AFF222 Durchfluss von Partikelschichten – Didaktische Ausrüstung – Ausrüstung für die Berufsausbildung – Laborausrüstung für Fluidtechnik
1. Produkteinführung
1.1 Produktbeschreibung
Durchfluss-Partikelschichten finden breite Anwendung in der Ingenieur- und Verfahrenstechnik. In Reaktoren strömen Flüssigkeiten und Gase durch Festbetten und Wirbelschichten. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Abtrennung von Feststoffpartikeln aus Suspensionen durch Sedimentation und Tiefenfiltration.
Dieser Versuchsaufbau dient der Untersuchung der fluiddynamischen Prinzipien des Durchflusses durch Festbetten und Wirbelschichten. Er besteht aus einem befüllbaren Glasbehälter, durch den Wasser von beiden Seiten fließen kann. Sintermetallplatten dienen als Träger für das Schüttgut. Das Wasser wird aus einer Laborwasserversorgung in den Behälter geleitet.
Zur Untersuchung des Durchflusses durch ein Festbett wird das Wasser von oben in den Behälter eingeleitet. Es durchströmt das Festbett und die Sintermetallplatten und gelangt anschließend über einen Verteiler zum Auslass. Der Versuchsaufbau lässt sich mithilfe von Schnellkupplungen modifizieren. Dies ermöglicht auch die Umkehrung der Strömungsrichtung im Behälter zur Untersuchung von Wirbelschichten.
Wasser strömt durch die porösen Sintermetallplatten und das Festbett nach oben. Liegt die Strömungsgeschwindigkeit unterhalb der sogenannten Fluidisierungsgeschwindigkeit, fließt das Wasser direkt durch das Festbett. Bei höherer Strömungsgeschwindigkeit bildet sich ein Wirbelbett. Das Wasser fließt dann vom oberen Ende des Testbehälters in den Ausdehnungsbehälter und tritt von dort aus aus.
Unabhängig von der jeweiligen Konfiguration wird der Durchfluss über Ventile reguliert und von einem Durchflussmesser angezeigt. Zur Bestimmung des Druckverlusts in einem Fest- oder Wirbelbett liefern wir zwei Manometer mit unterschiedlichen Messbereichen. Das benötigte Manometer wird über das Ventil ausgewählt.
1.2 Produktmerkmale
1. Das Produkt zeichnet sich durch ein ansprechendes Design aus.
2. Das Gerät besteht aus transparenten Materialien und ermöglicht so eine klare Beobachtung des Versuchsablaufs.
3. Durch die Verwendung langlebiger Materialien wird die Lebensdauer des Geräts deutlich verlängert.
4. Es ermöglicht die Durchführung vielfältiger Experimente zur Untersuchung der Faktoren, die die Fluidisierung von Feststoffpartikeln beeinflussen.
2. Technische Spezifikationen
2.1 Technische Parameter
Anforderungen an die Betriebsumgebung:
Umgebungstemperatur: 10 °C bis 30 °C; Relative Luftfeuchtigkeit: < 75 % (bei 25 °C).
2.2 Abmessungen und Gewicht
Abmessungen: 1150 mm × 690 mm × 410 mm
Gewicht: ca. 15 kg
3. Bezeichnungen und Funktionen der Produktkomponenten
3.1 Hauptteil des Produkts
Nr. Bezeichnung Menge
1 Entlüftungsventil für Differenzdruckmessgerät 2
2 Differenzdruckmessgerät 1
3 Mechanisches Differenzdruckmessgerät 1
4 Ausdehnungsgefäß 1
5 Ablauf 1
6 Schnellanschluss für Ausdehnungsgefäßeinlass 1
7 Reaktorentlüftungsventil und Verschlussvorrichtung 1
8 Reaktor 1
9 Wasserverteilerblock 1
10 Durchflussmesser 1
11 Durchflussregelventil 1
12 Niederdruckverteilerblock 1
13 Hochdruckverteilerblock 1
3.2 Produktzubehör
Nr. Bezeichnung Menge
1 Stahllineal mit Skala 1
2 Sandsäcke (Korngröße 1–2 mm; Gewicht: 0,5 kg) 1
3 Glasperlensäcke (Korngröße 420–590 µm; Gewicht: 1 kg) 1
4 Glasperlenbeutel (Partikelgröße 180–300 µm; Gewicht: 0,5 kg) 1
5 20-mm-Wasserrohr (2 Meter) 1
6 16-mm-Wasserrohr (2 Meter) 1
7 1 Satz Inbusschlüssel 1
8 Schnellkupplungen (Gumminippelkupplungen, Kupfer) 1
9 Schnellkupplungen 4-Punkt-Wasserverbinder 1
10 Schnellkupplungen (Nippelkupplungen, Kupfer) 4-Punkt-Innengewinde 1
11 Schnellkupplungen (Kupfer) 4-Punkt-Außengewinde 1
12 Rohrschelle 5
4. Liste der Produktlehrversuche
(1) Grundlagen der Festbett- und Wirbelschichtströmung (Darcysches Gesetz)
(2) Bestimmung des Permeabilitätskoeffizienten
(3) Beobachtung des Fluidisierungsprozesses
(4) Zusammenhang zwischen Druckverlust und Durchflussrate, Partikeltyp, Partikelgröße und Betthöhe
(5) Bestimmung der Fluidisierungsgeschwindigkeit und Vergleich mit theoretischen Werten
(6) Überprüfung der Carman-Kozeny-Gleichung
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untersuchung.
