ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

ВИЗНАЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОГО КОЕФІЦІЄНТА ЗМІШУВАННЯ

(з елементами НДРС)

Мета роботи

1) Експериментальне визначення ефективного коефіцієнта змішування у випадку послідовного перекачування різносортних рідин по магістральному трубопроводу.

2) Аналіз емпіричних формул для визначення ефективного коефіцієнта змішування рідин.

В результаті проведення лабораторного заняття студенти повинні:

- знати формули для визначення ефективного коефіцієнта змішування і методи експериментального його визначення;

- уміти пояснити фізичну картину процесу змішування рідин для ламінарного і турбулентного режимів.

Програма роботи

Лабораторна робота розрахована на 4 години аудиторних занять, під час яких проводять послідовне перекачування двох рідин, здійснюють контроль зони змішування рідин за густиною, визначають миттєві концентрації рідин у кожному із бачків каруселі, розраховують значення ефективного коефіцієнта змішування рідин за результатами експериментів, результати розрахунків порівнюють з величинами ефективного коефіцієнта змішування, отриманого за емпіричними залежностями.

7.3 Основні теоретичні положення. Опис лабораторної

Установки

Утворення суміші в зоні контакту двох послідовно транспортованих рідин за ламінарного режиму руху проходить внаслідок конвективної дифузії, а за турбулентного режиму – внаслідок конвективної дифузії, обумовленої нерівномірністю осереднених швидкостей по перерізу труби, і турбулентним перемішуванням рідин у зоні суміші під впливом турбулентних пульсацій. Поширення зони суміші проходить по обидві сторони від початкової межі їх розділення.

Протяжність зони суміші збільшується з перебігом часу пропорційно величині , де - ефективний коефіцієнт змішування (коефіцієнт турбулентної дифузії), який характеризує інтенсивність поздовжнього поширення зони суміші; - час руху зони суміші.

Інтенсивність поздовжнього поширення суміші описують законом Фіка

, (7.1)

де - швидкість дифузії;

- градієнт концентрації нафтопродукту, що рухається позаду.

Експериментально ефективний коефіцієнт змішування можна визначити двома способами:

1) Метод В. С. Яблонського, А. Ш. Асатуряна, І. Х. Хізгі-

лова, який базується на визначенні дисперсії кривої розподілу концентрації.

Дисперсія пов’язана з величиною ефективного коефіцієнта змішування залежністю

, (7.2)

де - дисперсія кривої розподілу концентрації

, (7.3)

;

- миттєва концентрація одного із компонентів суміші;

- відносний час;

- поточний час;

- середня швидкість перекачування;

- довжина трубопроводу.

2) Метод, який базується на дослідженні інтегральної ха-

рактеристики розподілу концентрації різносортних рідин вздовж довжини зони суміші. В цьому випадку визначають кількість сторонніх рідин, що потрапляють у вихідні нафтопродукти.

У випадку розділення суміші в перерізі, де ,

формула для визначення ефективного коефіцієнта змішування рідин має вигляд

, (7.4)

де ;

- кількість рідини, що рухається попереду, яка потрапляє в рідину, що рухається позаду;

- кількість рідини, що рухається позаду, яка потрапляє в рідину, що рухається попереду

; . (7.5)

Дослідженнями встановлено, що другий метод є точнішим.

Для визначення ефективного коефіцієнта змішування найбільш відомі такі емпіричні формули:

Тейлора

, (7.6)

Асатуряна

, (7.7)

Нечваля-Яблонського

, (7.8)

Сьєнітцера

. (7.9)

У формулах (7.6) – (7.9) - внутрішній діаметр трубопроводу; - кінематична в’язкість 50 % суміші

, (7.10)

, - кінематична в’язкість більш в’язкого і менш в’яз-

кого нафтопродукту відповідно;

- число Рейнольдса

,

- коефіцієнт гідравлічного опору, вибір формули для визначення якого залежить від зони гідравлічного тертя у випадку турбулентного режиму руху.

Лабораторну роботу виконують на установці “Модель магістрального нафтопродуктопроводу” (див. рисунок 1.2, лабораторна робота № 1). Контроль зміни концентрації здійснюють за густиною з використанням ареометрів.

7.4 Порядок виконання роботи і обробка

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: