ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Движение одиночной твердой частицы в жидкой среде из "Процессы и аппараты химической технологии Том2 Механические и гидромеханические процессы" В различных тепло- и массообменных процессах, протекающих в дисперсных системах (теплообмен, абсорбция, ректификация, экстракция, сушка, растворение, кристаллизация, фильтрование и т.д.), приходится решать внешнюю гидродинамическую задачу обтекания частиц и тел различной геометрической формы жидкостью или газом. Это позволяет рассчитывать гидравлическое сопротивление соответствующих аппаратов, определять силу воздействия жидкости на обтекаемые тела или частицы, находить поле скоростей в жидкой среде, необходимое для соответствующего описания конвективного тепло- и массопереноса. [c.204] При недостатке теоретических и экспериментальных данных для расчета аппаратов, предназначенных для проведения тех или иных процессов в дисперсных средах, иногда оказывается полезным приближение одиночной частицы. Так, при расчете аппаратов для осаждения дисперсных частиц полидисперсной гетерогенной системы [22] обычно рабочие площади поверхностей осаждения определяют, ориентируясь на наименьщий диаметр частиц, подлежащих осаждению. Если объемная доля дисперсных частиц незначительна, то их взаимодействием при осаждении пренебрегают, т.е. скорость осаждения частиц находят, считая, что каждая частица оседает так, как будто она единственная и других частиц нет. Если движение частицы происходит вдали от стенок аппарата, то влиянием стенок на ее движение можно пренебречь. В отсутствие влияния стенок канала и других частиц движение частицы называют свободным, при наличии такого влияния — стесненным [2]. [c.205] Основной задачей, возникающей при рассмотрении движения твердой частицы в жидкой среде, является расчет силы сопротивления среды ее движению. При равномерном движении частицы эту силу находят из решения уравнений гидромеханики вязкой несжимаемой жидкости для задачи обтекания неподвижной частицы. Для малых чисел Рейнольдса (порядка единицы) твердых частиц правильной формы (шар, сфера, диск) и шарообразных капель и пузырей результаты решения этой задачи приведены, например, в [4]. [c.205] Первую из них иногда называют формулой Аллена. [c.206] Влияние неизотермичности среды, которая обтекает твердую частицу, на коэффициент сопротивления учитывают с помощью температурного фактора Ц1 = Т /То, где Т к Т — соответственно температура поверхности тела (стенки) и характерная температура среды (например, на бесконечном удалении от обтекаемого тела или средняя по сечению канала). [c.207] Влияние сжимаемости среды проявляется при числе Маха М = 1 а / 33 0,3 (где Жзв — скорость звука в непрерывной среде) и выражается зависимостью Сд не только от числа Ке, но и от числа Маха. При этом с ростом числа Маха влияние числа Рейнольдса на коэффициент сопротивления становится все более несущественным по сравнению с влиянием числа Маха [15]. [c.207] Данные о влиянии степени турбулизации набегающего потока на коэффициент сопротивления шара противоречивы [78, 80]. Они указывают главным образом на уменьшение коэффициента сопротивления при предварительной турбулизации потока. Иначе обстоит дело с обтеканием пластины, параллельной набегающему потоку. Данные, приведенные в [34], свидетельствуют об увеличении коэффициента сопротивления пластины при увеличении степени турбулентности набегающего потока. [c.207] До настоящего времени продолжаются попытки установить интерполяционную формулу для расчета коэффициента сопротивления Сд твердой сферической частицы в поступательном потоке ньютоновской жидкости, охватывающую весь диапазон изменения числа Ке Сводка некоторых универсальных формул для расчета Сд, заимствованных из [76, 90], приведена в табл. 8 26. [c.209] Наименьшую погрешность имеют формулы Кравцова (не более 4,7%) и Сикса (в среднем до 2%), однако они охватывают более узкий интервал чисел Рейнольдса по сравнению с другими соотношениями. [c.209] Главные сопротивления некоторых несферических тел в поступательном стоксовом потоке приведены в табл. 8.28 на основе данных [31]. [c.212] Экспериментальные значения коэффициента сопротивления частицы для переходного режима 0,05 Ке 1000 приведены в табл. 8.30 [95, 96]. [c.214] 1-ПДч/), когда коэффициент сопротивления несферических частиц не зависит от числа Рейнольдса. Режим автомодельности для таких частиц наступает при меньших значениях числа Рейнольдса, чем для сферических. [c.215] Вернуться к основной статье