отчёт по лр гидравлика. гидравлика отчёт по лр3. Студент гр. Нтс18 Кириллова О. А

• Название: Студент гр. Нтс18 Кириллова О. А
• Анкор: отчёт по лр гидравлика
• Дата: 04.12.2022
• Размер: 129.88 Kb.
• Имя файла: гидравлика отчёт по лр3.docx
• Тип: Документы; #827961

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

ОТЧЁТ

По лабораторным работам

Выполнил: студент гр. НТС-18 Кириллова О.А.

(подпись) (ФИО)

Проверил: доцент Кускова Я.В.

(подпись) (ФИО)

Санкт-Петербург

2020 г.

Цель работы: приобрести навыки экспериментального определения скорости свободного падения зерен, оценить влияние на скорость свободного падения таких разделительных признаков зерен, как плотность, крупность и форма.

Основные понятия

1. 
   Свободное падение – падение единичного зерна в неограниченном пространстве среды или падение массы зерен при небольшой объемной концентрации их в сосуде, в котором происходит падение (практический случай)
   
2. 
   Объемная концентрация (объёмная доля) падающих зерен (падающего твёрдого) – отношение объёма этих зерен к объему сосуда, в котором происходит их падение, выраженное, обычно, в долях единицы:
   

где – объём падающих зерен (объём твердого); – объём, где происходит падение, или объём взвеси падающих зерен (объём твердого и объём среды).

Практически считают падение свободным, когда λ≤0,1.

3. 
   Сила сопротивления среды падающему зерну в воде при его свободном падении определяется только гидродинамическим сопротивлением. Механическим сопротивлением, за счет влияния дна и стенок сосуда, трения и удара зерен друг о друга, можно в этом случае пренебречь.
   
4. 
   Конечной скоростью свободного падения зерна называют его максимальную постоянную скорость в данной среде. Такая скорость достигается в момент, когда вес тела в среде становится равным силе сопротивления среды (гидродинамическому сопротивлению при падении зерна в воде). Выражение для гидродинамического сопротивления имеет разный вид в зависимости от режима падения зерна, который определяется разделительными признаками зерна.
   
5. 
   Разделительные признаки – плотность, крупность, форма.
   
6. 
   Крупность зерен сферической формы характеризуется диаметром шара; крупность зерен неправильной (несферической) формы – характерным размером; например эквивалентным диаметром по объёму d_э или по поверхности d_S.
   
7. 
   Эквивалентный диаметр зерна неправильной формы по объёму:
   

где – объём зерна.

8. 
   Форма зерен характеризуется коэффициентом сферичности χ.
   

Для зерен правильной сферической формы χ = 1, для зерен неправильной формы χ < 1.

9. 
   Конечная скорость падения зерна неправильной формы меньше, чем скорость падения шара (тела) правильной формы. Это уменьшение учитывают с помощью поправочного коэффициента формы, который рассчитывается по экспериментальным данным для конечной скорости свободного падения зерен неправильной формы.
   
10. 
    Коэффициент формы К_χ - отношение экспериментально определенной конечной скорости свободного падения данного зерна неправильной формы (v₀)_эксп к теоретической скорости падения, когда реальное зерно заменяют равнообъёмным ему шаром (v₀)_теор:
    

Теоретическую скорость рассчитывают по одной из частных формул для конечной скорости свободного падения. Формулы выбирают с учётом крупности и плотности зерна и параметров среды по значению первого параметра Лященко Re²ψ.

В данной работе для расчёта v₀ используют формулу Ньютона-Риттингера



где – коэффициент ; – эквивалентный диаметр зерна, г/см³; - плотность среды, г/см³, для воды =1 г/см³.

11. 
    Скорость падения зерна в неподвижной (спокойной) воде экспериментально определяется как путь, деленный на время, за которое он пройден.
    

Исходные данные:

	Уголь	Кварц	Апатит	Эбонит
Объем, см3	1,064	9	3,575	4,19
Плотность г/см3	1,4	2,65	3,3	1,15

Таблица измерений:

Параметр	№	Исследуемое зерно
		Уголь	Кварц	Апатит	Эбонит
H, см		10	10	10	10
t, с	1	0,63	0,1	0,29	0,45
	2	0,49	0,1	0,24	0,35
	3	0,54	0,15	0,27	0,37
	4	0,5	0,15	0,17	0,51
	5	0,47	0,2	0,15	0,51
	6	0,53	0,17	0,18	0,55
	7	0,58	0,15	0,2	0,44
	8	0,57	0,17	0,23	0,58
	9	0,54	0,18	0,21	0,5
	10	0,48	0,2	0,23	0,41
tср, с		0,533	0,157	0,217	0,467
(v0)эксп, см/с		18,76	63,69	46,08	21,41
dэ, см		1,27	2,58	1,90	2,00
(v0)теор, см/с		36,42	105,43	106,82	27,99
Kχ		0,52	0,60	0,43	0,77

Пример расчёта для угля:

1. 
   
   

см/с

2. 
   
   

3. 
   
   

см/с

4. 
   
   

Вывод: в ходе лабораторной работы были приобретены экспериментальные навыки определения скорости свободного падения зерен. Можно сделать вывод, что чем больше плотность и коэффициент сферичности, тем больше скорость свободного падения зерна.

