Осаждение сферических частиц

Даже в случае медленных течений распространение решения Стокса на произвольное множество сферических частиц связано со значительными трудностями. В работе [585] выполнено широкое исследование потерь давления и осаждения в псевдоожиженных слоях (гл. 9). Характер движения в псевдоожиженном слое таков, что данные по потерям давления в этом слое могут быть использованы для определения коэффициента сопротивления множества твердых частиц. [c.204]

Рассмотрим случай осаждения сферической твердой частицы в вязкой жидкости (рис. 5.23). Вес частицы с учетом силы взвешивания [c.261]

Запишем уравнение динамического равновесия (5.44) для случая равномерного осаждения твердой сферической частицы в безразмерном виде [c.263]

Отделение примесей посредством отстаивания при размерах частиц порядка 10 мкм и меньше требует весьма продолжительного времени, как это было показано ранее. Скорость осаждения можно существенно увеличить в поле центробежных сил. При движении частицы массой m по окружности радиусом г с линейной скоростью v на нее действует центростремительная сила Рц=ти 1г. Скорость осаждения Уо частицы определяется из равенства и силы гидравлического сопротивления fr- Центробежный сепаратор характеризуется таким параметром, как критерий Фруда, оторый показывает отношение центростремительного ускорения к ускорению свободного падения. Для сферической частицы диаметром D, оседаю- [c.135]

Замечено [238], что некоторые частицы, прежде чем прилипнуть к поверхности, совершают вращательное движение. Так, при осаждении сферических стеклянных частиц диаметром 28,9 мкм на стеклянной поверхности при скорости потока 5,3 м/с и Re = [c.269]

Транспортировка сферических частиц и эквивалентных им по-диаметру частиц неправильной формы будет неодинакова. Особенности осаждения и адгезии частиц неправильной формы исследованы при движении потока по поверхности, расположенной под углом 60°, при плотности орошения 1,5 кг/м-с. В результате этих исследований получены следующие данные [c.347]

Включение крупных (сферических) частиц стекла размером 0,2 мм при обычном соосаждении невозможно. При наносном осаждении такие крупные частицы заращиваются, но существенно не влияют на твердость покрытия (для никеля твердость покрытия равна 1,5—1,6 ГПа). [c.243]

Сферические частицы осаждаются быстрее, чем частицы неправильной формы коллоидальные частицы так малы, что влияние их сил тяжести ничтожно, если они не собраны в группы (коагуляция). Песок осаждается быстро частицы мелкой глины и коллоиды осаждаются с трудом и требуют для осаждения не только коагуляции, но и достаточного времени пребывания их в отстойнике. [c.241]

Осаждение изотропных частиц. Важной гидродинамической характеристикой таких химико-технологических процессов, как отстой и седиментация, является установившаяся скорость Ц осаждения частиц в полях массовых сил и, прежде всего, в гравитационном поле. Любое тело, обладаюш,ее сферической изотропией и однородное по плотности, имеет одинаковое сопротивление поступательному движению при любой ориентации. Такое тело будет также изотропно по отношению к паре сил, возникаюш,их при его враш,ении относительно произвольной оси, проходяш,ей через его центр. Если такое тело в начальный момент имеет некоторую ориентацию в жидкости и может падать без начального враш,ения, то оно будет падать вертикально без враш,ения, сохраняя свою первоначальную ориентацию. [c.72]

Осаждение неизотропных частиц. Если для стоксова оседания сферической частицы направление скорости всегда совпадает с направлением силы тяжести, то даже для однородных осесимметричных частиц направление скорости будет вертикальным только в том случае, когда вертикаль совпадает с одной из главных осей трансляционного тензора К. Если же ось симметрии наклонена к вертикали под углом ip, то направление скорости задается углом [219] [c.73]

Из формулы (142) следует, что в случае неподвижной жидкости скорость осаждения твердых частиц сферической формы (седиментация) при Ке < 1 пропорциональна квадрату диаметра частицы. [c.145]

