přechodová (Allen) 0,44 ξ Re Poznámka: Usazování v turbulentní oblasti má omezený význam, protože se částice usazují velmi rychle.

Podobné dokumenty
Fluidace Úvod: Úkol: Teoretický úvod:

Rušené usazování Úvod: Při rušeném usazování dochází ke srážkám částic a jejich narážení na stěny nádoby. Výsledkem je prodlužování dráhy částic a

1. M ení místních ztrát na vodní trati

Hydrodynamika. ustálené proudění. rychlost tekutiny se v žádném místě nemění. je statické vektorové pole

Geometrie. RNDr. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

tečné napětí (τ), které je podle Newtona úměrné gradientu rychlosti, tj. poměrnému

1141 HYA (Hydraulika)

Kinetická teorie plynů

3.3. Operace s vektory. Definice

Proudění reálné tekutiny

Hydrostatika F S. p konst F S. Tlak. ideální kapalina je nestlačitelná l = konst. Tlak v kapalině uzavřené v nádobě se šíří ve všech směrech stejně

Příklad 1 (25 bodů) Částice nesoucí náboj q vletěla do magnetického pole o magnetické indukci B ( 0,0, B)

Hydrostatika a hydrodynamika

NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠENÍ

V = π f 2 (x) dx. f(x) 1 + f 2 (x) dx. x 2 + y 2 = r 2

5b MĚŘENÍ VISKOZITY KAPALIN POMOCÍ PADAJÍCÍ KULIČKY

2. M ení t ecích ztrát na vodní trati

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

1. Měřením na rotačním viskozimetru zjistěte, zda jsou kapaliny připravené pro měření newtonovské.

S S obsahy podstav S obsah pláště

Jehlan s obdélníkovou podstavou o rozměrech a dm a b dm má boční hranu délky s dm. Vypočítejte povrch a objem tohoto jehlanu.

VI. Nestacionární vedení tepla

5.2. Matematika a její aplikace

Fyzikální praktikum I

LEE: Stanovení viskozity glycerolu pomocí dvou metod v kosmetickém produktu

Na obrázku je nakreslen vlak, který se pohybuje po přímé trati, nakresli k němu vhodnou souřadnou soustavu. v

3. VEKTOROVÝ POČET A ANALYTICKÁ GEOMETRIE

Mechanika kapalin a plynů

Mechanika tekutin. Tekutiny = plyny a kapaliny

Míchání. PoA. h/d = 0, Re M

VLHKOST A NASÁKAVOST STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ. Stavební hmoty I Cvičení 7

Y Q charakteristice se pipojují kivky výkonu

vzdálenost těžiště (myslí se tím těžiště celého tělesa a ne jeho jednotlivých částí) od osy rotace

Senzory průtoku tekutin

Měření kinematické a dynamické viskozity kapalin

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Laboratorní úloha Měření charakteristik čerpadla

VY_32_INOVACE_G hmotnost součástí konajících přímočarý vratný pohyb (píst, křižák, pístní tyč, část ojnice).

DOPLŇKOVÉ TEXTY BB01 PAVEL SCHAUER INTERNÍ MATERIÁL FAST VUT V BRNĚ HYDRODYNAMIKA

VLASTNOSTI KAPALIN. Část 2. Literatura : Otakar Maštovský; HYDROMECHANIKA Jaromír Noskijevič; MECHANIKA TEKUTIN František Šob; HYDROMECHANIKA

Na obrázku je nakreslený vlak, který se pohybuje po přímé trati, nakresli k němu vhodnou souřadnou soustavu. v

1.8.9 Bernoulliho rovnice

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

1141 HYA (Hydraulika)

5.4.2 Objemy a povrchy mnohostěnů I

Smíšený součin

6. Mechanika kapalin a plynů

1141 HYA (Hydraulika)


Míchání. P 0,t = Po ρ f 3 d 5 (2)

2.3 Tlak v kapalině vyvolaný tíhovou silou Tlak ve vzduchu vyvolaný tíhovou silou... 5

6 Usazování. A Výpočtové vztahy. 6.1 Usazování jednotlivé kulové částice. Lenka Schreiberová, Lubomír Neužil

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

Určování povahy toku a výpočet příslušných hodnot Reynoldsova čísla

6. Jehlan, kužel, koule

Splaveniny. = tuhé částice přemísťované vodou anorganický původ organický původ různého tvaru a velikosti

Senzory průtoku tekutin

Základní pojmy a jednotky

3. Měření viskozity, hustoty a povrchového napětí kapalin

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra hydrauliky a hydrologie. Předmět HYA2 K141 FSv ČVUT. Hydraulika potrubí

(1) Řešení. z toho F 2 = F1S2. 3, 09 m/s =. 3, 1 m/s. (Proč se zde nemusí převádět jednotky?)

a) [0,4 b] r < R, b) [0,4 b] r R c) [0,2 b] Zakreslete obě závislosti do jednoho grafu a vyznačte na osách důležité hodnoty.

Úloha č. 1 Odměřování objemů, ředění roztoků Strana 1. Úkol 1. Ředění roztoků. Teoretický úvod - viz návod

KMITÁNÍ PRUŽINY. Pomůcky: Postup: Jaroslav Reichl, LabQuest, sonda siloměr, těleso kmitající na pružině

Hydrodynamika. Archimédův zákon Proudění tekutin Obtékání těles

7. SEMINÁŘ Z MECHANIKY

Výtok kapaliny otvorem ve dně nádrže (výtok kapaliny z danaidy)

Příklady k přednášce 1. Úvod

Příklady k přednášce 1. Úvod. Michael Šebek Automatické řízení 2019

Laboratorní úloha č. 3 Spřažená kyvadla. Max Šauer

VLIV SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ NA VĚTRANÉ STŘEŠNÍ KONSTRUKCE

Vzorové příklady - 4.cvičení

12. SEMINÁŘ Z MECHANIKY

Zapojení odporových tenzometrů

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

HUSTOTA PEVNÝCH LÁTEK

7 Gaussova věta 7 GAUSSOVA VĚTA. Použitím Gaussovy věty odvod te velikost vektorů elektrické indukce a elektrické intenzity pro

Mechanika tekutin. Hydrostatika Hydrodynamika

FYZIKA I. Rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a nerovnoměrně zrychlený translační pohyb

Vztlaková síla působící na těleso v atmosféře Země


Laboratorní cvičení č.11

FYZIKA 2. ROČNÍK. Pozorovaný pohyb vlny je pohybem stavu hmoty, a nikoli pohybem hmoty samé.

Dilatace času. Řešení Čas t 0 je vlastní čas trvání děje probíhajícího na kosmické lodi. Z rovnice. v 1 c. po dosazení za t 0 a v pak vyplývá t

18. x x 5 dx subst. t = 2 + x x 1 + e2x x subst. t = e x ln 2 x. x ln 2 x dx 34.

1 Neoklasický model chování spotřebitele

9 Míchání. I Základní vztahy a definice. Milan Jahoda


Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I

Krevní oběh. Helena Uhrová

Fyzika stručne a jasne

Fyzikální veličiny a jednotky, přímá a nepřímá metoda měření

U218 Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. Seminář z PHTH. 3. ročník. Fakulta strojní ČVUT v Praze

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 5

Stanovení hustoty pevných a kapalných látek

12 Rozvinutelné a zborcené plochy

Postup řešení: Výkon na hnacích kolech se stanoví podle vztahu: = [W] (SV1.1)

Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Transkript:

Nerušené usazoání kuloých a nekuloých ástic Úod: Měřením rychlostí nerušeného usazoání oěřujeme platnost ronic pro ýpoet usazoacích rychlostí ástic různé elikosti a taru nebo naopak ronic pro ýpoet elikosti ástic, které se mají usazoat danou rychlostí. Základem ýpotů jsou ýpoty nerušeného usazoání kuloých ástic. Výpoty usazoání ástic jiného taru je třeba korigoat tz. séricitami. Pro urychlení zpracoání ýsledků měření použíáme tabulky příslušných ronic. O oblasti usazoání (laminární, přechodoé nebo turbulentní ) rozhodujeme podle íselné hodnoty kriterií Archimedoa - Ar, Ljašenkoa - Ly a Reynoldsoa Re uedených roněž tabulce: Tabulka pro ýpoet usazoací rychlosti, průměru ástic d a souinitele odporu ξ pro nerušené usazoání kuloých ástic o hustotě ρ tekutině o hustotě ρ a dynamické iskozitě η graitaním poli o zrychlení a (graitaním - g nebo odstřediém - ω r ). symbol laminární (Stokes) přechodoá (Allen) turbulentní (Newton) Re 0, 0,; 5 0 5 5 0 ;,5 0 Ar, 6 4,6 ; 8, 0 4 9 8, 0 ; 7,4 0 Ly, 0, 0 ;,5 0 5,5 0 ; 4,5 0 4 8,5 0,44 ξ Re 0,6 Re 0,74,4 d ( ρ ρ ) a [( ρ ρ ) a ] d d ( ρ ρ ) a 8η 0,40 0,86,74 η ρ ρ d ( ) 8η ρ ρ a ( ρ ρ ) η 5,75 0,75 [( ρ ρ ) a ] 0, 65 ( ρ ρ ) a a d ρ ρ d ρ Ar =, Ly =, Re =, Ar Ly = Re η a η ( ρ ρ ) η Poznámka: Usazoání turbulentní oblasti má omezený ýznam, protože se ástice usazují elmi rychle. Úkol: ) Ze změřené dráhy a změřeného asu ypoítat rychlosti usazoání a) kuloých ástic, b) nekuloých izometrických ástic (geometricky praidelných), c) nekuloých neizometrických (geometricky nepraidelných). ) Vypoítat ekialentní průměry nekuloých ástic. ρ 0 0,875 0,0 ρ

