Расчет гидродинамического потока насадочного аппарата
Математическая модель структуры гидродинамического потока в аппарате на основе определенной экспериментальной информации. Проверка ее адекватности. Идентификация параметров выбранной зависимости. Эффективный объем аппарата и расчет размерных моментов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.07.2013 |
| Размер файла | 483,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Через насадочный аппарат длиной L=10 м, внутренним диаметром D=0,065 м и коэффициентом заполнения насадкой G=0,7 протекает жидкость с объемной скоростью Vc=1 л/с. Получить математическую модель структуры гидродинамического потока в аппарате на основе определенной экспериментальной информации и проверить ее адекватность.
|
t,с |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
16 |
||
|
С, г/л |
3 |
3,9 |
9,7 |
13,6 |
17,1 |
19,9 |
21,9 |
23 |
23,4 |
22,2 |
19,5 |
16,2 |
||
|
t,с |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
|
|
С, г/л |
12,9 |
9,9 |
7,5 |
5,6 |
4,3 |
3,2 |
2,5 |
2 |
1,7 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
Решение: 1 этап - проведение эксперимента. На вход аппарата подаем 250 гр индикатора в виде д-функции и на выходе аппарата замеряем его концентрацию, представляющую собой дифференциальную ФРВП. Результаты эксперимента сводим в таблицу 1:
гидродинамический аппарат математический
Таблица 1.
|
t,с |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
16 |
||
|
С, г/л |
3 |
3,9 |
9,7 |
13,6 |
17,1 |
19,9 |
21,9 |
23 |
23,4 |
22,2 |
19,5 |
16,2 |
||
|
t,с |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
|
|
С, г/л |
12,9 |
9,9 |
7,5 |
5,6 |
4,3 |
3,2 |
2,5 |
2 |
1,7 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
По экспериментальным данным строим график (Рис1).
Рис.1. ФРВП для данного аппарата
2 этап - выбор вида модели. Из рис. 1. видно, что график дифференциальной ФРВП соответствует ЯМ (ячеечной модели).
3 этап - идентификация параметров выбранной зависимости. Эффективный объем аппарата определяем по формуле:
Для определения числа ячеек n рассмотрим экспериментальную дифференциальную функцию распределения времени пребывания. Для определения моментов разбиваем построенный график по оси х на равные интервалы и методом средних прямоугольников находим площадь под кривой для каждого интервала. По полученным данным оформляем таблицу 2.
|
t,с |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
17 |
19 |
21 |
|
|
С, г/л |
1,3 |
3,9 |
13,6 |
19,9 |
23 |
22,8 |
20,85 |
17,85 |
14,55 |
11,4 |
8,7 |
|
|
t,с |
23 |
25 |
27 |
29 |
31 |
33 |
35 |
37 |
39 |
41 |
||
|
С, г/л |
6,55 |
4,95 |
3,75 |
2,85 |
2,25 |
1,85 |
1,55 |
1,35 |
1,25 |
1,15 |
Таблица 2. Расчет размерных моментов.
|
№ |
ti |
Ci |
?t*Ci |
?t*ti*Ci |
?t*ti^2*Ci |
t^2,с |
|
|
1 |
1 |
1,3 |
2,6 |
2,6 |
2,6 |
1 |
|
|
2 |
3 |
3,9 |
7,8 |
23,4 |
70,2 |
9 |
|
|
3 |
5 |
13,6 |
27,2 |
136 |
680 |
25 |
|
|
4 |
7 |
19,9 |
39,8 |
278,6 |
1950 |
49 |
|
|
5 |
9 |
23 |
46 |
414 |
3726 |
81 |
|
|
6 |
11 |
22,8 |
45,6 |
501,6 |
5518 |
121 |
|
|
7 |
13 |
20,85 |
41,7 |
542,1 |
7047 |
169 |
|
|
8 |
15 |
17,85 |
35,7 |
535,5 |
8033 |
225 |
|
|
9 |
17 |
14,55 |
29,1 |
494,7 |
8410 |
289 |
|
|
10 |
19 |
11,4 |
22,8 |
433,2 |
8231 |
361 |
|
|
11 |
21 |
8,7 |
17,4 |
365,4 |
7673 |
441 |
|
|
12 |
23 |
6,55 |
13,1 |
301,3 |
6930 |
529 |
|
|
13 |
25 |
4,95 |
9,9 |
247,5 |
6188 |
625 |
|
|
14 |
27 |
3,75 |
7,5 |
202,5 |
5468 |
729 |
|
|
15 |
29 |
2,85 |
5,7 |
165,3 |
4794 |
841 |
|
|
16 |
31 |
2,25 |
4,5 |
139,5 |
4325 |
961 |
|
|
17 |
33 |
1,85 |
3,7 |
122,1 |
4029 |
1089 |
|
|
18 |
35 |
1,55 |
3,1 |
108,5 |
3798 |
1225 |
|
|
19 |
37 |
1,35 |
2,7 |
99,9 |
3696 |
1369 |
|
|
20 |
39 |
1,25 |
2,5 |
97,5 |
3803 |
1521 |
|
|
21 |
41 |
1,15 |
2,3 |
94,3 |
3866 |
1681 |
|
|
? |
371 |
5306 |
98236 |
?t=2 - ширина участка аппроксимации;
ti - среднее время для каждого участка;
Сi - значение концентрации, соответствующее высоте i-го прямоугольника.
Находим приведенные моменты:
Находим безразмерные моменты:
>
Число ячеек:
Т.о. получили ЯМ с 3 ячейками. Система уравнений получаемой модели имеет следующий вид:
В результате решения данной системы дифференциальных уравнений получили таблицу значений времени и расчетной концентрации на выходе аппарата.
гидродинамический поток математический модель
|
t,с |
Срасч, г/л |
|
|
1 |
1,3 |
|
|
2 |
10,27 |
|
|
4 |
22,22 |
|
|
6 |
26,54 |
|
|
8 |
25,35 |
|
|
10 |
21,61 |
|
|
12 |
16,9 |
|
|
14 |
12,5 |
|
|
16 |
8,9 |
|
|
18 |
6,1 |
|
|
20 |
4,1 |
|
|
22 |
2,7 |
|
|
24 |
1,74 |
|
|
26 |
1,1 |
|
|
28 |
0,7 |
|
|
30 |
0,44 |
|
|
32 |
0,27 |
|
|
34 |
0,17 |
|
|
36 |
0,1 |
|
|
38 |
0,06 |
|
|
40 |
0,04 |
|
|
42 |
0,02 |
Расчетное значение Сi производили в программе в Qbasic.
CLS
n=3
C1=100
C2=0
C3=0
V=0,01
Vc=0,001
h1=2
h =0,1
tk=42
1 C1=C1 - h•n•Vc•C1/V
C2=C2 + h•n•Vc•(C1-C2)/V
C3=C3 + h•n•Vc•(C2-C3)/V
t=t+h
if t<h1 then go to 1
print “t=”;t; “C=”;C3
h1= h1+2
if t<tk then go to 1
END
Вывод
Идентифицировали типовую математическую модель гидродинамики.
По взаимному расположению расчетной и экспериментальной функции распределения времени пребывания видно, что расчетные значения значительно отличаются от экспериментальных.
Следовательно - полученная ячеечная модель из 3-х ячеек неадекватна структуре потока в аппарат.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Порядок построения профиля канала переменного сечения. Методика расчета параметров газового потока. Основные этапы определения силы воздействия потока на камеру и тяги камеры при разных вариантах газового потока. Построение графиков изменения параметров.
курсовая работа [446,2 K], добавлен 18.11.2010Расчеты газового потока в камере ракетного двигателя на сверхзвуковых и дозвуковых режимах, со скачками и без скачков уплотнения. Определение значений сил взаимодействия потока со стенками камеры и тяги двигателя. Расчет скоростей газового потока.
курсовая работа [616,3 K], добавлен 27.02.2015Расчет тепловой нагрузки аппарата, температуры парового потока, движущей силы теплопередачи. Зона конденсации паров. Определение термических сопротивлений стенки, поверхности теплопередачи. Расчет гидравлического сопротивления трубного пространства.
контрольная работа [76,7 K], добавлен 16.03.2012Разработка и определение основных технологических параметров котла-утилизатора для параметров газотурбинной установки ГТУ – 8 РМ. Тепловой конструктивный, гидравлический, прочностной расчет проектируемого аппарата, обоснование полученных результатов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.03.2017Сопло Лаваля как техническое приспособление, служащее для ускорения газового потока. Рассмотрение основных особенностей построения графика газодинамических функций давления, скорости. Этапы расчета параметров течения воздушного потока в сопле Лаваля.
контрольная работа [394,1 K], добавлен 10.01.2013Расчет температурного напора в теплообменном аппарате змеевикового типа для подогрева металла. Определение необратимой потери давления воздушного потока, проходящего через аппарат. Расчет тепловой изоляции подводящего трубопровода и длины трубки змеевика.
контрольная работа [684,3 K], добавлен 17.11.2015Общая характеристика теплообменных аппаратов и их применение в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Конструктивный, проверочный и гидравлический расчет теплообменного аппарата, построение температурной диаграммы.
курсовая работа [663,7 K], добавлен 10.10.2011Расчет параметров потоков продуктов сгорания и пароводяной среды, геометрических характеристик поверхностей нагрева, тепловой изоляции экономайзера. Проверка значений газодинамических сопротивлений. Определение изменения температуры по высоте стенки.
курсовая работа [124,3 K], добавлен 25.12.2013Рассмотрение экспериментальных зависимостей температуры горячего потока от входных параметров. Расчет показателей расхода хладагента и горячего потока и их входной температуры. Определение толщины отложений на внутренней поверхности теплообменника.
лабораторная работа [52,4 K], добавлен 13.06.2019Конструкция и принцип действия аппаратов, используемых для абсорбции тарельчатых и насадочных абсорберов, типы тарелок для колонн. Обоснование и расчет аппарата для абсорбции диоксида углерода–насадочного абсорбера с насадкой: керамические кольца Рашига.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.08.2014
