Расчет эффективности очистки газа в инерционных аппаратах. Василевский М.В - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

1.3. Диффузия частицы
Механизм переноса количества движения и массы в турбулентном
потоке идентичен, поэтому коэффициент турбулентной диффузии газа
принимают равным коэффициенту турбулентной вязкости
ε
. В [26]
проводятся оценки коэффициента диффузии для частиц.
Рассматриваются спектры частот вихрей разных масштабов.
Выделяется три интервала частот. В первом интервале низких крупных
энергоемких вихрей совершается отбор энергии от осредненного
движения газа, т.е. производство турбулентности. Во втором интервале
частот (инерционный интервал) происходит передача энергии вдоль по
спектру – от низких частот к высоким. В третьем интервале частот
(высокочастотный интервал) происходит рассеяние механической
энергии в тепло. Для потока в цилиндрической трубе коэффициент
турбулентной диффузии частиц определяется диффузией энергоемких
вихрей, частота пульсаций которых пропорциональна скорости потока и
обратно пропорциональна размеру потока (радиусу трубы).
Общее выражение для коэффициента диффузии имеет вид
t/Δy~ε
2
, где
Δy
– длина диффузионного шага,
t
– время, затраченное
на этот шаг. Для периодических колебаний шагом является масштаб
(амплитуда) пульсаций
A
, а затраченное время – период пульсаций –
T
.
Амплитуда пульсационной среды связана со скоростью пульсационного
движения соотношением
/ωVA
I
=
, где
I
V
– амплитуда скорости
пульсаций,
ω
– частота пульсаций среды. Такое же соотношение
связывает амплитуду пульсаций взвешенной частицы с амплитудой ее
пульсационной скорости
, где
P
μ
– осредненная
степень увлечения частицы турбулентными пульсациями.
)ω1/(1u/uμ
E
22
P
2
τ
+==
, где
P
u
,
u
– пульсационные скорости частиц и
газа,
E
ω
– частота пульсаций энергоемких вихрей среды. Для потока в
трубе
/0.1RV/lVω
EE
∗∗
≈=
, где
R
– радиус трубы,
∗
V
– динамическая
скорость (скорость трения). Нижний предел частоты турбулентных
пульсаций принадлежит наиболее крупным вихрям
/Du~ω
m0
, где
m
u
–
расходная скорость потока,
D
– диаметр трубы.
1/2
0E
/8)(λω20ω
=
, где
λ
– коэффициент трения. Часто для частиц различной крупности их
коэффициент турбулентной диффузии приравнивается коэффициенту
турбулентной вязкости. Однако для большей точности расчетов
необходимо вводить поправку на инерционность частиц
)ω(1/
E
τεε
+=
P
[26]. При осаждении частиц под воздействием сил тяжести и под
влиянием пульсационного обтекания газом частиц сила сопротивления
осаждению возрастает, кроме того, из-за больших значений
18

Страницы