) Vypoítat geometrickou a dynamickou séricitu a dynamický taroý aktor šech ástic. Teoretický úod, sestaa aparatury a postup při měření a ýpotech: Podle ýsledků měření usazoacích rychlostí můžeme ypoítat a) u kuloých ástic: - souinitel odporu ξ z ronoáhy sil graitaní, ztlakoé a odporu prostředí podle zorce pro ýpoet usazoací rychlosti ástice o průměru d a hustotě ρ tekutém prostředí o hustotě ρ 4 ρ ρ = d g (R-) ξ ρ nebo ze známé hodnoty Re podle usazoací tabulky (souinitel odporu ξ je unkcí Reynoldsoa ísla ), - délku dráhy potřebnou k dosažení konstantní usazoací rychlosti: Délka usazoací dráhy se změří měřicí latí od horní rysky na usazoací trubici nahoře po horní rysku dole, pak od střední rysky nahoře po střední rysku dole a nakonec od spodní rysky nahoře po spodní rysku dole a doba proběhnutí usazoané kuliky mezi dotynými ryskami stopkami. Měří se ždy s kulikami stejného průměru a ze stejného materiálu. Délka dráhy potřebná k dosažení konstantní usazoací rychlosti je zaruena sloupcem roztoku glycerolu o ýšce 5 cm nad nejhořejší ryskou horní ásti usazoací trubice, e kterém se olně hozená kulika zbrzdí. Dosažení konstantní usazoací rychlosti oěříme měřením dob proběhnutí usazoané kuliky mezi korespondujícími ryskami na usazoací trubici. Jsou-li doby proběhnutí shodné, byla dokázána konstantní usazoací rychlost (zpraidla již před proběhnutím ástice nejhořejší ryskou), - ekialentní průměr d ek, geometrickou séricitu ψ A, dynamickou séricitu ψ d a dynamický taroý aktor ψ d tímto postupem: a) u kuloých ástic - změříme průměr ástice d, - stanoíme hustoty ρ a ρ, - tabulkách yhledáme hodnotu dynamické iskozity η pro odný roztok glycerolu o koncentraci zjištěné reraktometricky nebo ji změříme iskozimetrem, - změříme délku l dráhy usazoání a dobu usazoání τ, - ypoteme rychlost usazoání koule k, - podle usazoací tabulky uríme oblast usazoání na základě hodnot kriterií Ar a Re, - podle téže tabulky ypoteme hodnotu souinitele odporu ξ, - hodnotu téhož souinitele ypoteme ze shora uedené ronice (R-), - pro zajímaost ypoteme též dynamickou séricitu ψ d a dynamický taroý aktor ψ d podle níže uedených ro.(r-4) a (R-5), - probíhá-li nerušené usazoání kuloých ástic ze stejného materiálu e stejné oblasti, můžeme záislost usazoací rychlosti na průměru ástic linearizoat a yjádřit graicky souřadných systémech podle ronic:

