ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Отрыв прилипших частиц из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Скорость воздушного потока v должна быть равна скорости на уровне центра частицы, т. е. на высоте радиуса частицы от поверхности. Эту скорость обозначают через v . [c.300] Условия обтекания частиц, находящихся в потоке и прилипших к стенкам, не идентичны. Скорость воздуха в потоке распределена более или менее равномерно. При обтекании прилипших частиц, находящихся в пограничном слое, скорость потока изменяется от нуля до определенного значения. Это изменение оказывает существенное влияние на скорость воздушного потока, которая определяет лобовую силу. Кроме того, входящий в формулу (X, 3) коэффициент сопротивления частиц Сх зависит от числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, является функцией скорости потока, т. е. [c.300] Для выяснения влияния пограничного слоя на отрыв частиц обратимся к рис. X, 1- В зависимости от скорости потока пограничный слой может быть ламинарным (рис. X, 1, ) и турбулентным (рис. X, 1,6). Ламинарный пограничный слой характеризуется линейным распределением скорости в нем. Прилипшие частицы могут быть утоплены в этом слое тогда, когда их диаметр меньше толщины пограничного слоя (см. положение I, рис. X, 1,а). Положение П характерно тем, что диаметр прилипших частиц больше толщины пограничного слоя. [c.301] В настоящее время [273] развиты представления о трехмерной структуре турбулентного пограничного слоя (см. рис. X,1,6). Между турбулентным ядром 4 и ламинарным подслоем 2 лежит буферный слой 3. В турбулентном пограничном слое имеется ламинарный подслой с линейным распределением скоростей в нем. [c.301] Условия отрыва частиц, находящихся в пограничном турбулентном слое, зависят от соотношения между диаметром частиц и толщиной ламинарного подслоя, буферного слоя и турбулентного ядра. Если диаметр частиц меньше или равен толщине ламинарного подслоя, т. е. прилипшие частицы утоплены в нем (см. положение П1, рис. X, 1,6), то имеет место ламинарное воздействие потока на прилипшие частицы. Когда размеры частиц соизмеримы с толщиной ламинарного подслоя и буферного слоя (см. положение IV), то наблюдается ламинарно-турбулентное воздействие потока на прилипшие частицы. Если толщина турбулентного пограничного слоя и диаметр частиц одного порядка, а толщина ламинарного подслоя по крайней мере меньше радиуса частиц, то имеет место турбулентное воздействие потока на прилипшие частицы. [c.301] для определения скорости потока, обусловливающей отрыв прилипших частиц, необходимо знать структуру пограничного слоя. [c.301] Обычно при обтекании свободным воздушным потоком запыленной поверхности известна скорость Vx,, т. е. скорость на границе с пограничным слоем (см. рис. X, 1). Поэтому в дальнейшем будем определять значения лобовой силы в зависимости от скорости воздушного потока v , которая поддается экспериментальному определению. [c.302] Отрыв прилипших частиц может происходить при движении газа или воздуха в трубопроводе. В этих условиях одна осевая скорость не может характеризовать воздействие потока на прилипшие частицы, которое изменяется в зависимости от диаметра трубопровода. Поэтому следует связать это воздействие с числом Рейнольдса (Re). Так, для труб диаметром 100, 250 и 400 мм толщина ламинарного пограничного слоя при Re = 5,6-10 составляет 1,52 1,31 2,1 мм, а при Re = 4,7 10 составляет 0,01 0,026 и 0,042 мм соответственно, т. е. может быть меньше диаметра прилипших частиц [271]. С уменьшением диаметра трубопровода при одной и той же осевой скорости потока число Рейнольдса, а следовательно, коэффициент Сх и лобовое давление уменьшаются [см. формулу (X, 3)], что затрудняет отрыв частиц. С увеличением диаметра трубопровода требуется большая скорость по оси трубы для отрыва прилипших частиц. Так, с ростом диаметра трубопровода от 100 до 350 мм осевая скорость, обусловливающая отрыв частиц диаметром 21 мкм, растет от 8,3 до 10,4 м/с. [c.302] С увеличением турбулентности потока, т. е. с ростом а, скорость отрыва V p уменьшается. Условие (IX, 5) не учитывает, однако, силы адгезии. [c.302] Отрыв частиц, находящихся в ламинарном пограничном слое. [c.302] Рассмотрим сначала расчет лобовой силы при ламинарном режиме обтекания воздушным потоком запыленной поверхности. Для того чтобы воспользоваться формулой (X, 3) для расчета лобовой силы, следует выразить коэффициент сопротивления частиц через известные величины. При ламинарном режиме обтекания, когда Re С 1, коэффициент равен Сх = 24/Re [273]. [c.303] В формуле (X, 6) трудно определяемой величиной является скорость t 4 на высоте радиуса частиц, которую обычно выражают через скорость свободного потока v . [c.303] Если соблюдается равенство динамических давлений, действующих на прилипшие частицы и на частицы в потоке, т. е. [c.304] При y — d уравнение (X, 13) справедливо лишь для случая, когда k = , т. е. только в том случае, если толщина ламинарного слоя равна диаметру прилипших частиц (см. рис. X, 1,а). [c.304] Во всех случаях, когда 1, а толщина ламинарного слоя больше диаметра прилипших частиц, значения усредненного динамического давления меньше расчетных. Таким образом, расчеты лобовой силы по формуле (X, 8) справедливы только в том случае, если толщина ламинарного слоя совпадает с диаметром прилипших частиц, т. е. при k=. Когда частицы утоплены в ламинарный слой, то расчеты по (X, 8) дают заниженные результаты. Так, для значений k, равных 2 4 и 10, расчетная величина лобовой силы составляет соответственно 84 58 и 52%. [c.304] Отрыв прилипших частиц, находящихся в ламинарном подслое при турбулентном режиме обтекания. Рассмотрим условия отрыва прилипших частиц при турбулентном режиме обтекания запыленной поверхности. Остановимся сначала на более простом частном случае, когда частицы находятся в ламинарном подслое (рис. X, 1,6, см. положение П1). Скорость по толщине пограничного слоя увеличивается с переходом из ламинарного подслоя 2 в буферный слой 3 (кривая в). Такое увеличение скорости, в соответствии с уравнением (X, 3), приведет к росту лобовой силы и числа оторванных частиц. Поэтому толщина ламинарного подслоя является важной величиной, позволяющей оценить условия отрыва прилипших частиц. [c.305] Однако формулу (X, 19) трудно использовать для практических расчетов из-за неопределенности величин у и у. [c.305] В формуле (X, 26) 6z = f(x, Усо), что и требовалось в соответствии с условием (X, 15). [c.306] Предельный диаметр прилипших частиц коррелирует с толщиной ламинарного подслоя турбулентного пограничного слоя (см. [c.306] Адгезия частиц в воздушном потоке зависит от угла встречи потока с поверхностью, или угла атаки . [c.307] Вернуться к основной статье