Методика расчета капиллярных давлений во влажных дисперсных материалах - Физика и энергетика контрольная работа

Главная

Физика и энергетика
Методика расчета капиллярных давлений во влажных дисперсных материалах

Процесс тепломассопереноса во влажных капиллярно-пористых телах. Методика расчета капиллярных давлений и вызванных внутренних напряжений. Характеристики и параметры тепломассопереноса. Модели дисперсных сред. Влагосодержание и плотность твердого вещества.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КАПИЛЛЯРНЫХ ДАВЛЕНИЙ ВО ВЛА ЖНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛАХ
В процессе тепломассопереноса во влажных капиллярно-пористых телах происходит изменение их структуры, вызванное переносом влаги, действием капиллярных, осмотических и молекулярных сил и возникающих в материале внутренних напряжений.
Создание методики расчета капиллярных давлений и вызванных внутренних напряжений позволит выявить физико-механических свойств материала с его исходными характеристиками и параметрами тепломассопереноса, на основе которой можно было прогнозировать и управлять качеством конечного продукта.
В настоящее время имеется большое количество различных моделей дисперсных сред. Одной из них может служить модель, в которой дисперсная среда представлена в виде шариков одного определенного радиуса R и какого-либо типа упаковки. Пусть из экспериментальных данных известна влажность материала (кг/кг). Число контактов одного шарика с соседними зависит от типа упаковки шариков в материале. Предположим, что на каждый контакт приходится одинаковое количество воды. Определим объем воды, приходящейся на один контакт в рассматриваемой модели. В большинстве случаев моделируемая дисперсная среда представляет собой трехфазную систему, содержащую в некотором объеме V воздух, воду и твердое вещество (шарики) с объемами соответственно Vвоз, Vв и Vт, плотностями ?воз, ?в и ?т и весами Pвоз, Pв и Pт, с соотношениями:
Учитывая формулы (1), (3), (4), соотношение (2) можно записать:
Полагая ? известной на экспериментальных данных, имеем:
тепломассоперенос капиллярный пористый давление
Зная объем одного шарика Vш радиуса R:
можно найти число таких шариков в выбранном объеме дисперсной среды V:
Вычислим число шариков в объеме V. Предполагаем, что контакты шариков на поверхности объема V не вносят существенной ошибки в вычисления. Задаваясь типом упаковки шариков в среде, а, следовательно, и числом контактов, приходящихся на один шарик ?, можно найти объем воды, приходящийся на одну манжету:
где ? - число контактов одного шарика с другими шариками в среде.
Теперь рассмотрим место контактов шариков с другой точки зр ения, и найдем объем воды, приходящийся на одну манжету в зависимости от параметра h=(R-d) (рис.1).
Найдем из геометрических соображений необходимые для дальнейших расчетов соотношения между величинами R', OA”, R и h:
Объем фигуры, который получается при вращении относительно оси A' A окружности с радиусом R' и центром в A”, и ограниченной плоскостями d, равен [3]:
Объем сфер с радиусом R и с центрами в точках ( R O), попавших в объем V1 , равен :
Из соотношения (13) и (14) можно получить объем воды, приходящийся на одну манжету, в зависимости от параметров R и h:
В пределе, когда h R, получаем Vв=0. Когда h 0, получаем:
Данный предел объема совпадает с объемом цилиндра высотой 2R и радиусом R, из которого вычтен объем сферы радиуса R.
Исходя из условий нашей модели, допустим, что объем воды, приходящийся на один контакт, полученный из экспериментальных данных, должен быть равен объему воды VB , вычисленному по формуле (15) при каком-то определенном значении параметра h. Приравнивая VЭ и VB, получаем:
В данной модели не учитывается пленочная влага, поэтому область значений , когда h R, должна быть исключена. Рассмотрим предельные случаи. Из формулы (18) следует, что при h R, 0. В случае, когда h=0 = B 2T.
В реальных дисперсных средах укладка частиц приводит к тому, что мениски от соседних контактов частиц среды сливаются при h0. В связи с этим необходимо учитывать, что параметр h может быть только больше некоторого h min, зависящего от вида упаковки.
Величину капиллярного давления в дисперсной среде можно определить по формуле Лапласа:
где - коэффициент поверхностного натяжения воды; R1 и R2 - радиусы кривизны менисков манжеты (рис.1). Из геометрических соотношений можно найти:
Подставляя (20) и (21) в (19), имеем:
По известным значениям , R, T, B можно найти величину параметра h, а по формуле (22) рассчитать давление в дисперсной среде.
В предельных случаях, которые не выполняются в реальной дисперсной среде, величина давления P - знакопеременная величина для данной модели, а из экспериментальных данных известно, что давление в дисперсной среде - величина не знакопеременная. Поэтому, как было отмечено выше, значение h можно рассматривать лишь в диапазоне R > h > h min. Приравняв в формуле (22) P=0, получим значение h, при котором R1 = R2. Независимо от типа упаковки получаем соотношение h = 0,6 R при P=0, откуда следует, что h min 0,6 R.
На рис.2 представлен график расчетной зависимости величины капиллярного давления от количества влаги в модельной среде с диаметром шариков D=2R = 60мкм и числом контактов = 6 (кривая 1). Здесь же построена экспериментальная кривая измерения капиллярного давления от влагосодержания 4 в песке диаметром частиц ~ 60мкм (кривая 2). Как видим из графиков, экспериментальная кривая подобна расчетной, а их несовпадение может быть объяснено тем, что в процессе обезвоживания происходит изменение типа упаковки и числа контактов между частицами . Эти факторы могут быть учтены при дальнейшей детализации предложенной модели. Принятые начальные допущения показывают, что предложенная методика расчета капиллярного давления будет тем лучше согласовываться с экспериментальными данными, чем больше частицы реального материала будут похожи на жесткие модельные шарики, а поровая влага близка к манжетной.
Таким образом, на основе известных экспериментальных данных (влагосодержание, плотность твердого вещества и пороговой влаги, а также кривой распределения частиц материала по размерам) предложенная математическая модель позволяет рассчитывать величину капиллярного давления, возникающего во влажных дисперсных материалах в процессе переноса влаги.
Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление для втузов. -М.: Наука, 1968. Т.11 -551с.
Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. -М.: Энергия, 1978. -479 с.
Рис.1. Схема контакта двух шариков с манжетой влаги
Явление перемещения жидкости в пористых телах под действием электрического поля. Электрокинетические явления в дисперсных системах. Уравнение Гельмгольца–Смолуховского для электроосмоса. Движение частиц дисперсной фазы в постоянном электрическом поле. реферат [206,2 K], добавлен 10.05.2009
Глобулярное состояние макромолекул. Рассмотрение структуры дисперсных сред (эмульсий и микроэмульсий) и поверхностной пленки, образованной низкомолекулярным адсорбентом. Способы расчета свободной энергии поверхности. Модель амфифильной макромолекулы. курсовая работа [2,7 M], добавлен 28.10.2012
Аэрокосмическое зондирование земных покровов с целью дистанционной оценки качества почв. Проверка разных моделей теплового излучения влажных почв в микроволновом диапазоне, определение физических свойств объекта по измеренной радиояркостной температуре. дипломная работа [321,4 K], добавлен 15.08.2011
Причины возникновения поверхностных явлений в дисперсных системах. Классификация дисперсных систем. Уравнение, описывающее диффузионно-седиментационное равновесие. Адсорбция газов на твердой поверхности. Капиллярное давление. Поверхностное натяжение. шпаргалка [1,3 M], добавлен 01.07.2013
Проточная цитометрия как метод исследования дисперсных сред в режиме поштучного анализа элементов дисперсной фазы по сигналам светорассеяния и флуоресценции. Параметры клеток, регистрация флуоресценции. Неспецифическое связывание антител, гейтирование. реферат [547,0 K], добавлен 10.06.2015
Получение композиционных материалов. Применение топологического подхода, основанного на теории катастроф, к аномальному поведению дисперсных систем и материалов. Анализ процессов структурообразования дисперсных систем при динамических воздействиях. статья [171,2 K], добавлен 19.09.2017
Построение гидродинамической сетки обтекания кругового цилиндра. Эпюры скоростей и давлений для одного сечения потока. Диаграмма распределения давления вдоль продольной оси канала. Расчет диаграммы скоростей и давлений по контуру кругового цилиндра. курсовая работа [252,4 K], добавлен 27.03.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Методика расчета капиллярных давлений во влажных дисперсных материалах контрольная работа. Физика и энергетика.
Дипломная работа по теме Инвестирование воспроизводства активной части основных фондов промышленного предприятия (по материалам ОАО 'Промприбор')
Реферат На Тему Роль Разминки
Курсовая работа по теме Ремонт видеоплаты
Пример Героизма Для Сочинения Егэ
Эссе 9 Класс Обществознание
Дипломная работа: Приватизация и разгосударствление собственности. Мировой опыт
Реферат по теме Методичні вказівки
Реферат по теме Национальный парк "Канайма"
Реферат по теме Роль религиозных конфессий в духовной жизни российского общества
Контрольная работа по теме Управление имуществом города
Доклад: Стронг, Анна Луиза
Контрольная работа: Информационные системы в экономике предприятия
Реферат: Административные правонарушения в области жилищно-коммунального хозяйства и торговли. Скачать бесплатно и без регистрации
Опасные Грузы Реферат
Сочинение: Тема падения и духовного возрождения в романе Достоевского Преступление и наказание
Сочинение 1 Молодое Поколение Горе От Ума
Кредиты В Жизни Современного Человека Реферат
Изложение: "Грусть и святость" (Поэтическое богословие Николая Рубцова)
Курсовая работа: Уголовно-правовые меры противодействия экстремистской деятельности
Муниципальных Служащих Курсовая
Свойства подсолнечного масла. Ассортимент макаронных изделий. Свойства мороженой рыбы - Кулинария и продукты питания контрольная работа
Социально-культурная деятельность Малоохтинской библиотеки "Семейного чтения" - Культура и искусство курсовая работа
Великие ученые и их открытия: жизнь и творчество Нильса Хенрика Давида Бора - Физика и энергетика курсовая работа