№2

Цель работы: приобрести навыки экспериментального определения скорости свободного падения зерен, оценить влияние крупности зерен на скорость свободного падения.

Основные понятия

12. 
    Свободное падение – падение единичного зерна в неограниченном пространстве среды или падение массы зерен при небольшой объемной концентрации их в сосуде, в котором происходит падение (практический случай)
    
13. 
    Объемная концентрация (объёмная доля) падающих зерен (падающего твёрдого) – отношение объёма этих зерен к объему сосуда, в котором происходит их падение, выраженное, обычно, в долях единицы:
    

где – объём падающих зерен (объём твердого); – объём, где происходит падение, или объём взвеси падающих зерен (объём твердого и объём среды).

Практически считают падение свободным, когда λ≤0,1.

14. 
    Сила сопротивления среды падающему зерну в воде при его свободном падении определяется только гидродинамическим сопротивлением. Механическим сопротивлением, за счет влияния дна и стенок сосуда, трения и удара зерен друг о друга, можно в этом случае пренебречь.
    
15. 
    Конечной скоростью свободного падения зерна называют его максимальную постоянную скорость в данной среде. Такая скорость достигается в момент, когда вес тела в среде становится равным силе сопротивления среды (гидродинамическому сопротивлению при падении зерна в воде). Выражение для гидродинамического сопротивления имеет разный вид в зависимости от режима падения зерна, который определяется разделительными признаками зерна.
    
16. 
    Разделительные признаки – плотность, крупность, форма.
    
17. 
    Крупность зерен сферической формы характеризуется диаметром шара.
    
18. 
    Форма зерен характеризуется коэффициентом сферичности χ.
    

Для зерен правильной сферической формы χ = 1, для зерен неправильной формы χ < 1.

19. 
    Конечная скорость падения зерна неправильной формы меньше, чем скорость падения шара (тела) правильной формы. Это уменьшение учитывают с помощью поправочного коэффициента формы, который рассчитывается по экспериментальным данным для конечной скорости свободного падения зерен неправильной формы.
    
20. 
    Коэффициент формы К_χ - отношение экспериментально определенной конечной скорости свободного падения данного зерна неправильной формы (v₀)_экспк теоретической скорости падения, когда реальное зерно заменяют равнообъёмным ему шаром (v₀)_теор:
    

Теоретическую скорость рассчитывают по одной из частных формул для конечной скорости свободного падения. Формулы выбирают с учётом крупности и плотности зерна и параметров среды по значению первого параметра Лященко Re²ψ.

В данной работе для расчёта v₀ используют формулу Ньютона-Риттингера



где – коэффициент ; – эквивалентный диаметр зерна, г/см³; - плотность среды, г/см³, для воды =1 г/см³.

21. 
    Скорость падения зерна в неподвижной (спокойной) воде экспериментально определяется как путь, деленный на время, за которое он пройден.
    

Исходные данные:

Эбонит	1	2
Объем, см3	4,19	6,38
Плотность г/см3	1,15

Таблица измерений:

Параметр	№	Исследуемое зерно
		1	2
H, см		20	20
t, с	1	0,71	0,61
	2	0,68	0,65
	3	0,68	0,8
	4	0,68	0,48
	5	0,68	0,52
	6	0,72	0,54
	7	0,81	0,65
	8	0,73	0,74
	9	0,7	0,69
	10	0,7	0,72
tср, с		0,71	0,64
(v0)эксп, см/с		28,21	31,25
dэ, см		2	2,3
(v0)теор, см/с		27,99	30,01
Kχ		1,01	1,04

Пример расчёта:

1.

5. 
   
   

см/с

6. 
   
   

см/с

7. 
   
   

2.

1)

см/с

2)

см/с

3)



Вывод: в ходе лабораторной работы были приобретены экспериментальные навыки определения скорости свободного падения зерен. Можно сделать вывод, что чем больше крупность зерна, тем больше его скорость свободного падения.

№3

С помощью параметра Лященко определим область применения отдельных формул.





Число Рейнольдса:



Тела разного размера и разной плотности, имеющие одинаковую конечную скорость падения, называются равнопадающими. Отношение диаметра удельно-легкого шара к диаметру удельно-тяжелого, имеющего ту же конечную скорость падения, называется коэффициентом равнопадаемости.

При известной конечной скорости свободного падения можно определить крупность падающего тела, пользуясь вторым параметром Лященко и частными формулами



Так как предел применения второго параметра Лященко , то размер зерен мелкий и пользуемся формулой коэффициента равнопадаемости.



Формула Стокса



По формуле мы высчитали значение параметра =0,808.

По найденному значению выбрали частную формулу для конечной скорости свободного падения шара.

Теперь по выбранной формуле для конечной скорости свободного падения шара определим для заданного значения требуемую крупность.

Формула Ньютона-Ритингера:



При определении скорости падения минеральных зерен в формуле для расчета необходимо вводить коэффициент формы Р



Коэффициент формы определяют опытным путем. Мы рассчитаем его по эмпирическим формулам в зависимости от коэффициента сферичности для мелких зерен: