Mișcarea corpurilor în lichide

Forța motrice diametrul particulelor sferice și densitatea în timpul depunerii este determinată de diferența dintre forța gravitației și flotabilității forță Arhimede egală cu greutatea fluidului în volumul particulelor:

Rata precipitațiilor poate fi calculată din condiția egalității forțelor care asigură forțele de mișcare și de rezistență:

Valoarea coeficientului de rezistență, în funcție de regimul de depunere, poate fi determinată din următoarele relații:

pentru modul laminar :;

pentru modul de tranziție :;

pentru regim turbulent:

Substituind în ecuația (2.6), în conformitate cu coeficientul de rezistență pentru regimul laminar obținem ecuația, numită ecuația Stokes pentru procesul de precipitare:

Folosind această ecuație, se poate găsi dimensiunea maximă a particulelor, a cărei depunere are loc conform legii Stokes. În acest scop, în ecuația (2.7), în loc de rata de depunere, este necesară înlocuirea expresiei sale în termenii criteriului Reynolds: luați criteriul corespunzător valorii limită pentru regimul fluxului laminar și obțineți

Există, de asemenea, o limită inferioară a aplicabilității legii Stokes, care corespunde cu 10-4. La 10-4, mișcarea termică (Brownian) a moleculelor mediului începe să afecteze viteza de precipitare a particulelor foarte mici.

Ecuația (2.6), în legătură cu faptul că depinde de rata de depunere, trebuie rezolvată prin metode de aproximare succesivă.

Datorită laboriosității metodei aproximărilor succesive, este mai convenabil pentru determinarea utilizării metodei propuse de P.V. Lyashenko. Această metodă se bazează pe transformarea ecuației (2.6) prin substituirea în ea a ratei de sedimentare exprimată prin și ridicarea ambelor laturi ale ecuației la a doua putere:

Expresia din partea dreaptă a acestei ecuații este criteriul lui Archimedes

În criteriul Archimedes, rata de precipitare dorită nu este inclusă. Conține cantități care sunt, de obicei, fie specificate, fie pot fi predefinite.

Substituind în această ecuație generalizată valorile limită ale criteriului Reynolds care corespund tranzițiilor de la o regiune de depunere la alta, se pot găsi valorile critice corespunzătoare criteriului.

Pentru 2, înlocuind expresia pentru

Valoarea critică a criteriului Archimedes pentru regiunea laminară

În consecință, existența unui regim de depunere laminară corespunde condiției.

Pentru zona de tranziție după înlocuirea valorilor pentru

Prin substituirea în această ecuație a unei valori critice, se poate găsi valoarea limită superioară pentru regiunea de tranziție:

Astfel, regiunea de tranziție a precipitațiilor corespunde.

Pentru o regiune auto-similară, unde 83000, relația dintre criterii poate fi găsită prin înlocuirea cu 0,44:

Astfel, prin calcularea criteriului, este posibil să se determine și să se stabilească regiunea în care are loc precipitarea. Apoi, conform ecuației tipice pentru acest regim de depunere, se calculează criteriul Reynolds. Apoi, prin criteriul lui Reynolds, se calculează rata precipitațiilor:

Pentru toate regimurile de depunere, viteza procesului poate fi calculată prin criteriul Reynolds pe baza unei singure dependențe de interpolare:

Rata de depunere a particulelor de formă ne-sferică este mai mică decât rata de depunere a particulelor sferice. Pentru a calcula viteza particulelor non-sferice, se folosește factorul de formă:

Coeficientul formei 1 este determinat experimental. Pentru particule de formă rotundă 0,77, unghiular - 0,66, oblong - 0,58, lamelar - 0,43. Atunci când se calculează criteriile de similitudine și pentru particulele de formă ne-sferică, diametrul echivalent este utilizat ca dimensiune determinantă

Calculul ratei de depunere a picăturilor de lichid în gaz sau alte bule de lichid și de gaz într-un lichid, chiar și pentru picături unice sau bule de formă devine complicată din cauza schimbării mișcării lor.

Articole similare