Столкновения взвешенных частиц в потоке

Большая часть литературы по двухфазным течениям относится к потокам жидкость — пузыри пара [49]. Такие системы не имеют ничего общего с потоками взвесей твердых частиц. Однако сведения о распылении жидкости в газах могут быть полезны, особенно в тех случаях, когда концентрация частиц невелика. Поведение потоков взвесей с большей концентрацией будет, по-видимому, отличаться более значи тельно в связи с различными последствиями столкновений твердых частиц и элементов жидкости. [c.19]

К сожалению, многочисленные исследования в этой области не имеют, по-видимому, непосредственного отношения к потокам взвешенных твердых частиц.. Эффект облака частиц [104] особенно важен в турбулентных потоках взвесей из-за существенных пульсаций плотности твердых частиц в потоке p s [105]. Эффект облака частиц зависит также от характера столкновении между частицами и их агломерации, а эти явления изучены еще весьма слабо. [c.53]

Легко показать, что при ламинарном течении монодисперсной взвеси частицы обычно не будут сталкиваться между собой. В случае турбулентного течения столкновения частиц будут происходить обязательно. Однако при любой схеме течения частота столкновений намного больше, когда в потоке имеются частицы разного размера, поскольку такие частицы в ускоряющейся жидкости следуют по различным [c.53]

Процессы агломерации и столкновения частиц очень сложные подробно они рассмотрены [4] в под-разд. 2.10.6.3, 2.10.6.4. Не вдаваясь в детали, можно отметить, что если агломерация или столкновения частиц (что более важно в полидисперсной взвеси) значительны, то последний член уравнения (5.9) может существенно измениться. Во-первых, спектр размеров частиц в этом случае представляет собой эффективный спектр, т. е. спектр размеров агломерированных частиц. Кроме того, следует ожидать, что сам процесс агломерации частиц сильно зависит от других пара метров, таких, как скорость потока. Во-вторых, для полидисперсной взвеси более строгий и точный анализ размерностей должен базироваться на использовании уравнения типа (5.9) для всех размеров частиц (т. е. необходимо разделить спектр частиц на ряд конечных интервалов). Каждое из уравнений, кроме того, должно включать член, учитывающий дополнительный обмен импульсом вследствие соударений частиц различных размеров. [c.155]

Однако экспериментальное подтверждение [47] такой аналогии является не столь обнадеживающим. На фиг. 7.5 проведено сравнение основных результирующих параметров переноса fs/f0, Nus/Nu0 и е/,8/ео (этот рисунок был случайно опущен в работе [47]). Главная причина, по которой частицы в существенно разной степени меняют характеристики теплообмена и трения потоков взвесей, связана, по-видимому, с отличием во вкладе соударений частиц. Очевидно, что при столкновении частицы с поверхностью или другой частицей передается значительный импульс, тогда как перенос тепла может быть сравнительно малым ), [c.244]

Соседние частицы могут иметь близкие по величине скорости за счет соударений друг с другом, что более характерно для потоков взвесей с высокой концентрацией. Столкновения частиц с поверхностью также могут привести к тому, что скорости частиц окажутся связанными между собой. [c.269]

Второй способ стохастического моделирования, при котором псевдослучайные пульсации накладываются на скорость сплошной среды, как правило, используется в тех задачах, в которых либо нельзя пренебречь инерционностью дисперсных частиц, либо требуется учитывать такие факторы, которые невозможно включить в один коэффициент диффузии (например, столкновение частиц со стенками канала). Характерным примером такой задачи может служить моделирование газо-взвеси частиц в трубе. Здесь приходится учитывать отражение частиц от стенок, их вращение и т. п. [20, 21]. При моделировании движения частиц в координатах Лагранжа полагают, что параметры потока сшюш-ной среды заданы в каждой точке пространства, а тра-екгорию движения некоторой выдeJieннoй /-й частицы [c.166]

В потоке воды скорость процессов агрегации и выпадения взвесей зависит не только от глубины осаждения, но и от турбулентности среды, поскольку этими же факторами определяется частота эффективных столкновений седиментирующих частиц и интенсивность роста сверхмицелляр-ных структур. В связи с этим в производственных отстойниках скорость осаждения агрегирующихся взвесей может в 10—20 раз превышать скорость, наблюдающуюся в лабораторных условиях. [c.76]