Полученные данные по скорости осаждения гранул в зависимости от диаметра, состава расплавленной соли и температуры не согласуются с рассчитанными. Во-первых, характер изменения скорости падения от диаметра гранулы не совпадает с характером изменения теоретической скорости во-вторых, абсолютные значения полученных скоростей осаждения в среднем на 30% ниже рассчитанных. На основании этих данных было сделано предположение о том, что при входе гранулы в расплав на ее поверхности образуется кристаллическая оболочка (настыль). Она сохраняется довольно значительное время и исчезает во время движения по мере приближения температуры частицы к температуре расплава. Для выяснения этого эффекта был проведен дополнительный эксперимент и измерена зависимость изменения скорости движения по высоте расплавленного хлористого натрия при температурах 902, 1024°С (рис. 2). Как видно из рисунка, скорость осаждения наступает при высоте h = (0,4—0,45) м для 902° С и h = (0,3—0,4) м для 1024° С. Занижение скоростей осаждения для всех гранул при обеих температурах составляет в среднем 30% по сравнению с теоретическими. В конце пути скорость осаждения для гранул 6,1 4,5 4,0 уменьшается (см. рис. 2) при более низкой температуре и увеличивается при более высокой температуре для всех гранул, что очевидно связано с разрушением настыли. Таким образом, на скорость осаждения гранул сферической формы в расплавленной соли существенное влияние оказывает не функция / [(Ар/р) ], а на- [c.76]

На рис. 1.1.2—1.1.4 схематически изображена сферическая ячеечная модель со свободной поверхностью [23] применительно к явлениям осаждения, течения в пористой среде и вязкости суспензии. При седиментации группа частиц под действием силы тяжести оседает в жидкости с одной и той же скоростью. Нанте внимание при этом сосредоточено на одной частице, которая окружена жидкой оболочкой, изображенной на рисунке пунктирной линией. Радиус этой жидкой оболочки определяется из условия, что внутри ячейки объемная концентрация твердой фазы должна быть такой же, как и во всей системе. Конечно, такие воображаемые оболочки, или ячейки, окружающие каждую частицу, в реальной системе будут искажены, будет происходить утечка жидкости из одной ячейки в другую, однако предполагается, что в среднем можно пользоваться сферической ячейкой ввиду хаотичности расположения частиц. Тогда все возмущение, вносимое в поток каждой частицей, локализовано в пределах объема жидкости, непосред- [c.18]

Первые работы Стокса, относяш,иеся главным образом к теоретической гидродинамике, выходили в Философских трудах Кембриджского университета. Для нас наиболее интересна его работа, в которой он линеаризовал общие уравнения движения вязкой несжимаемой жидкости и получил уравнения нестационарного ползущего течения. Эти уравнения он применил к расчету затухания колебаний маятника со сферическим грузом под действием сил сопротивления воздуха (1851 г.) [47]. Когда частота колебаний маятника приближается к нулю, он движется относительно воздуха с практически постоянной скоростью. Стокс развил в этой работе теорию сопротивления, испытываемого падающим телом сферической формы. Полученное им соотношение носит название формулы Стокса [формула (2.(3.3)]. Оказалось, что эта формула применима и к случаю осаждения всевозможных мелких частиц, скорость которых невелика. В математическом отношении предложенный Стоксом вывод этой формулы отличается элегантностью и приводится во многих учебниках гидродинамики. Он относится к таким случаям, когда частицы находятся достаточно далеко друг от друга, так что на движение каждой из них не влияет движение соседних частиц. Прожив долгую жизнь (он умер в возрасте 84 лет), Стокс прославил кембриджскую школу математической физики многими другими серьезными достижениями. [c.26]

Сила адгезии частиц зависит от глубины внедрения частицы в масляный слой, которая, в свою очередь, определяется скоростью осаждения частиц. При этом силы адгезии будут, естественно, различны для плоских и сферических поверхностей, так как при прилипании двух плоских тел, разделенных липкой прослойкой, площадь контакта постоянна, а при соприкосновении частицы с липким слоем площадь контакта может расти в процессе внедрения частиц в этот слой. [c.261]

Известен метод приготовления препаратов улавливанием жидких аэрозольных частиц слоем нелетучей маловязкой жидкости, в которой частицы не растворяются [51—53]. Существуют два способа реализации этого метода согласно первому частицы подвешивают в слое жидкости, а при выполнении второго способа частицы осаждают на дно кюветы. Этого достигают, подбирая слои жидкости определенной плотности. Если плотность жидкости равна плотности частицы, то последняя при осаждении по инерции погрузится в слой и окажется взвешенной в нем. При плотности жидкости, несколько меньшей, чем плотность частицы, последняя осядет на дно кюветы. В обоих случаях частицы сохраняют сферическую форму. Метод применяют для препарирования частиц, размер которых более 10 мкм. Для улавливания водяных капель используют смеСи вазелина с керосином или трансформаторным маслом, для масляных капель — водные растворы этилового спирта или других веществ, не реагирующих с частицами. [c.148]

