	8	8	8	8	0
5	421,83	0,185	6,880147	170	31	23	8	0	0	0	0	16
6	637,65	0,227	8,459022	240	39	31	8	0	0	0	0	16
7	686,7	0,236	8,778342	330	47	31	16	8	8	8	0	16
8	1098,72	0,298	11,10382	500	85	47	23	23	23	16	16	23
9	1491,12	0,348	12,93556	760	163	124	70	39	39	31	31	39
10	2021,00	0,405	15,00	1535	303	264	179	140	101	78	62	62

6. Porowatość złoża w zależności od prędkości fluidyzacji

	Symbol	Jednostka	Pomiar
Wysokość złoża	Hz	mm	45	45	80	110	170	240	330	500	760	1535
Prędkość fluidyzacji	uf	m/s	0	2,35	4,81	6,12	6,88	8,46	8,78	11,10	12,94	15,00
Porowatość	ε	-	0,42	0,42	0,68	0,76	0,85	0,89	0,92	0,95	0,97	0,98
Liczba Reynoldsa	Re	-	0	886	1817	2312	2600	3197	3318	4196	4889	5669

7. Porowatość złoża

Obliczenia dla punktu 10

8. Liczba Reynoldsa

9. Liczba Archimedesa

10. Minimalna prędkość fluidyzacji (dla przepływu turbulentnego)

11. Wnioski

Podczas wykonywanych eksperymentów w laboratorium mogliśmy zauważyć co to jest złoże fluidalne. Złoże dzieli się na jednorodne i niejednorodne. Podczas naszego eksperymentu zetknęliśmy się ze złożem niejednorodnych, a dokładnie ze złożem fontannowych. Charakteryzowało się ono wynoszeniem cząstek do góry w rdzeniu kolumny i opadaniu cząstek w pobliżu ścian.

12. Wykresy

---