Методические указания к решению задачи №2

Рассчитаем модифицированный критерий Рейнольдса

 

, (1)

 

где ρ_р – плотность раствора

 

, (2)

 

где ρ_в – плотность воды при температуре t;

μ_р – динамическая вязкость раствора

 

, (3)

 

где μ_в – динамическая вязкость воды при температуре t;

Диаметр мешалки d_м определим из соотношения D/d_м.

Для расчета критерия мощности К_N воспользуемся критериальным уравнением

 

, (4)

 

где постоянные С и m выберем из таблицы 3 для заданного типа мешалки.

Таблица 3 – Значения постоянных С и m для различных типов мешалок

Тип мешалки	Значения постоянных	Примечание
С	m
Двухлопастная	111,0	1,0	Re < 20
14.35	0.31	Re = 100 - 5·104
Четырехлопастная	8.52	0.2
Трехлопастная пропеллерная		1.67	Re < 30
4.63	0.35	Re < 3·103
1.19	0.15	Re >3·103
Якорная двухлопастная	6.2	0.25
Турбинная шестилопастная	5.98	0.15

 

Мощность, потребляемая непосредственно мешалкой при работе ее в установившемся режиме

 

. (5)

 

Мощность в пусковой период работы мешалки обычно в 2 – 3 раза превышает мощность в установившемся режиме

 

(6)

 

Установочная мощность электродвигателя, имеющего вместе с механической передачей КПД 0,95 и с учетом 20% запаса мощности

 

(7)

 

 

Задача 3

Определить скорость воздуха, необходимую для начала образования взвешенного слоя частиц молочного сахара плотностью ρ _ч=1540 кг/м³ при следующих условиях: температура воздуха t, диаметр частиц d _ч.Каково будет гидравлическое сопротивление, если высота неподвижного слоя Н ₀, а порозность слоя ε ₀=0,4? Определить также порозность и высоту взвешенного слоя, если скорость воздуха превышает первую критическую в n раз. При решении задачи воспользоваться зависимостью Ly= f (Ar) (Рисунок 1).

 

Таблица 4 – Исходные данные к задаче 3

Величины и их размерность	Последняя цифра шифра
d ч, мм	0,5	0,8	1,2	1,5	0,7	1,1	0,6	1,0	0,9	1,3
n	1,9	1,7	2,2	2,1	1,5	2,0	1,6	1,8	1,4	2,4
Величины и их размерность	Предпоследняя цифра шифра
H 0, м	0,4	0,35	0,5	0,6	0,45	0,55	0,3	0,25	0,2	0,65
t, 0C

Методические указания к решению задачи 3

Рассчитаем критерий Архимеда

 

(1)

 

где ρ_вх – плотность воздуха при температуре t,⁰С

, (2)

 

μ_вх – динамическая вязкость воздуха при температуре t,⁰С,

Т₀ = 273 К – абсолютная температура, соответствующая нормальным условиям,

g =9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

По графику зависимости Lu = f(Ar, ε) (Рисунок 3.1) при порозности ε₀=0,4 определим значение критерия Лященко Lu.

 

 

 

Рисунок 3.1 - Зависимость критерия Ly от критерия Ar и порозности ε слоя

Из выражения для критерия Лященко рассчитаем скорость воздуха, необходимую для начала образования взвешенного слоя

 

(3)

 

При увеличении скорости в n раз и критерий Лященко

 

.

 

По рисунку 3.1 при Lu´ и Ar определим порозность взвешенного слоя ε.

Гидравлическое сопротивление слоя

 

(4)

 

Высота взвешенного слоя

 

(5)

 

Задания к промежуточному контролю №2

Задача 4

Рассчитать площадь теплопередающей поверхности вертикального кожухотрубного теплообменника, состоящего из 111 стальных труб диаметром 25х2 мм, в трубном пространстве которого охлаждается метанол oт до , °С. Охлаждение производится водой с начальной температурой и конечной , °С. Расход метанола G_м, кг/с. Коэффициент теплоотдачи от метанола к стенкам труб α₁=960 Вт/(м²·°С), коэффициент теплоотдачи от стенок труб к воде α₂=840 Вт/(м²·°С), суммарная тепловая проводимость загрязнений стенок труб r=1700 Вт/(м²·°С). Теплоемкости метанола и воды принять соответственно с _м=2520 Дж/(кг·К), с _р=4190 Дж/(кг·К). Потерями в окружающую среду пренебречь. Рассчитать также расход охлаждающей воды.

Таблица 5 – Исходные данные к задаче 4

Величины и их размерность	Последняя цифра шифра
Gм, кг/с	18,2			12,9	15,4	14,9		11,8
t , оС
t , оС
Величины и их размерность	Предпоследняя цифра шифра
t , оС
t , оС