Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było wyznaczenie na drodze doświadczalnej spadku ciśnienia, jaki następuje podczas przepływu gazu i cieczy przez kolumnę wypełnioną, w zależności od prędkości przepływu gazu i cieczy.
Aparatura:
Szklanej kolumny o średnicy 0,08 m i wysokości 1,0 m, wypełniona pierścieniami Raschiga. Wysokość wypełnienia 0,8m.
Kolumna zasilana jest od góry wodą z sieci wodociągowej, której strumień objętościowy mierzony jest rotametrem i regulowany zaworem. Woda rozprowadzana jest po wypełnieniu za pomocą zraszacza.
Wykonanie ćwiczenia:
Przeprowadzono pomiar spadku ciśnienia na wypełnieniu suchym. Pomiary spadku ciśnienia określono dla przepływającego powietrza. Dane zebrano w tabeli.
Przeprowadzono pomiar spadku ciśnienia na wypełnieniu mokrym. Pomiary spadku ciśnienia określono dla jednoczesnego przepływu przeciwprądowego powietrza i wody. Przeprowadzono trzy serie pomiarów, tzn. dla przepływów równych: 1, 2 i 3 m3/min.
Dane zebrano w tabelach.
Warunki pomiarów:
wysokość wypełnienia : L=0,8 m
średnica kolumny: d=0,08 m
temperatura pomiaru: t=21ºC = 294 K
ciśnienie: p=750 mmHg
Obliczenia:
Obliczono gęstość gazu w temp. pomiaru korzystając ze wzoru:
gdzie:
pG0 –gęstość gazu w warunkach bezwzględnych [1,29 kg/m3 dla powietrza]
P – ciśnienie barometryczne [mmHg]
T – temp. gazu wg skali bezwzględnej [K]
Obliczono spadek ciśnienia w kolumnie z poniższego wzoru:
Δh – różnica wysokości słupa wody w manometrze [m]
ρG – gęstość powietrza w temp. pomiaru [kg/m3]
ρL – gęstość wody [1000kg/m3]
g – przyspieszenie ziemskie [9,81 m/s2]
Przykładowe obliczenie:
Wskazanie manometru Δh= 0,001m
Obliczono gęstość strumienia masy powietrza posługując się wzorem:
UG – strumień obj. powietrza [m3/s]
Dk – średnica kolumny [m]
UG=0,000556 m3/s
Wyniki pomiarów:
Wyniki pomiarów przeprowadzonych dla przepływu jednofazowego:
strumień objętości powietrza
UG
Różnica poziomów
Δ h
gęstość strumienia masy powietrza
Log WG
Δp
Log (Δp/L)
WG
Kg/m2s
kg/m2s
N/m2
m3/h
m3/s
mm
m
2
0,0006
1
0,001
9,7984
2,0881
0,1305
-0,8844
3
0,0008
0,003
29,3953
2,5652
0,1957
-0,7083
4
0,0011
7
0,007
68,5890
2,9332
0,2610
-0,5834
5
0,0014
10
0,010
97,9842
3,0881
0,3262
-0,4865
6
0,0017
16
0,016
156,7748
3,2922
0,3915
-0,4073
0,0019
20
0,020
...
MAXXDATA