Плазмохимический способ осаждения порошков условно подразделяют на несколько этапов образование активных частиц, их возможное взаимодействие и выделение конечного продукта. При рабочих температурах, не превышающих 1000 °С (низкотемпературная плазма), исходные продукты находятся в возбужденном состоянии в газовой фазе. Допустимые реакции взаимодействия протекают практически мгновенно (в течение 10" ... 10" с), а быстрое охлаждение газовой смеси приводит к образованию ультрадисперсных металлических порошков с уникальными свойствами. Данный способ применяют в основном для получения порошков тугоплавких металлов с частицами сферической формы. [c.46]

Химико-металлургические способы связаны с восстановлением металлов из оксидов и других соединений, например, при получении порошков железа, меди, вольфрама (форма частиц порошков губчатая, пористая) электролитическим осаждением из растворов солей металлов (порошки меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, олова, серебра, хрома форма частиц сферическая), металлотермическим восстановлением (при производстве порошков титана, ниобия, циркония, тантала форма частиц тарельчатая). [c.142]

Оценка скорости осаждения суспензии с помощью ячеечной модели. В случае движения ансамблей с очень большим количеством частиц реализация метода отражений, а тем более построение точечных решений в многосвязной области оказываются практически невозможными. Одной из распространенных приближенных моделей двухфазных сред в этом случае является ячеечная модель. Она относит к каждой частице дисперсной фазы приходящийся на ее долю объем свободной жидкости. Таким образом вся суспензия (или эмульсия) разбивается на совокупность сферических ячеек радиуса 6, в центре которых находятся частицы радиуса а. Геометрические параметры ячеек связаны с объемной концентрацией дисперсной фазы ф следующим соотношением [c.93]

В моделях анализа траектории частиц [4, 5] скелет пористой среды представляется в виде периодической структуры, элементы которой могут быть сферической, цилиндрической или другой простой формы. Траектория каждой частицы характеризуется функцией тока, определяемой из задачи обтекания, например, сферы или цилиндра при условии действия на частицу различных сил (гравитационных, гидродинамических, вандерваальсовских и т.п.). Траекторный анализ приводит к значительному прогрессу в понимании процесса осаждения, поскольку учитывает особенности движения взвеси на уровне отдельных пор, но при этом является довольно сложным. [c.105]

На основе экспериментальных данных [8] вероятность осаждения представлялась степенным многочленом, в котором главный член был квадратичным. В [13] вероятность осаждения частиц на сферических или цилиндрических препятствиях теоретически получена также в виде квадрата от уа/г. Учитывая эти результаты, вероятность осаждения частицы в капилляре предполагалась в виде [c.109]

Поскольку размер, распределение по размерам и форма частиц являются статистическими факторами, необходимо контролировать, чтобы все партии порошка соответствовали определенным техническим условиям. Если частицы слишком мелкие, порошок либо не равномерно поступает из питателя, либо частицы испаряются в плазме, конденсируясь на детали. Если частицы слишком велики, некоторые из них не расплавятся и покрытие будет пористым. Если распределение частиц по размерам произвольно, все эти эффекты могут наблюдаться одновременно. Форма частиц влияет на текучесть порошка из питателя и теплопередачу от плазмы. На рис. 1,е показано влияние увеличения скорости подачи порошка на коэффициент осаждения для свободно текущего порошка (кривая 1) и плохо текущего порошка, который имеет тенденцию к агломерации (кривая 2). На рис. 2 приведены фотографии частиц качественных порошков, Неправильные частицы имеют большую величину отношения поверхности к объему и плавятся легче, но сферические порошки обладают большей текучестью. [c.306]

Для анализа эффективности осаждения влаги в жалюзийном канале в зависимости от режимных и геометрических параметров рассмотрим унрош енную схему движения влаги в канале знакопеременной кривизны с постоянным сечением [8.1]. При этом принимается модель двухфазного установившегося потока, состояш,его из несжимаемого газа и дискретной системы сферических частиц влаги различных размеров. В расчетах не учитывается тепло- и массообмен между фазами, взаимодействие между отдельными частицами влаги и влияние жидкой фазы на паровую. При этом допущ ение об идеальной 1кидкости не распространяется на механизм обтекания капли. [c.311]

ОН снова воспользовался методом отражений для исследования процесса осаждения ансамбля сфер (1912 г.) [44]. Каннингам [10] рассмотрел в 1910 г. при помош,и ячеечной модели задачу об осаждении облака частиц в замкнутом сосуде. Его расчет уменьшения предельной скорости осаждения за счет взаимодействия частиц основан на упрощающей гипотезе, что каждая частица в среднем движется так, как будто она заключена в твердую сферическую оболочку, радиус которой равен половине расстояния от частицы до ее ближайших соседей. [c.27]

