Биоинженерия. Методическая разработка для студентов специальности 070100 "Биотехнология". Балдаев Н.С. - 28 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

P
g
~
45,0
56,0
32
Q
nDP
i
(5.6)
Рис. 5.2. Энергозатраты на перемешивание в системе газ-жидкость. Па-
раметром является тип мешалки:1 - плосколопастная турбина п
p
=8), 2,
3, 4, 5 - диски с лопастями (п
p
равно соответственно 8, 6, 16). 6 - лопаст-
ная мешалка: D
t
/D
i
=3, W
B
/D
t
=0,1, D
t
/H
i
=3
Была определена величина Р
g
для стандартной плосколопа-
стной турбины в системе воздухвода. Физические пока-
затели исследованных жидкостей:
плотность ρ= 0,8-1,65 г/см
3
;
вязкость µ=0,9-100 спз;
поверхностное натяжение σ=(2,7- 7,2)·10
-4
н/см.
Интересно отметить, что геометрически неподобные
системы также подчиняются уравнению (5.6). Физические
свойства исследованных жидкостей существенно не влияют
на величину Р
g
, определяемую по уравнению (5.6). Влияние
конструкции барботеров (кольцевой барботер и открытое
сопло) также незначительно. Однако при моделировании
уравнение (5.6) следует применять с осторожностью, по-
скольку в нем использованы абсолютные значения каждой
величины, а не безразмерные величины[1,2].
Лабораторная работа.
Материалы и оборудование: лабораторный ферментер
Ход работы:
1.
Согласно рисунка 5.1 снять геометрические характе-
ристики лабораторного ферментера.
2.
Используя графические зависимости на рис. 5.1 рас-
считать минимальное число оборотов мешалки обес-
печивающее турбулентный режим движения жидкости
в ферментере.
1
3.
Экспериментально проверить расчетные данные на
лабораторном ферментере.
Вопросы для самостоятельной подготовки.
1. Какие типы мешалок вам известны?
2.
Как зависит скорость жидкости в сосуде с мешалкой
от скорости вращения мешалки?
3.
Дайте понятие числа мощности.
1
Если геометрические соотношения указанные в таблице рисунка 5.1 не
соответствуют геометрическим соотношениям ферментера, то для рас-
чета мощности перемешивания Р используют поправочный коэффици-
ент f
c
.
=
t
B
B
i
i
i
L
i
t
t
B
B
i
i
i
L
i
t
c
D
W
N
D
H
D
H
D
D
D
W
N
D
H
D
H
D
D
f
,
где
i
t
D
D
и т.д. – геометрические соотношения ферментера;
i
t
D
D
и т.д. – табличные геометрические соотношения.
                                  P 2 nDi3 
                                                0 , 45                        скольку в нем использованы абсолютные значения каждой
                            Pg~  0,56                         (5.6)       величины, а не безразмерные величины[1,2].
                                  Q        
                                                                              Лабораторная работа.
                                                                              Материалы и оборудование: лабораторный ферментер
                                                                              Ход работы:
                                                                              1. Согласно рисунка 5.1 снять геометрические характе-
                                                                                   ристики лабораторного ферментера.
                                                                              2. Используя графические зависимости на рис. 5.1 рас-
                                                                                   считать минимальное число оборотов мешалки обес-
                                                                                   печивающее турбулентный режим движения жидкости
                                                                                   в ферментере.1
                                                                              3. Экспериментально проверить расчетные данные на
                                                                                   лабораторном ферментере.


                                                                                     Вопросы для самостоятельной подготовки.
Рис. 5.2. Энергозатраты на перемешивание в системе газ-жидкость. Па-              1. Какие типы мешалок вам известны?
раметром является тип мешалки:1 - плосколопастная турбина пp=8), 2,               2. Как зависит скорость жидкости в сосуде с мешалкой
3, 4, 5 - диски с лопастями (пp равно соответственно 8, 6, 16). 6 - лопаст-          от скорости вращения мешалки?
ная мешалка: Dt/Di=3, WB/Dt=0,1, Dt/Hi=3
                                                                                  3. Дайте понятие числа мощности.
Была определена величина Рg для стандартной плосколопа-
стной турбины в системе воздух — вода. Физические пока-                       1
                                                                               Если геометрические соотношения указанные в таблице рисунка 5.1 не
затели исследованных жидкостей:                                               соответствуют геометрическим соотношениям ферментера, то для рас-
плотность ρ= 0,8-1,65 г/см3;                                                  чета мощности перемешивания Р используют поправочный коэффици-
                                                                                                         ∗         ∗         ∗             ∗
вязкость µ=0,9-100 спз;                                                                            Dt  ⋅  H L  ⋅  H i  ⋅ N ∗ ⋅ WB 
поверхностное натяжение σ=(2,7- 7,2)·10-4 н/см.                                                    D          Di   Di     B        
                                                                              ент fc. f c =
                                                                                                        i                           Dt  ,
   Интересно отметить, что геометрически неподобные                                                   Dt  ⋅  H L  ⋅  H i  ⋅ N WB 
системы также подчиняются уравнению (5.6). Физические                                                 D         Di   Di  B  Dt 
                                                                                                           i 
свойства исследованных жидкостей существенно не влияют                                        ∗
на величину Рg, определяемую по уравнению (5.6). Влияние                           Dt  и т.д. – геометрические соотношения ферментера;
                                                                              где      
конструкции барботеров (кольцевой барботер и открытое                              Di 
сопло) также незначительно. Однако при моделировании                                Dt  и т.д. – табличные геометрические соотношения.
уравнение (5.6) следует применять с осторожностью, по-                              D
                                                                                       i