KE I labor bevezető - mérések -
description
Transcript of KE I labor bevezető - mérések -
![Page 1: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/1.jpg)
KE I labor bevezető- mérések -
![Page 2: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/2.jpg)
BevezetésLeíró technikaA technológia építőkövei:
◦műveleti egység◦„unit operation” Matematikai modellek Fizikai modellek Empirikus/tapasztalati modellek Dimenzióanalízis
![Page 3: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/3.jpg)
TémakörökÁramlástani műveletek (hajtóerő: DP)
◦szűrés◦keverés◦fluidizáció◦töltött oszlop◦rotaméter
Hőtani műveletek (hajtóerő: DT)◦bepárlás
![Page 4: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/4.jpg)
NyomásmérésAbszolút nyomás; túlnyomásU-csöves manométer (differenciál
~)Bourdon csöves manométer
p g hD D D 1 bar = 1 atm = 760 Hgmm=101325 Pa
![Page 5: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/5.jpg)
Áramlás/sebesség méréseRotaméter
![Page 6: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/6.jpg)
MérőperemSzűkítéses
áramlásmérésNyomásesés
alapján áramlás számítható
OlcsóIterációs
számítást igényel
![Page 7: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/7.jpg)
Szűrés Hajtóerő: DPLepény
vastagodásával az ellenállás nő
Meddig érdemes szűrni?
leírás
![Page 8: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/8.jpg)
Szűrés 1/4Darcy egyenlet
◦A: szűrőfelület (m2)◦V: szűrlet térfogat (m3)◦t: idő (s)◦B: szűrőréteg permeabilitási
együtthatója (m2)◦h: szűrlet dinamikai viszkozitása (Pa s)◦l: iszapréteg vastagsága (m)◦DPl: iszaprétegen kialakuló nyomásesés
(Pa)
1 lpdV BA dt lh
D
![Page 9: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/9.jpg)
Szűrés 2/4l/B helyett:
◦a: fajlagos iszapellenállás (m/kg)◦c: egységnyi szuszpenzióból
felhalmozódó részecskék tömege (kg/m3)
Lepény ellenállása: Teljes ellenállás:
Carman féle szűrési egyenlet:
![Page 10: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/10.jpg)
Szűrés 3/4Konstansok meghatározása =
kísérlet V [m3] t [sec]0 0
0.002 320.004 580.006 800.008 1070.01 1380.012 164.. ..
DV [m3] Dt [sec] Vátl [m3]DV =V1-V2 Dt =t1-t2 (V1-V2)/20.002 32 0.0010.002 26 0.0020.002 22 0.0030.002 27 0.0040.002 31 0.0050.002 26 0.006.. .. ...
![Page 11: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/11.jpg)
Szűrés 4/4A konstansok ismeretében
optimális szűrési idő meghatározása◦grafikus módszerrel és/vagy◦számolással
![Page 12: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/13.jpg)
Keverés 1/3Fluidumot megmozgató
berendezésMennyi energiára van szükség a
keveréshez?P=f(n, d, w, h, d, D, H, n, , h)Minden keverőhöz + tart-
tályhoz kiszámítható:◦P= Konst*d5*n3*
Geometriai hasonlóság+dimenzióanalízis
![Page 14: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/14.jpg)
Keverés 2/3Geom. hasonlóság:Kísérletek: geom. hasonló
készülékek Eu-Re görbéi egymásra esnek:
![Page 15: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/15.jpg)
Keverés 3/3Méretezés
◦d1=2,5 cm, n=0,25 1/s (lamináris) keverőnél kimérték
◦P1=10 W◦Ipari készülék, geom. hasonló, d2=25
cm lamin: P=Konst*d3*n2*h Ipari teljesítményfelvétel:
P2=P1*(d2/d1)3=10W*8000=1000 W
![Page 16: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/16.jpg)
Nyomásesés töltött oszlopon 1/4Töltött oszlop = töltet + oszlop
(függőlegesen)Cél: fázisérintkeztetés (g/s; f/s; g/f;
f/f) gázmosás szennyvíztisztítás égetési technika (fluid ágyas hulladékégető) heterogén katalízis reaktor töltött oszlopú rektifikálás
Kérdés: oszlop nyomásesése ~ üzemeltetési költségek
![Page 17: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/17.jpg)
Nyomásesés töltött oszlopon 2/4Egyfázisú
áramlás (Száraz töltet)
Kétfázisú áramlás
