Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 122 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

122
ζ
ч
= 24/Re ζ
ч
= 18,5/ Re
0,5
ζ
ч
= 0,44
Приняв значение ζ
ч
, для случая ламинарного движения в области Re
ч
< 2, ζ
ч
= 24/Re
ч
, подставим значение его в формулу Ньютона (3.1.)
F
с
= (24/Re
ч
)(π d
ч
2
/4)(w
ч
2
ρ
0
/2) = 24 μ
0
π d
ч
2
w
ч
2
ρ
0
/(8 w
ч
d
ч
ρ
0
) (3.3)
и получим
F
с
= 3 π μ
0
d
ч
w
ч
. (3.4)
Эта формула выражает закон Стокса: сила сопротивления, испыты-
ваемая твердым шаровым телом при медленном движении в неограничен-
ной вязкой среде, прямо пропорциональна скорости поступательного дви-
жения, диаметру тела и вязкости среды.
Закон Стокса применим при ламинарном движении частиц, когда
Re
ч
<2. Область применения закона Стокса практически определяется разме-
рами частиц и требуемой точностью: при 16
.
10
-4
< d
ч
< 30
.
10
-4
см, неточ-
ность составляет 1 %; при 1,6
.
10
-4
< d
ч
<70
.
10
-4
см - 10 %. Если допустима
большая неточность, можно распространить формулу (3.4.) на область 10
-5
<
d
ч
< 10
-2
см, т. е. практически на все размеры пылевых частиц, подвер-
гающихся улавливанию.
График, выражающий зависимость ζ
ч
от Re
ч
(рис.3.1.), состоит из
трех частей. При 5
.
10
2
< Re
ч
<5
.
10
5
сопротив+ление характеризуется в об-
ласти развитой турбулентности законом Ньютона. На этом участке коэф-
фициент сопротивления ζ
ч
автомоделен относительно числа Рейнольдса (ζ
ч
= 44). При
Re
ч
< 1 сила сопротивления определяется законом Стокса. Зави-
симость ζ
ч
от Rе
ч
выражается прямым участком в логарифмических ко-
ординатах.
Для точных вычислений в закон Стокса вводится поправка Канинг-
хема
С
к
для частиц размером 0,2-2,0 мкм:
F
с
= 3 π μ
0
d
ч
w
ч
/C
к
. (3.5)
Ниже приведены значения поправок
С
к
для воздуха при t = 20°C и
нормальном атмосферном давлении (табл. 3.2).
            ζч = 24/Re          ζч = 18,5/ Re0,5          ζч = 0,44
       Приняв значение ζч, для случая ламинарного движения в области Reч
< 2, ζч = 24/Reч, подставим значение его в формулу Ньютона (3.1.)
         Fс = (24/Reч)(π dч2/4)(wч2ρ0/2) = 24 μ0 π dч2 wч2ρ0/(8 wч dч ρ0) (3.3)
и получим
                Fс = 3 π μ0 dч wч.                                  (3.4)
       Эта формула выражает закон Стокса: сила сопротивления, испыты-
ваемая твердым шаровым телом при медленном движении в неограничен-
ной вязкой среде, прямо пропорциональна скорости поступательного дви-
жения, диаметру тела и вязкости среды.
       Закон Стокса применим при ламинарном движении частиц, когда Reч
<2. Область применения закона Стокса практически определяется разме-
рами частиц и требуемой точностью: при 16.10-4 < dч < 30.10-4 см, неточ-
ность составляет 1 %; при 1,6.10-4 < dч <70.10-4 см - 10 %. Если допустима
большая неточность, можно распространить формулу (3.4.) на область 10-5
< dч< 10-2 см, т. е. практически на все размеры пылевых частиц, подвер-
гающихся улавливанию.
       График, выражающий зависимость ζч от Reч (рис.3.1.), состоит из
трех частей. При 5.102< Reч <5.105 сопротив+ление характеризуется в об-
ласти развитой турбулентности законом Ньютона. На этом участке коэф-
фициент сопротивления ζч автомоделен относительно числа Рейнольдса (ζч
= 44). При Reч < 1 сила сопротивления определяется законом Стокса. Зави-
симость ζч от Rеч выражается прямым участком в логарифмических ко-
ординатах.
       Для точных вычислений в закон Стокса вводится поправка Канинг-
хема Ск для частиц размером 0,2-2,0 мкм:
                Fс = 3 π μ0 dч wч/Cк.                               (3.5)
       Ниже приведены значения поправок Ск для воздуха при t = 20°C и
нормальном атмосферном давлении (табл. 3.2).




                                      122