Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 63 стр.

     Пористые или зернистые слои образуют осадки при фильтровании,
гранулы сорбентов и катализаторов, насадки в массообменных аппаратах.
     Важными характеристиками пористой среды являются порозность и
удельная поверхность. Порозность (пористость) зависит от структуры
пористой среды и связана как с размером зерен, так и с их формой и ук-
ладкой. Если обозначим порозность через ε, а объем, занимаемый телом
через V, то ε = 1 - V.
     При ε = 0 пористая среда превращается в сплошное тело, а при ε = 1 в
максимальное пористое тело, когда размеры стенок твердого вещества
пренебрежимо малы.
     Удельная поверхность слоя определяется не только порозностью, но и
пористостью отдельных зерен, а также зависит от формы зерен. Коэффи-
циент формы существенно влияет на емкость пористого фильтрующего
слоя и коэффициент гидравлического сопротивления.
     Удельную объемную поверхность а (м2/м3) пористого (зернистого)
слоя вычисляют по формуле
         a = Fсл/Vсл,                                      (1.79)
                                                    2
где Fсл – общая площадь поверхности зерен слоя, м ; Vсл – объем зерен
слоя, м3.
     На основе внутренней задачи гидродинамики, рассматривающей дви-
жение внутри каналов, образуемых пустотами и порами между элементами
слоя, предложено выражение, по внешнему виду аналогичное уравнению
для определения потери давления на трение в трубопроводах:
                        ∆Рс = λ Н а ρ w02/(8 ε3),              (1.80)
где λ - общий коэффициент сопротивления, отражающий влияние сопро-
тивления трения и местных сопротивлений, возникающих при движении
жидкости (газа) по каналам слоя и обтекании отдельных элементов слоя; Н
- высота слоя, м; a - удельная поверхность, представляющая поверхность
частиц материала, находящихся в единице объема, занятого слоем, м2/м3;
ρс - плотность жидкости или газа; w0 - фиктивная (приведенная) скорость
жидкости или газа, рассчитываемая как отношение объемного расхода
движущейся среды ко всей площади поперечного сечения слоя, м/с; ε - по-
розность, или доля свободного объема, т.е. отношение объема свободного
пространства между частицами к объему, занятому слоем:
     Значение λ находят по уравнению
                        λ = 133/Re +2,34.                      (1.81)
     Критерий Рейнольдса определяют по формуле
                         Re = 4 w0 ρс/(а μс),                  (1.82)
где μс - динамическая вязкость жидкости или газа.


                                   63