Ryc. 2.6. Odstępstwa od stanu idealnego wymieszania
2.6. Przykłady obliczeniowe
Przykład 2.1.
Na różnych wysokościach mieszalnika, w którym mieszany jest olej z wodą, pobrano 4 próbki o objętości 5 ml każda. Zawartość oleju w próbkach wynosiła odpowiednio: 0,6; 1,0; 1,8; 4,5 ml. Średni ułamek objętościowy oleju wynosi v = 0,2.
Aby obliczyć indeks mieszania, należy najpierw przeliczyć ułamki objętościowe oleju w próbkach:
Fotem trzeba obliczyć stężenie względne:
Indeks mieszania jest więc równy:
J = Xl+X2 + X3+Xi = 0,6+1 + 0,8 + 0,125 = Q gg 1
11
Przykład 2.2.
W czasie badania mieszalnika przepływowego zawierającego roztwór cukru o stężeniu xg = 33,2% mas. (c0 = 379,3 g/dm3) i objętości V=350 ml w pewnej chwili rozpoczęto podawanie czystej wody (cf= 0) z objętościowym natężeniem przepływu V = 0,58 ml/s. W miarę upływu czasu na wylocie mieszalnika rejestrowano stężenie roztworu x, a otrzymane wyniki zestawiono w tabeli 2.1.
Tabela 2.1. Zestawienie przykładowych wyników ćwiczenia „mieszanie przepływowe"
t [min] |
X [% mas.] |
c [g/dm3] |
cobl [g/dm3] |
0 |
33,2 |
379,3 |
379,3 |
1 |
30,6 |
345,7 |
343,4 |
2 |
28.0 |
312,9 |
310,8 |
3 |
25,6 |
283,2 |
281,4 |
4 |
23,5 |
257,7 |
254,7 |
5 |
21,1 |
229,1 |
230,6 |
6 |
19,4 4 |
209,2 |
208,8 |
7 |
17,8 |
190,7 |
189,0 |
8 |
16,2 |
172,4 |
171,1 |
9 |
14,6 |
154,4 |
154,9 |
10 |
13,4 |
141,0 |
140,2 |
12 |
11,0 _ . |
114,6 |
114,9 |
14 |
9,1 |
94,1 |
94,2 |
16 |
7,5 |
77,1 |
77,2 |
16 |
6,1 |
62,3 |
03,3 |
20 |
4,9 |
49,8 |
51,8 |
Wykres (ryc. 2.7) przedstawia krzywą teoretyczną obliczoną na podstawie wzoru (rozdz. 2.5) obrazującą zmiany stężenia roztworu c w czasie i. Wielkości stężeń, obliczone z tego równania podano w tabeli 2.1. Przeliczenia wartości x [%] na c [g/dm3] dokonano korzystając z tabeli 2.4. Jeżeli stężenie odczytane w procentach nie jest liczbą całkowitą, odpowiadającą mu wartość c należy obliczyć korzystając ze wzoru na interpolację:
c = (c2-c,):(i-*i) + ej
gdzie: x - otrzymana w doświadczeniu wartość stężenia [%) nie będąca liczbą całkowitą, aą — stężenie [%] mniejsze od wartości x będące liczbą całkowitą, Cj i c2 - stężenia [g/dm3] odczytane z tabeli 2.4 i odpowiadające wartościom stężeń [%] będących liczbami całkowitymi, najbliższymi wartości x.