
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Дисциплины:
![]() |
![]() |
5.00
из
|
Заказать работу |
Содержание книги
Поиск на нашем сайте
|
|
Осаждение (падение) твердых тел в покоящейся жидкости или газе может быть:
- свободным, когда на падающее тело не оказывают влияние стенки емкости, где происходит осаждение, а также соседние твердые тела;
- стесненным, когда на характер осаждения тела влияют соседние тела и стенки емкости;
- стесненным осаждение однородных по крупности, плотности и форме частиц;
- стесненным осаждение неоднородных частиц.
Осаждение (движение) твердых частиц в покоящейся или сравнительно медленно движущейся жидкости или газе является, как правило, равномерным. Скорость равномерного движения твердой частицы u в достаточно большом объеме покоящейся жидкости (свободное осаждение) получило название гидравлической крупности, u0. В случае газа, когда частица находится в нем во взвешенном состоянии, говорят о скорости витания. Под этой скоростью понимают скорость вертикального потока газа, удерживающего частицу в газе во взвешенном состоянии.
Возьмем твердую частицу сферической формы диаметром d и массой m, которая осаждается в большом объеме воды. Для данного случая можно написать уравнение равновесия применительно к данной частице:
F a =G-F, (11)
где F a – сила инерции, F a =m a;
G – вес частицы с учетом ее взвешивания в воде;
F – сила полного сопротивления движению (сила лобового сопротивления).
В связи с тем, что принимается равномерное движение твердой частицы в жидкости, то при таком движении ускорение частицы а = = 0.
Следовательно, можно написать: G = F. Это же соотношение имеет место и при определении скорости витания частицы в газе.
Вес частицы сферической формы с учетом архимедовой силы:
G=(ρт–ρо) , (12)
где ρт – плотность твердой частицы;
ρо – плотность воды.
Сила лобового сопротивления при падении частицы:
F=Cφ ρ0
, (13)
где uo – скорость равномерного движения частицы в воде.
Приравнивания значения G и F, и сделав некоторые преобразования, получим, что скорость осаждения (гидравлическая крупность) равна:
u0= . (14)
Зная значение коэффициента лобового сопротивление Cφ, зависящего от числа Рейнольдса, можно вычислить гидравлическую крупность твердой частицы.
В случае, когда ρо>ρт будет происходить всплывание частицы и скорость всплывания:
u0= . (15)
Однако недостатком уравнений (14) или (15) является то, что мы имеем сложные зависимости коэффициента лобового сопротивления частицы Сφ от числа Рейнольдса, а также влияние ряда других факторов.
|
Зависимость Сφ=f(Rе) имеет важное значение при определении гидравлической крупности (см. рис.1). При определении Сφ можно выделить четыре основных зоны (рис.1б):
1. Rе<1. В этой зоне коэффициент лобового сопротивления обратно пропорционален числу Рейнольдса, а обтекание шара является ламинарным;
2. 1<Rе<103 – коэффициент лобового сопротивления убывает не так резко, как в первой зоне, постепенно приближаясь к постоянной величине;
3. 103<Rе<105 - зона обтекания; коэффициент лобового сопротивления является приблизительно постоянным, ее называют зоной локальной автомодельности по Re;
4. 105<Rе<106– критическая зона, в которой при Rеk≈2·105÷3·105 происходит резкое падение коэффициента лобового сопротивления, т.е. кризис сопротивления.
При Re≥Rеk происходит отрыв турбулентного слоя.
При движении весьма малых частиц (Rе<1) уравнение(13) в соответствии с равенством Сφ= приобретает вид уравнения Стокса:
u0= gd2
. (16)
Некоторая степень неточности при определении u0 имеет место в связи с тем, что частицы имеют форму несколько отличную от сферической. Поэтому берется осредненная величина диаметра частицы, т.е. эквивалентный ее диаметр dэ:
dэ= , (17)
где W – объем твердой частицы, который соответствует объему шара диаметром dэ.
Коэффициент Сφ можно связать с числом Архимеда.
Запишем равенство G=F
(ρт-ρо) =Cφ
ρ0
. (18)
Разделим левую и правую часть тождества (18) на константу и сделаем некоторые преобразования (ν-кинематический коэффициент вязкости жидкости)
. (19)
Число Архимеда:
Аr= . (20)
После подстановки получим: Сφ=
, тогда
|
Число Рейнольдса
Rе= (21)
Имея экспериментальные данные по скорости осаждения частиц в зависимости от их размеров и физических свойств жидкости, можно получить выражение Rе=f(Аr).
Результаты экспериментальных значений по Сφ, согласно данным Л. Прандтля [8], приведены в таблице 2.
Таблица 2
Обтекание | |||||
Шара | Цилиндра | ||||
Rе | Сφ | Аr | Rе | Сφ | Аr |
10–2 | 2400,00 | 0,18 | 10–2 | 628,00 | 4,7·10-2 |
10-1 | 245,00 | 1,84 | 10-1 | 58,00 | 43,5·10-2 |
1 | 28,00 | 21,00 | 1 | 10,00 | 7,5 |
10 | 4,40 | 3,3·102 | 10 | 2,60 | 1,9·102 |
102 | 1,10 | 6,2·103 | 102 | 1,45 | 1,1 104 |
103 | 0,46 | 3,4·105 | 103 | 0,98 | 7,4·105 |
104 | 0,42 | 3,2·107 | 104 | 1,12 | 8,4·107 |
105 | 0,49 | 3,7·109 | 105 | 1,28 | 9,2·109 |
106 | 0,14 | 1011 | 106 | 0,35 | 2,6·1011 |
В таблице 3 представлены значения гидравлической крупности u0 в зависимости от диаметра d частиц песчано-гравийных грунтов.
Таблица 3
d, мм | 0,01 | 0,03 | 0,05 | 0,08 | 0,10 | 0,13 | 0,15 | 0,18 |
u0, мм/с | 0,07 | 0,62 | 1,73 | 4,43 | 6,92 | 11,6 | 15,6 | 17,4 |
d, мм | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,55 |
u0, мм/с | 21,6 | 27,0 | 32,4 | 37,8 | 43,2 | 48,6 | 54,0 | 59,4 |
d, мм | 0,60 | 0,65 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | 0,9 | 0,95 |
u0, мм/с | 64,8 | 70,2 | 73,2 | 77,0 | 80,7 | 84,0 | 87,5 | 90,6 |
d, мм | 1,00 | 1,25 | 1,50 | 1,75 | 2,00 | 2,25 | 2,5 | 2,75 |
u0, мм/с | 94,4 | 115,0 | 125,6 | 139,2 | 152,9 | 166,2 | 176,5 | 185,0 |
d, мм | 3,00 | 3,25 | 3,5 | 3,75 | 4,00 | 4,25 | 4,75 | 5,00 |
u0, мм/с | 102,5 | 201,2 | 208,5 | 215,5 | 222,5 | 229,5 | 236,5 | 249,0 |
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!