ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерение скоростей полидисперсных частиц из "Турбулентные течения газа с твердыми частицами" На рис. 3.8 приведено типичное распределение частиц по массе в виде гистограммы, получаемой при помощи ситового анализа. Здесь отметим, что между массовым распределением частиц и их числовым распределением существует строгая связь [21]. Для рассматриваемого примера несложно показать, что соответствующие распределения частиц практически совпадают. [c.67] В табл. 3.1 приведены необходимые данные для расчета математического ожидания и среднего квадратичного отклонения диаметров частиц. Используя зависимости (3.4.1)-(3.4.3), несложно получить М(1р = = 194,1 мкм, а = 15,64 мкм. [c.67] Для проведения дальнейшего анализа примем, что распределение частиц подчиняется нормальному закону. В этом случае найденные выше статистические параметры размеров частиц, а именно Мйр и сг, полностью определяют их ФПВ. [c.68] ФПВ размеров частиц показана на рис. 3.8. [c.68] Определение математического ожидания диаметра частиц и его среднего квадратичного отклонения. Для проведения оценок осредненных скоростей частиц и их средних квадратичных отклонений по методике, описанной в работе [22], необходимо знание средних диаметров частиц, а также их отклонений. Проводя измерения скоростей частиц при некоторых фиксированных значениях чувствительности ЛДА (определяемой, прежде всего, величиной подаваемого на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) напряжения), мы фактически исследуем не скорости всей совокупности полидисперсных частиц, распределение которых подчиняется нормальному закону, а скорости частиц, нормальное распределение которых усечено слева. Вследствие описанного обстоятельства измеряемые значения статистических характеристик движения частиц оказываются отличными от их действительных значений (анализ этого факта будет проведен ниже). [c.69] Усеченное нормальное распределение в общем случае определяется четырьмя параметрами [23] 1) математическим ожиданием исходного нормального распределения Mdp 2) средним квадратичным отклонением исходного нормального распределения а 3) точкой усечения слева dpi 4) точкой усечения справа dp2. [c.69] Определим математические ожидания и средние квадратичные отклонения семейства усеченных нормальных распределений, получаемого из исходного распределения (3.4.6). При этом координату точки усечения слева будем изменять в диапазоне О dpi Mdp + 6,58а, что с учетом величины нормирующей константы соответствует следующему интервалу диаметров частиц 0 dpi 297 мкм. Максимальная координата точки усечения слева принята равной максимально возможному размеру частиц ртах =297 МКМ (см. рис. 3.8 и табл. 3.1). Координату точки усечения справа для всего семейства усеченных распределений также положим равной dp2 = Mdp + б, 58ст. [c.69] Также на рис. 3.10 а приведены результаты ЛДА-измерений осредненной скорости воздуха при его турбулентном нисходящем течении в трубе. [c.71] Измерения проводились в одной точке на оси трубы. В качестве светорассеивающих центров при проведении этих измерений использовались частицы, получаемые из смеси глицерина (50%) с водой (50%) при помощи генератора микрометровых частиц производства фирмы Dante (Дания). Размер этих частиц-трассеров, моделирующих движение несущего воздуха, находится в диапазоне 2-5 мкм. Несмотря на то, что данные частицы существенно полидисперсны, из рис. 3.10 а видно, что осредненная скорость частиц-трассеров не зависит от чувствительности принимающей оптикоэлектронной системы ЛДА. Во-первых, это связано с тем, что инерция частиц-трассеров настолько мала, что различие скоростей наиболее крупных и наиболее мелких из них не превышает 10 % и находится в пределах погрещности данных измерений. Во-вторых, абсолютное различие размеров этих частиц незначительно и соответствующий диапазон интенсивностей рассеянного ими света может лежать в пределах одного щага при изменении напряжения ФЭУ (AU = 0,05 кВ). [c.71] Наблюдаемые в эксперименте пульсации скоростей частиц-трассеров, являются по своей природе турбулентными пульсациями, приобретаемыми ими в процессе взаимодействия с турбулентными вихрями несущего воздуха. Что касается среднего квадратичного отклонения скоростей микрометровых частиц, приведенного на рис. 3.10б, то оно (так же, как и осредненная скорость) остается неизменным при варьировании напряжения на ФЭУ вследствие выщеописанных причин. [c.71] Наглядным подтверждением сказанному также могут служить приведенные на рис. 3.11 распределения скоростей частиц стекла в виде гистограмм, полученные для выборочных значений напряжения на ФЭУ. [c.72] Распространенные в природе и используемые в технических устройствах гетерогенные течения зачастую сопровождаются физико-химическими процессами, приводящими к изменению состава дисперсной фазы. [c.72] ВОЗМОЖНОСТЬ использования ЛДА для изучения полей скоростей крупных бидисперсных частиц, имеющих одинаковые оптические свойства. [c.73] Вернуться к основной статье