![Page 18: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/18.jpg)
Nyomásesés töltött oszlopon 3/4Térfogatáram / nyomásesés mérése
az oszlopon térfogatáram: köbözés U-csöves manométer Dp/l –v0 diagram elkészítése –
mérés/számolás eredményeinek összevetéseSzáraz töltet
Ergun összefüggés Kast összefüggés
Nedves töltet Reichelt összefüggés
![Page 19: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/19.jpg)
Nyomásesés töltött oszlopon 4/4
0.1 1 10100
1000
10000
Száraz töltet ellenállásaReichelt [Pa] Kast [Pa] Mért [Pa]
v 0(m/s)
Dp (Pa)
0.1 1 10100
1000
10000
Nedves töltet ellenállásaLeva [Pa/m] Mért [Pa/m]
v 0(m/s)
Dp /l(Pa/m)
![Page 20: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/20.jpg)
FluidizációSpeciális töltött oszlop: kis méretű töltetfelhajtó erő + súrlódás = Archimedesi
súlyRészecskék szabad felülete magas
◦Szén-tüzelés◦Szárítás◦Pörkölés
Oszlop nyomásesése üzemeltetés közben =?
Üzemeltetési ktg. ~ nyomásesés
![Page 21: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/21.jpg)
Fluidizáció
![Page 22: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/22.jpg)
Fluidizációfajlagos
hézagtérfogat: e [m3/m3]
hézagmentes töltetmagasság◦ L0=L(1-e) [m]
![Page 23: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/23.jpg)
Fluidizáció - leírásOszlop nyomásesése
◦ súrlódási nyomásveszt.
◦ Archimedesi súly
◦fluid állapotban a kettő megegyezikfm ismeretlen, meghatározásához
minden készülék esetében mérésre lenne szükség
Dimenzióanalízis: Rem bevezetése, diagram
![Page 24: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/24.jpg)
Fluidizáció – dimenziómentes számok ( )3
22Re
2p p f f
m m
d gf
h
0Re p fm
d v h
0e
2Rem mf
Re Re
![Page 25: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/25.jpg)
Fluidizáció – mérési feladat
SKR
v0
Dh Dh
Dp
L
e
![Page 26: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/26.jpg)
Fluidizáció - diagram
![Page 27: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/27.jpg)
FluidizációA mérés módosult: relatív
hézagtérfogatot nem kell „kísérleti úton” meghatározni
![Page 28: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/28.jpg)
BepárlásElegyből (híg oldat) az oldószer
eltávolítása◦hőközlés segítségével
Termékek: pára + besűrített oldatEmellett: fűtőgőz fűtőgőz
kondenzátuma◦!! A fűtőgőz hőmérséklete nem
változik, miközben lekondenzál(115°C gőz 115°C folyadék)
![Page 29: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/29.jpg)
Bepárlás
Hőmérleg:
![Page 30: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/30.jpg)
BepárlásMérés:
◦A bepárló készülék elindítása◦Állandósult állapot kivárása◦Mérési adatok rögzítése az
állandósult állapotban◦Otthon kiértékelés: Bepárló hőkapacitásának és
hőmérlegének meghatározása
![Page 31: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/31.jpg)
Rotaméter kalibrációjaA rotaméter úszója a mérőcsőben
„ülepedik”.Az ülepedés leírása lehetővé teszi
ülepedési diagramok készítésétAdott ülepedési diagram segítségével
adott mérési körülmények eredményei átszámíthatók más mérési körülményekre.
Pl. rotaméter kalibrálása vízzel, majd átszámítás sav-áramlás mértékének meghatározására.
![Page 32: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/32.jpg)
FeladatA rotaméteren átáramló fluidum
térfogatárama és az úszó állása közötti kapcsolat kísérleti meghatározása.
Adatokból falhatást is figyelembe vevő, a rotaméterre és az adott úszóra jellemző ülepedési diagramelkészítése.
Mérőberendezés sematikus ábrája: következő dia.
![Page 33: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: KE I labor bevezető - mérések -](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062817/568163d1550346895dd517a5/html5/thumbnails/34.jpg)
Köszönöm a figyelmet!