pro laminární oblast l l = k d, pro přechodoou = k p p d,4 a turbulentní t = kt d nebo obecně ln = a d + b, b) u nekuloých izometrických ástic - změříme rozměry, - ze změřených rozměrů ypoteme objem nekuloé ástice V n, - z objemu V n ypoteme ekialentní průměr d ek koule stejného objemu podle zorce např. pro krychli 6Vn d ek = (R-) π 6a d ek = =, 4 a, π - ypoteme geometrickou séricitu ψ A podle zorce Ak π dek ψ A = = (R-) An An kde A k je porch ekialentní kuloé ástice, A n porch nekuloé ástice, např.pro krychli (,4 a ) π ψ A = = 0,806, 6a - ypoteme dynamickou séricitu ψ d podle skutené (eektiní) usazoací rychlosti e. Skutenou usazoací rychlost e ypoteme ze změřené dráhy s mezi příslušnými ryskami usazoací trubice a asu τ, za který ástice dráhou s proběhne: s e = τ Z ní uríme podle hodnoty Ljašenkoa kriteria Ly oblast usazoání a podle usazoací tabulky ypoteme eektiní průměr ástice d e, která by se usazoala stejnou rychlostí. Eektiní průměr dosadíme do příslušné ronice pro ýpoet dynamické séricity pro laminární oblast pro přechodoou de ψ d l = de ψ d p =,4 de pro turbulentní ψ d t = (R-4) - ypoteme dynamický taroý aktor ψ d podle ronice

Ly n d n ψ = = (R-5) Lyk k Usazoací rychlost n nekuloé ástice ypoteme ze změřené délky s usazoací dráhy a doby usazoání τ. Usazoací rychlost k ekialentní koule o průměru d ek ypoteme podle usazoací tabulky. Nejpre ypoteme hodnotu Archimedoa kriteria pro d ek., uríme oblast usazoání a podle zorce pro ýpoet usazoací rychlosti k ekialentní koule ji ypoteme a dosadíme do ro. (R-5). c) u nekuloých neizometrických ástic - nelze ypoítat geometrickou séricitu - ypoteme dynamickou séricitu podobně jako u izometrických ástic. Objem ástice V pro ýpoet ekialentního průměru d ek ale ypoteme z hmotnosti ástice m a její hustoty ρ 6 m dek = (R-6) π ρ Hustotu ástic nalezneme buď tabulkách nebo ji stanoíme jednoduchým způsobem popsaným úloze Mletí. Podle ro. (R-6) můžeme ypoítat i ekialentní průměr izometrických ástic. - ypoteme dynamický taroý aktor podle ro. (R-5) postupem u ní uedeným. Vyhodnocení ýsledků měření: Změřené a ypotené údaje zapíšeme do tabulky.měř. ástice tar koule koule m/g τ/s ρ/ kg m - V / 0 a m / m s - t / m s - oblast ξ / ψ A / ψ d / ψ d / krychle álec obl. obl. 4

Diskuse ýsledků: Výsledky měření struně a ýstižně zhodnotíme a pokusíme se ysětlit případné rozpory mezi teoretickými předpoklady a praktickými ýsledky. Kontrolní otázky: ) Vyjmenujte síly, které se uplatňují při usazoání ástic. Která z nich se mění záisle na rychlosti usazující se ástice? Vyjádřete podmínku dosažení konstantní usazoací rychlosti a ypotěte podle ní obecnou ronici usazoací rychlosti, íte-li, že síla odporu F o usazující se ástice se ypote podle ronice F o = ξ S ρ /, kde S je průřez kuloé ástice o průměru d. ) Jak zjistíte délku dráhy potřebnou k dosažení konstantní rychlosti nerušeného usazoání? ) Odoďte ýraz pro ýpoet ekialentního průměru izometrických ástic taru krychle, krychloé bipyramidy (dojjehlanu spojeného tercoými podstaami s délkou úhlopříek ronou ýšce dojjehlanu) a álce a neizometrických ástic o hmotnosti m a hustotě ρ. 4) Odoďte ýrazy pro ýpoty geometrických séricit izometrických ástic uedených bodě ). 5) Odoďte ýrazy pro ýpoty dynamických séricit ástic uedených bodě ). 6) Odoďte ýrazy pro ýpoty dynamických taroých aktorů ástic uedených bodě ). 7) Ueďte postup při ýpotu eektiního průměru a eektiní rychlosti usazoání nekuloých ástic. 8) Jak ypotete hodnotu souinitele odporu a) podle usazoací tabulky, b) z ronice (R-)? 9) Ueďte postup při ýpotu usazoací rychlosti nekuloé ástice o ypoteném ekialentním průměru. 5