 |
Обработка опытных данных и составление отчета
|
|
|
|
Для каждого барботера проводят расчеты в следующем порядке.
По показаниям перепада давлений на диафрагме рассчитывают расход воздуха, поступающего по воздуховоду в барботер:
, (1.22)
где 
– коэффициент расхода диафрагмы в трубопроводе (см. таблицу А.5);
– поправочный множитель, учитывающий шероховатость стенок трубопровода (см. таблицу А.6);
– площадь отверстия диафрагмы, м2;
– диаметр отверстия диафрагмы, м;
– разность уровней жидкости в дифманометре, м;
– плотность жидкости в дифманометре, кг/м3;
– плотность воздуха, протекающего по воздуховоду, кг/м3.
Рассчитывают скорость движения воздуха по воздуховоду по уравнению расхода:
, (1.23)
где 
– внутренний диаметр воздуховода, м.
Определяют гидростатическое давление столба перемешиваемой жидкости 
по уравнению (1.11).
Определяют гидравлическое сопротивление барботера 
по уравнению (1.12). Предварительно рассчитывают скорость движения воздуха на выходе из отверстий барботера:
, (1.24)
где 
– площадь воздухопропускных отверстий барботера, м2;
– количество отверстий для выпуска воздуха на барботере, определяется по уравнениям (1.19, 1.20) в зависимости от конструкции (см. Таблицу А.4)
Суммарное сопротивление воздухораспределительной системы в уравнении (1.12) определяется по уравнению:
, (1.25)
где 
– общая длина трубопровода, м (см. таблицу А.4);
– коэффициенты местных сопротивлений, определяемые в зависимости от вида сопротивления [10];
– коэффициент трения.
Определяют перепад давлений 
, обусловленный поверхностным натяжением в отверстиях барботера по уравнению (1.13).
Находят избыточное давление воздуха в воздуховоде 
по уравнению (1.10). По показаниям дифманометра 10 определяют экспериментальное значение гидравлического сопротивления системы 
:
|
|
|
. (1.26)
Определяют мощность 
, затрачиваемую приводом воздуходувки на перемешивание среды в аппарате по уравнению (1.9). Находят экспериментальное значение величины затрачиваемой мощности 
. Все данные заносят в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Результаты экспериментов по определению мощности, затрачиваемой на перемешивание
| барботер |  ,
мм
|  ,
м3/с
|  ,
м/с
|  ,
мм
| ,
Па
| ,
Па
| ,
Па
| ,
Па
|  ,
Па
| ,
Вт
| ,
Вт
|
Отчет о выполненной работе должен содержать: титульный лист (см. Приложение В), цель работы, задание, описание конструкции и принципа работы барботажного аппарата, основы расчета энергии на барботирование, схему установки, отчетную таблицу, необходимые расчеты, графические зависимости, выводы.
В выводах следует изложить основные результаты работы, оценить влияние конструкции барботера на работу аэрирующей системы, оценить влияние величины расхода воздуха на затраты энергии при перемешивании среды в аппарате, сравнить экспериментальные и расчетные значения затрат мощности при аэрации.
1.7 Контрольные вопросы
1. Какие виды продукции вырабатывает микробиологическая промышленность?
2. Какие способы культивирования используются в промышленности?
3. В чем заключается принцип глубинного культивирования?
4. Что составляет основу процесса ферментации?
5. Какие вы можете назвать основные типы аппаратов для глубинного культивирования и области их применения?
6. Какие основные требования предъявляют к ферментационной аппаратуре?
7. Назовите основные признаки классификации ферментационных аппаратов.
8. Какова конструкция барботажных ферментаторов?
|
|
|
9. Каково назначение барботера в конструкции ферментаторов, где он располагается а аппарате?
10. Назовите распространенные конструкции барботеров.
11. Какими достоинствами и недостатками обладают барботажные ферментаторы?
12. Какие способы интенсификации массообменных процессов используются в барботажных ферментаторах?
13. Какова конструкция воздухораспределительной системы ферментатора?
14. Чем определяется размер и скорость движения пузырьков воздуха на выходе из барботера?
15. Каким начальным давлением должен обладать воздух, поступающий в ферментатор?
16. Определите скорость всплытия пузырька воздуха в исследуемой среде, сопоставьте ее с фактической скоростью выхода воздуха из отверстия барботера.
Лабораторная работа № 2
|
|
|
