Составители:
Рубрика:
сечению препятствия, осаждаются на препятствии. Некоторые частицы приобретают скорость
окружающей среды (воздушного потока) и огибают препятствие вместе с ней В разделе 2.1 мы уже
встретились с такими характеристиками движения аэрозольных частиц, как время релаксации τ и
длина инерционного пробега l
i
. С помощью этих величин можно приближенно оценить, какая
частица попадет на препятствие, а какая приобретет скорость потока. Если расстояние до
препятствия от места начала искривления линий тока (прицельное расстояние – R) будет больше
длины инерционного пробега, то частица не попадет на препятствие, а уйдет вместе с огибающим
его потоком (составляющая скорости частицы станет равна нулю по направлению к препятствию
раньше, чем частица достигнет его).
Есть ряд факторов, которые вносят поправки в такого рода расчеты, к ним относятся влияние
внешних сил и эффект «зацепления», а также диффузное осаждение. Будем говорить только о чисто
инерционном осаждении. Существуют частицы, траектории движения которых пересекаются с
препятствием и не пересекаются. Самые близкие к поверхности траектории, которые с ней не
пересекаются, называются критическими. Этим траекториям соответствуют числа Стокса, которые
называются критическими числами Стокса (ε
kr
). Эти числа зависят от формы препятствия и режима
обтекания.
В задаче инерционного осаждения частиц необходимо найти, какая доля частиц данной
фракции из потока, огибающего препятствие, попадет на него. Эта величина, называемая
коэффициентом захвата(ε
k
) для данной фракции, определяется как отношение Q
k
/Q
∞
, где Q
∞
–
количество частиц этой фракции которые столкнулись бы с препятствием за единицу времени, если
бы они двигались по траекториям, параллельным оси невозмущенного потока, а Q
k
– число частиц
этой траектории, которые столкнулись за единицу времени с препятствием.
Рассмотрение критических условий инерционного осаждения аэрозольных частиц позволяет
установить коэффициент захвата ε
k
. Эта задача сводится к определению поля тока обтекающей
препятствие среды и траекторий движения аэрозольных частиц в этой среде. Критические условия
инерционного осаждения частиц наиболее просто устанавливаются для окрестности передней особой
точки течения N (рис. 2.4), когда линия тока среды, разветвляющаяся в точке N, в передней части
течения является прямой линией, т.е. наблюдается поток, симметричный относительно оси
невозмущенного течения.
Анализ расчетов для этого случая показывает, что уже в очень малой окрестности особой
точки N частицы с k <k
kr
приобретают скорость обтекающей среды и не осаждаются на препятствии.
Причем этот вывод верен не только для потенциального безотрывного обтекания, но и для обтекания
с отрывом, а также для вязких потоков.
Для несимметричных течений эта задача более сложна и строгого доказательства
критических условий инерционного осаждения не получено.
Коэффициент захвата ε
k
рассчитывается с помощью линеаризации оператора (v∇) в
уравнениях движения частиц теми же методами, как это делалось при расчете коэффициента
аспирации. Для больших значений числа Стокса получаем приближенную формулу:
Здесь S
1
– часть поверхности обтекаемого тела, инерционный поток на которую необходимо
вычислить, а S
s
– боковая поверхность, образованная граничными лучами, пересекающими
поверхность S
1
и параллельными оси невозмущенного потока.
При замене выражения для v
0
на u и с учетом характера захвата при k
≤
k
kr
(S
1
) находим
Рисунок 2.4
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- …
- следующая ›
- последняя »
