Determinarea Vitezei de Antrenare și de Absorbție a Particulelor Solidelor

Determinarea vitezei de antrenare si de absorbtie a particulelor solidelor

1. Scopul lucrarii

Este de a determina viteza de antrenare (viteza pe orizontala wx) si a vitezei de absorbtie (viteza pe verticala wz) a unor particule de o anumita forma si densitate. În laborator se va lucra cu particule sferice de polietilena; lucrarea are aplicatii practice în domeniul transportului pneumatic al particulelor, al captarii diferitelor pulberi ce trebuie recuperate (praf de aluminiu, de aur etc.).

2. Descrierea instalatiei si functionarea ei

Instalatia de laborator cuprinde:

a) un ventilator centrifugal cu caracteristicile:

- debit volumic = 1 000 m3/h

- crestere totala de presiune între aspiratie si refulare ”H = 500 mmH2O

- puterea motorului electric de antrenare al ventilatorului P = 3,6 kW

- turatia motorului electric n = 2850 rot/min

b) un ciclon de sticla cu diametrul interior ¦120 mm

c) o conducta cu ¦104x5 (grosimea peretelui) pe care se monteaza o diafragma de masura debitului.

Particulele sunt dispuse pe o placa de plastic (de observare), ele sunt antrenate de curentul de aer pe orizontala, ulterior pe verticala. Particulele intra în ciclon, sub efectul fortei centrifuge se depun la baza ciclonului, iar aerul curat e absorbit în continuare prin conducta 4 catre ventilatorul centrifugal 2. Schita instalatiei si detaliu pentru placa de observatie este:

d = 50 mm

r = 8 mm

H = 22 mm

dp = 5 mm

Áp = 1250 kg/m3

1 – motor electric; 2 – ventilator centrifugal; 3 – clapeta pentru reglare debit; 4 – conducta de aspiratie aer catre ventilator; 5 – diafragma de masura a debitului de aer; 6 – ciclon de sticla; 7 – conducta de absorbtie a amestecului aer si particule; 8 – placa observare; 9 – dispozitiv de reglare a înaltimii H; 10 – particule; 11 – manometru cu tub în forma de U; 12 – suporti.

3. Efectuarea calculelor si masuratorilor

Debitul este cantitatea de fluid ce trece printr-o sectiune data în unitatea de timp; poate fi masic sau volumic.

= Á * A * w [kg/s]

= A * w [m3/s]

Á = densitatea fluidului [kg/m3]

A = aria sectiunii de curgere [m2]

w = viteza [m/s]

w = / A [m/s] wx = x / 2 * À * r * H [m/s]

wz = z / À * d2/4 [m/s]

Se pot calcula wx,wz dar pentru verificare se face:

I Rx > Ff [N]; rezistenta la înaintare a particulei pe directia Ox > forta de frecare dintre particule si placa.

II Rz > G [N]; rezistenta la înaintare a particulei în curentul de aer de pe axa Oz > greutatea particulei.

Se stie ca: Rx = Cx * Áaer/2 * wx2 * Ap [N]; Ap = aria sectiunii particulei.

Ap = À * dp2 / 4 [m2] dp = 5 mm = 5 * 10-3 m

Cx = 24 / Re (1 + 3/16 * Re) Re = nr. Reynolds

Re = wx * de / Åaer

de = 4 * A / p = 4 * 2 * À * r * H / 2 * 2 * À * r = 2 * H [m], H = 22 mm

Å = vâscozitatea cinematica a aerului = 16,6 * 10-6 [m2/s]