В электрической печи могут быть получены частицы диаметром 0,5—25 мкм, так как более крупные не успевают прогреться. Приготовление относительно крупных стеклянных сферических частиц с температурой размягчения стекла 550—600°С производят [102] в вертикальной керамической печи, основная часть которой состоит из сферической трубы высотой до 1 м. В трубе создается температура 1000—1100°С. В период свободного осаждения частицы успевают прогреться, оплавиться и приобрести шарообразную форму. [c.88]

Нанесение рассеивающего покрытия из серы. Для напыления серы требуется более высокая температура, чем в случае хлористого аммония. Поэтому вместо электроплитки необходимо иметь более высокотемпературный нагреватель. Можно воспользоваться обыкновенной спиртовкой, а вместо жестяной банки использовать фарфоровый тигелек Т, вставленный во внутрь кольцевой лапки штатива (рис. 1.5). Регулировку температуры осуществляют посредством изменения расстояния от дна тигелька до пламени. При напылении это расстояние может составлять 1-2 см. Перед началом процесса напылитель необходимо расплавить. С этой целью серу насыпают в тигелек так, чтобы она покрывала дно слоем толщиной около 0,5 см и начинают нагревать. Длительность предварительного нагревания составляет обычно 3-5 мин. По истечении этого времени наблюдается интенсивное испарение. Теперь тигелек надо несколько приподнять над пламенем, например на 1-1,5 см, чтобы уменьшить нагрев и создать условия более спокойного испарения. После этого тигелёк покрывают подготовленной к напылению стеклянной пластинкой, проложив между ним и пластинкой теплоизолирующее кольцо, например, из картона. В отличие от случая КН4С1 частицы серы при любой длительности напыления приобретают форму, близкую к сферической. Но размеры этих сферических частиц существенно зависят от времени напыления т. При увеличении г частицы серы разрастаются. При длительности т (30 — 40) с, шарики серы, осажденные на стекле, [c.15]

В то время как на эмульсии и жидкие золи ультразвуковые волны оказывают сильное диспергирующее действие, на аэрозоли они влияют противоположным образом, а именно вызывают сильную коагуляцию частиц. Как известно, аэрозолем называется дисперсная система из тонко измельченных твердых или жидких веществ в газовой фазе, например туман, пыль, дым и т, п. ) Различное действие ультразвуковых волн на гидрозоли и аэрозоли объясняется тем, что первые характеризуются гораздо большей стабильностью и что благодаря кавитации в жидкости могут возникнуть разрывающие силы. Последнее не имеет места в газовой среде к тому же аэрозоли сами по себе менее стабильны. Уже давно было известно, что под влиянием звуковых колебаний между частицами, колеблющимися в звуксвом поле, могут возникнуть силы притяжения и отталкивания. Для сферических частиц этот процесс был экспериментально и теоретически исследован Кёнигом 11096—1098] в связи с работами Бьеркнеса [288], На этом явлении основано отчасти возникновение пылевых фигур в трубках Кундта. Брандт и Фройнд [348, 352—354] и Брандт и Гидеман [361] показали, что под действием интенсивных ультразвуковых волн в аэрозолях мгновенно происходит коагуляция и осаждение частиц. Опыты проводились с табачным дымом, туманом из хлористого аммония и позднее с парафиновым туманом. Источником ультразвука являлся магнитострикционный излучатель. [c.488]

Если в запыленный газовый поток поместить препятствие в виде, например, сферической капли, то характер обтекания этого тела газом будет отличаться от траектории движения частиц пыли определенного размера. Очень тонкие пылинки двигаются практически по одной траектории с молекулами газа, т. е. по так называемым линиям тока. Более крупные частицы, обладающие соответственно и большей инерцией, не следуют линиям тока, смещаются по отношению к ним и, стремясь сохранить прежнюю траекторию движения, могут столкнуться с каплей и осесть на ее поверхности или проникнуть внутрь капли. Величина этого смещения определяется инерционным пробегом частиц. Такое осаждение частиц пыли на капле принято называть инерционным. Его эффективность характеризуется коэффициентом инерционного осаждения э, представляющим собой отношение поперечного сечения (вдали от препятствия) 5i трубки тока, образованной крайними (предельными) траекториями центра тяжести пылинок, двигаясь по которым пылинка не пересекает тело, а только касается его, к ми-делеву сечению тела 5м [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...