Хотя инженеры-химики часто считают агломерацию частиц помехой (например, в линиях пневмотранспорта и псевдоожиженных слоях [107]), для удовлетворительной работы многих промышленных систем агломерация необходима. Хорошо известными примерами могут служить циклоны и электростатические сепараторы. В этих устройствах скорости миграции отдельных частиц часто слишком малы, чтобы обеспечить эффективную сепарацию. Однако при движении частицы разных размеров собираются в агрегаты. Такие агрегаты быстрее отделяются и уносят с собой много мелких частиц, остававшихся в потоке взвеси. Эти мелкие частицы иначе не были бы удалены. Хотя эта особенность сепараторов изучена слабо, ее последствия были уже отмечены. Например, эффективность сепарации в циклоне обычно значительно увеличивается [108] с ростом расхода твердых частиц и частоты соударений частиц. Ниже это явление соударения частиц будет рассмотрено более подробно и в том порядке, в котором происходит сам процесс. Можно сделать вывод, что скорость столкновений частиц может быть учтена без особых трудностей, поскольку необходимые для этого методы доступны современной вычислительной технике. Реальная трудность, представляющая серьезное препят- ствие, связана с постановкой задачи когезии в виде, которой был бы физически достоверным. [c.56]

Хотя мелкие частицы могут иметь очень низкую скорость осаждения, те из них, которые образовали агломерат, будут легче концентрироваться в нижней части трубы. При их концентрации процесс агломерации будет усиливаться (разд. 2.11.3). Кроме того, вблизи стенки трубы-эти частицы будут подавлять турбулентность, которая могла бы способствовать рас-паданию агломератов и их рассеянию. Салтация — это развивающийся и самоподдерживающийся процесс. В противоположность этому в вертикальном восходящем потоке взвеси крупные агломераты будут выпадать в любом месте канала и легче разрушаться другими частицами и агломератами, движущимися с существенно отличной скоростью. Столкновение агломератов может как усиливать, так и тормозить процесс агломерации [44], и, как показано в разд. 2.11.3, данное явление, по-видимому, слишком сложно для аналитического исследования. В вертикальных потоках, когда скорость газа уменьшается или расход частиц слишком велик, взвесь может запирать канал подъемника, причем плавное течение нарушается и наступает пробковый режим течения. Это проявляется в очень сильных пульсациях давления. В системах с мелкими частицами запирание потока может оказаться возможным в тех местах, где процесс образования агломератов преобладает над процессом их разрушения. Однако это предположение еще требует подтверждения. [c.187]

Изучение природы остаточной мутности воды после проведения коагуляции и отделения в осадок хлопьев в отстойниках или на фильтрах привело некоторых исследователей к выводам, что остаточная мутность обусловлена некоагулируемостью отдельных видов загрязнений вследствие их специфических свойств. К таким свойствам относят высокую агрегативную устойчивость частиц и их малую массу, не позволяющую частицам при столкновениях войти в достаточно прочный контакт друг с другом или с продуктами гидролиза коагулянта [61]. Однако, как можно проследить по многочисленным производственным данным, почти всегда между количеством выносимых с очистных сооружений механических примесей и остаточным содержанием алюминия или железа наблюдается пропорция, близкая к соотношению исходных количеств этих компонентов на входе потока в водоочистное устройство. Поэтому правильнее предположить, что остаточная мутность является следствием разрушения хлопьев коагулированной взвеси. [c.146]

S всегда неопределяюший. Обычно его находят по некоторым интегральным следствиям рассеяния частиц, в частности посредством идентификации расчетных и опытных кривых отклика процесса на тестовое возмущение [1, 64]. В процессах классификации роль кривых отклика могут играть соответственно расчетные и опытные кривые разделения. В соответствии со сформированными вьппе представлениями о рассеянии частиц, последнее определяется турбулентными пульсациями частиц и их взаимными столкновениями, т. е. в конечном счете критерием Re и параметром fXy — объемной концентрации частиц. Таким образом, массовый характер движения частиц при классификации обусловливает наличие в числе определяющих критериев числа Рейнольдса для потока и объемной концентрации твердой взвеси. [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология