ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Критерии подобия из "Аппараты со стационарным зернистым слоем" Движение жидкости плотностью р (кг/м ) со скоростью и (м/с) в промежутках между частицами зернистого слоя подчиняется основным законам гидродинамики— уравнениям Навье— Стокса [1, 2]. При этом жидкость и даже газ можно считать практически несжимаемыми (р = onst), поскольку скорости потоков в аппаратах малы по сравнению со скоростью выравнивания деформаций — скоростью звука. Особенности течения неньютоновских жидкостей в зернистом слое [3] изучены недостаточно и реологические свойства потока будем считать целиком определяющимися вязкостью j,[H/(m- )]. [c.21] Сложная и носящая статистический характер геометрическая структура зернистого слоя не позволяет точно определить положение точек, в которых должно выполняться граничное условие (II. 1). Это обстоятельство, а также нелинейность основных уравнений гидродинамики, не позволяет получить сколько-нибудь точные решения для скоростей и перепада давлений в зернистом слое. При малых скоростях течения в условиях преобладания сил вязкости можно пренебречь квадратичными членами и уравнения гидродинамики становятся линейными, что облегчает получение точных или приближенных решений при сильной идеализации геометрической структуры слоя (см. ниже). В общем же случае для анализа течения в зернистом слое приходится обращаться к эксперименту с использованием при его обработке методов теории подобия [4]. [c.21] Здесь первое из слагаемых в правой части характеризует силы инерции движущейся жидкости, а второе — силы вязкости. Характер течения и зависимость потери напора от средней скорости потока определяются соотношением этих двух слагаемых, которое, в свою очередь, зависит от основного линейного размера Ь, определяющего локальные изменения течения в системе. [c.22] Оценим X как среднее расстояние, на котором скорость течения и уменьшается от максимального значения в ядре потока до нуля на его границах, образуемых внешней поверхностью зе- рен. Тогда градиенты скорости (первые производные) будут порядка и1Ь, а оператор Лапласа (вторые производные) — порядка / 2. [c.22] Поскольку соотношение (П. 2) носит оценочный характер, то в определяющий тип режима критерий Рейнольдса должны входить не локальные значения и и , меняющиеся от точки к точке, а некоторая средняя скорость и средний характерный размер. Выбор последних для потока сквозь зернистый слой может быть сделан различными способами. В соответствии с этим и определение критерия Рейнольдса у различных исследователей несколько отлично, из-за чего предложенные в лите-ратуре эмпирические зависимости для сопротивления зернистого слоя имеют внешне различные коэффициенты, а иногда и показатели степени [5]. [c.22] В гидро- и аэродинамике обычно рассматривают два пр е-дельных случая. При обтекании крыла самолета, лопаток турбины и т. п. поток является внешним по отношению к граничным поверхностям, а в остальной области формально безграничным. С другой стороны, при течении по трубам и каналам поток течет внутри поверхностей, на которых задаются граничные условия (П. 1). В этом плане исследование течения сквозь зернистый слой является смешанной задачей поток жидкости и обтекает зерна слоя, и протекает в порах между ними. Поэтому выбор характеристических размера L и скорости и может быть сделан различно в зависимости от того, как подходить к рассматриваемой задаче. [c.22] Отсюда, при k = 1 определяется средневесовой диаметр, а при k = —1 — среднеповерхностный диаметр. [c.23] В качестве определяющей скорости также можно выбрать одну из двух основных величин, а именно среднюю скорость и скорость скольжения. [c.23] Вернуться к основной статье