АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Теоретические основы. Цель работы: повышение уровня знаний о разделении неоднородных систем методом отстаивания под действием сил тяжести

Читайте также:
  1. II. Основы судейского поведения
  2. III. ИСТОРИКО-ЛИТЕРАТУРНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
  3. V1: Социально-правовые основы природопользования
  4. А) Теоретические основы термической деаэрации
  5. Биотические отношения как основы формирования биоценоза.
  6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ: ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ.
  7. Внуков, основываясь на следующей информации.
  8. Войсковой А.И. – руководитель научной школы «Биологические основы селекции и семеноводства полевых культур».
  9. Вопрос №19 Экономическая система: сущность, элементы, теоретические концепции.
  10. Вопрос №4: Организационные и социальные основы МСУ.
  11. Вопрос. Локальные и глобальные сети ЭВМ. Основы компьютерных коммуникаций. Общие сведения об internet. Основные службы internet. Электронная почта.
  12. Гигиенические основы массажа

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТ ОТСТАИВАНИЯ

Цель работы: повышение уровня знаний о разделении неоднородных систем методом отстаивания под действием сил тяжести.

Задачи работы:

1. Ознакомиться с процессом осаждения частиц шарообразной формы в жидкой среде.

2.Экспериментально определить скорости осаждения частиц.

3. Экспериментально определить константы основного уравнения отстаивания, а также коэффициенты отстаивания.

 

Теоретические основы

В пищевых производствах часто образуются неоднородные системы, которые необходимо разделить на фазы. Например, в результате сжигания топлива образуется дым; при мойке корнеплодов (свеклы, картофеля и т.п.) образуются грязевые суспензии. Во всех подобных процессах необходимо отделить (очистит) дисперсную среду (газ, жидкость), от частиц дисперсной фазы (золы, грязи и т.п.). Одним из методов разделения неоднородных систем является отстаивание под действием силы тяжести. Оборудование для отстаивания воды приведено на рис.2.1.

Если поместить частицу в жидкую или газообразную среду, то на нее будут действовать сила тяжести G, равная весу частицы, и силы гидростатического давления среды. Равнодействующая сил гидростатического давления направлена вверх, и обычно называется подъемной силой А (Архимедова сила).

Силу тяжести определяют по формуле:

G = q · ρr· v, (2.1)

где v – объём частицы, м3;

ρr –плотности частицы, кг/м3;

q –ускорение свободного падения, м/с2.

На основании закона Архимеда подъемная сила А равна весу жидкости, вытесненной телом и определяется по формуле:

А= ρс · v · q, (2.2)

где ρс – плотность среды.

Если плотность частицы меньше плотности среды, то подъёмная сила будет больше силы тяжести (G < А). В этом случае равнодействующая сил направлена вверх, поэтому частица будет пере­мещаться вверх – всплывать.

Если же плотность частицы больше плотности среды, то G > А и частица будет перемещаться вниз – осаждаться. При движении частицы со стороны среды действует сила сопротивления R, которая приложена к частице и направлена в сторону, противоположную движению.

 

 

а б

Рис. 2.1. – Отстойники для очистки воды (а) и процесс «Золотой дождь» -осаждение иодида свинца (б)

 

Сила сопротивления возникает в основном в результате трех причин: лобового давления среды на частицу, трения поверхности частицы о среду, появле­ния некоторого разрежения за частицей, что приводит к возник­новению вихрей.

R=Rg+RTP+RP, (2.3)

где Rg – сила динамического сопротивления (сила лобового давления);

RTP – сила трения;

RP – сила сопротивления, образующаяся за счет разре­жения за частицей.

Из-за сложностей в определении сил трения и силы сопро­тивления за счет разрежения вводят поправочный коэффициент ξ учитывающий влияние силы трения и вакуума за частицей. Урав­нение (2.3) будет иметь следующий вид:

R= ξ ·Rg, (3.4)

где ξ – коэффициент сопротивления.

Сила динамического сопротивления проявляется в результа­те вытеснения движущейся частицей части среды в направлении перед собой. Частица сообщает среде энергию, при этом скорость вытесняемой среды увеличивается от некоторой начальной величи­ны до конечной, равной скорости движения частицы.

Применим к массе вытесняемой среды теорему механики о том, что работа действующих сил приложенных к телу, равна при­ращению кинетической энергии этого тела. Такой силой в данном случае является сила динамического сопротивления.

Эта теорема соответствует уравнению.

(2.5)

где m– масса вытесняемого столба среды, кг;

v1 и v2 –начальная и конечная скорости вытесненной среды, м/с (для случая отстаивания в отстойниках среда нахо­дится в покое или не перемещается в вертикальном направлении, следовательно v1 = 0; v2 =v);

l – путь пройденный частицей, М;

Rg – сила динамического сопротивления, Н;

v – скорость осаждения частиц.

 

Описание установки. Эксперимент проводится на установке, схема которой пред­ставлена на рис 2.2.

Прозрачный (стеклянный) цилиндр 1 заполнен жидкостью. На цилиндре имеются метки для регистрации начала я конца отстаива­ния. Для определений размеров шариков служит штангенциркуль. Массу шариков определяют на аналитических весах. Шарики опускают через верх цилиндра, и они скапливаются в нижней части его. После окончания шарики выгружают путем поднятия корзинки 4 с шариками, подвешенной на тросиках 2.


1 | 2 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)