Кандидат технических наук, доцент Курского государственного

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕПЛОТЕХНИКИ И ГИДРАВЛИКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ КРУПНОСТИ МАТЕРИАЛОВ (НАНОСОВ)

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине «Механика жидкости и газа»

(для студентов спец.290800)

Курск 2002

Составители: В.А. Незнанова, В.А. Боровская

ДК 532

Рецензент

Кандидат технических наук, доцент Курского государственного

технического университета Ю.Г. Алымов

Определение гидравлической крупности материалов (наносов):Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Механика жидкости

и газа» /Курск. гос. техн. ун-т; Сост.: В.А. Незнанова, В.А. Боровская. Курск, 2002. 6 с.

Излагаются методические рекомендации по определению гидравлической крупности материалов (наносов).

Работа предназначена для студентов специальности 290800.

Табл. 2. Библиогр.: 2 назв.

Текст печатается в авторской редакции

ИД №06430 от 10.12.01. ПЛД №50-25 от 1.04.97.

Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Печать офсетная.

Усл.-печ. л. 0,31 Уч.-изд. л. 0,34 Тираж 50 экз. Заказ.

Курский государственный технический университет.

Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета. 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Адрес университета и подразделения оперативной полиграфии:

305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Выбор системы и конструкции отстойника, определение транспортирующей способности трубопроводов являются технико-экономической задачей напрямую связанной со скоростью выпадения частиц в стоячей и движущейся воде.

Скорость равномерного падения одной тяжёлой твёрдой частицы в достаточно большом объёме покоящейся воды называется гидравлической крупностью данной частицы. Практически часто считают, что относительная скорость перемещения (падения) тяжёлой твёрдой частицы по отношению к движущейся воде, т.е. вертикальная проекция относительной (по отношению к воде) скорости движения частицы равна гидравлической крупности.

Скорость падения или гидравлическая крупность зависит от крупности частицы, её геометрической формы, объёмного веса образующего её вещества и температуры воды. Эта зависимость получила название закона Стокса. При выводе этого закона были сделаны следующие допущения.

1. Частицы не должны подвергаться броуновскому движению, которое наблюдается у очень мелких частиц, т.е. концентрация суспензий не должна быть высокой. Частицы не должны сталкиваться.

2. Поверхность частиц должна быть гладкая и твёрдая. Форма частиц должна быть ближе к сферической, т. к. при осаждении плитчатой частицы возможно её осаждение ребром и скорость падения при этом будет выше.

3. Движение частиц должно быть ламинарным, а скорость падения постоянной, в течение всего времени падения.

4. Температура воды в течение опыта не должна меняться. Стенки сосуда не должны нагреваться.

Падение твёрдых частиц в жидкости происходит медленнее, чем в воздухе, вследствие уменьшения массы их на массу вытесненной ими жидкости и сопротивления последней, направленной в сторону, противоположную движению частиц. Скорость падающей частицы некоторое время увеличивается, а затем движение становится равномерным с постоянной скоростью. Сила тяжести (гравитации) частицы Р равна массе её в воде.

Р = 4/3π r ³* (ρ – ρ_в) * g,

где ρ – плотность частицы; ρ_в – плотность воды кг/м³.

Сопротивление жидкости падающей частицы R – пропорционально её радиусу r, скорости падения ω и вязкости жидкости μ

R=6 πμrω.

При постоянной скорости падения, когда Р=R, можно записать следующее равенство π r ³ * (ρ – ρ_в) * g=6πμrω.

Тогда для величины скорости падения ω, можно получить следующую зависимость

а для размера частицы

Анализ полученного уравнения показывает, что

- это величина постоянная для каждого проводимого эксперимента. При известной жидкости, её температуре и сыпучего материала принимают данное выражение за постоянную А и уравнение принимает вид

r = А√ω.

Так как ω=H/t, где H – путь, пройденный частицей за время t, то

r = А√H/t.

В то же время размер частиц для применения формулы Стокса определяется из соотношения Аллена, где скорость частиц должна быть равна или меньше отношения

v μ/(ρ_в^.r).

Согласно закону Стокса диаметр при одинаковой средней скорости падения называют эффективным, а способность частиц осаждаться в стоячей воде или передвигаться с одинаковой скоростью называется гидравлической ценностью.

Уравнению Стокса подчиняются частицы менее 0,005 мм. В настоящее время этот закон применяют для частиц больших диаметров.

Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 8; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!