ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Движение капель и частиц в потоке газа из "Распылительные сушилки" Установившуюся скорость движения частиц в газовом потоке обычно называют скоростью витания ив. Если газовый поток направлен вверх со скоростью, равной скорости витания частиц, то при установившемся движении они будут находиться в покое относительно стенок канала, в котором проходит газовый поток. Если скорость газа больше скорости витания (иг ыв), то частицы движутся вверх со скоростью иг — ив. В нисходящем потоке газа скорость частиц равна иг + ив и частицы движутся вниз. Скорость движения частиц по отношению к газовому потоку при установившемся режиме будет равна скорости витания и не зависит от направления газового потока и его скорости. [c.119] Следовательно, по характеру движения частиц распыленного раствора весь процесс в сушильной камере можно разделить на две фазы в первой фазе сушка протекает при переменной скорости движения частиц, а во второй — при постоянной установившейся скорости, равной скорости витания. [c.119] Ч — поверхность сопротивления в м2 — коэффициент сопротивления Ya — удельный вес газа в кГ/м3. [c.119] Знак перед mg зависит от направления газового потока. При нисходящем потоке он положительный, при восходящем — отрицательный. [c.119] При распылении растворов в среду нагретого газа вследствие интенсивного испарения частицы имеют в большинстве случаев форму шара в отличие от распыления чистых жидкостей. В последнем случае частицы при большой скорости часто приобретают форму диска или блюдечка. [c.119] Решение уравнения (153) для неустановившегося движения затрудняется вследствие изменения массы частицы и коэффициента сопротивления в зависимости от характера потока, обтекающего частицу. [c.120] Федоров, применяя графическое интегрирование уравнения (155) для случая постоянной массы т = onst, построил график для определения пути, который проходят частицы при-неустановившемся движении. По этому графику можно определить, что длительность неустановившегося движения частиц раствора составляет незначительную долю при распылении механическими форсунками по сравнению с общей длительностью-падения частиц в сушильной камере. Например, частица величиной 50 мк с начальной скоростью 100 м/сек через 0,038 сек приобретает скорость, равную скорости витания, и при этом проходит путь 0,25 м. [c.121] При пневматическом распылении аналитический расчет времени и пути неустановившегося движения частицы является более затруднительным. [c.121] В первом приближении можно считать, что частица принимает скорость витания в тот момент, когда поле скоростей истечения струи сжатого воздуха из форсунки принимает величину, равную по значению скорости витания частицы. Из теории затопленных газовых струй известно, что дальнобойность струи зависит от начальной скорости истечения, толщины струи, разности плотностей в струе и среде, куда она истекает, и т. д. [c.121] Уравнение применимо для распыления форсунками внутреннего смешения, когда скорость примеси в начале истечения равна скорости истечения газа, и для распыления форсунками внешнего смешения, когда скорость примеси в начале истечения близка нулю. Наличие распыленных частиц влияет по-разному на затухание осевой скорости. Если примесь выбрасывается из форсунки с начальной скоростью, равной начальной скорости струи, то затухание происходит медленнее, чем в струе, свободной от примеси. Если примесь добавляется вне сопла, то струя затухает быстрее. При распылении в среду нагретого газа дальнобойность струи увеличивается. [c.122] Подсчеты показывают, что расстояние от распылителя, в котором происходит неустановившееся движение частиц, значительно больше при пневматическом распылении, чем при распылении механическими форсунками или центробежными дисками. [c.122] Расчет профиля скоростей струи и ее дальнобойности при диспергировании растворов непосредственно газовым теплоносителем с высокой температурой (до 1200° С) связан с большими трудностями из-за дополнительного внутреннего отрицательного источника тепла (за счет испарения влаги). В этом случае газовый поток быстрее затухает. При обработке опытных данных нами вводился поправочный коэффициент отношения удельных объемов газа в начале и в конце факела к обычным формулам затопленных двухфазных неизотермических струй. [c.122] Необходимо отметить, что в процессе сушки скорость витания частиц распыленного раствора во второй фазе не является постоянной, так как по мере высыхания размер и плотность частиц и физические константы среды изменяются. В зависимости от рода высушиваемого раствора и режима сушки эта скорость может увеличиваться, оставаться постоянной, или уменьшаться. [c.123] Сравнивая длительность обоих периодов движения распыленных частиц применительно к условиям промышленных уста-новок, приходим к выводу, что весь процесс сушки протекает в основном периоде установившегося движения частиц. [c.123] При относительной концентрации частиц в газовых струях меньше единицы, пренебрегая взаимодействием частиц, для частиц размером более 50 мк показано [92], что изменения в движении двухфазных струй по сравнению с чисто газовой малы. Задача сводится к расчету траектории частицы в поле скорости чисто газовой струи. [c.123] Решение уравнения движения капли в потоке переменной скорости позволяет приближенно определить траекторию движения капель в потоке и приведено в работе [86]. [c.124] При рассмотрении движения испаряющейся одиночной капли возникает вопрос о соотношении между начальными и конечными размерами капель, физическими свойствами жидкости и газовой среды, расстоянием, пройденным каплей. [c.124] Движение частиц существенно осложняется, когда оно сопровождается не только выделением или поглощением тепла, но также образованием новой фазы. При этом увеличивается миде-лево сечение частицы, а коэффициенты сопротивления максимальны. Эксперименты [4, 5] проводились при движении насыщенных влагой глиняных шариков с диаметрами 3 и 5 мм, а также термоустойчивых сферических частиц диаметром 5 мм в среде перегретого пара (300 — 700° С). [c.124] В уравнении (162) первый член характеризует силу выталкивания капли из-за различия давлений по ее поверхности, обусловленных полем давлений в несущем потоке. Второй член характеризует силу сопротивления относительному Движению капли в несущей среде. Третий член — силу инерции присоединенной массы несущей среды. Четвертый член — силу инерции самой капли. Пятый член — реактивную силу, возникающую вследствие процесса испарения на поверхности капли. [c.125] Естественно, что при движении массы полидисперсных капель закономерности, определяющие их траектории и относительные скорости в значительной мере зависят от турбулентности потока, взаимодействия капель. [c.125] Вернуться к основной статье