Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 64 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

64
Если неизвестно значение а, можно использовать выражение, полу-
ченное исходя из внешней задачи гидродинамики при обтекании отдель-
ных элементов слоя:
Рс = 3 λ Н(1- ε)ρ
с
w
0
2
/(4 ε
3
d
ч
Ф), (1.83)
где d
ч
- диаметр частиц правильной шаровой формы; для частиц непра-
вильной формы d
ч
- диаметр эквивалентного шара, т.е. шара, имеющего та-
кой же объем, как и частица, м; Ф - фактор (коэффициент) формы частицы,
определяемый соотношением Ф = F
ш
/F
ч
(F
ш
- поверхность шара, имеюще-
го тот же объем, что и данная частица с поверхностью F
ч
).
Критерий Рейнольдса в этом случае рассчитывают по формуле
Re = 2/3 [Ф/(1 - ε)]Re
0
, (1.84)
где Re
0
= w
0
d
ч
ρ
с
/μ
с
.
Связь между удельной поверхностью и другими характеристиками
слоя осуществляется с помощью соотношения
a = 6(1- ε)/(Ф d
ч
). (1.85)
При движении газов или паров через слои насадки в виде колец Раши-
га внутренние полости колец нарушают равномерность распределения
пустот. В этом случае для расчета λ используют соотношения:
- для колец, загруженных навалом
при Re < 40 λ = 140/Re, (1.86)
при Re > 40 λ = 16/Re
0,2
; (1.87)
- для правильно уложенных колец
λ = А/Re
0,375
, (1.88)
А = 3,12 +17(d
э
/Н)(d
в
/d
н
), (1.89)
где d
э
= 4ε/а - эквивалентный диаметр насадки, м; d
в
и d
н
- внутренний и
наружный диаметр кольца Рашига, м.
При свободной засыпке шарообразных частиц доля свободного объ-
ема составляет ε = 0,4. Фактор формы для округлых частиц заключен в
пределах между Ф = 1 (для правильных шаров) и Ф = 0,806 (для правиль-
ных кубов). Для цилиндрических частиц фактор формы меняется в зависи-
мости от отношения высоты цилиндра
h
ц
к его диаметру d
ц
.
Например, Ф = 0,69 при h
ц
/d
ц
= 5; Ф = 0,32 при h
ц
/d
ц
= 0,05.
Для взвешенных в потоке псевдоожиженных (подобных жидкости)
слоев гидравлическое сопротивление определяют по формуле
Р
пс
= Н(1- ε)(ρ
т
ρ
с
)g, (1.90)
где ρ
т
- плотность твердых частиц, образующих слой, кг/м
3
; ρ
с
- плотность
среды, кг/м
3
.
Произведение Н(1 - ε) представляет объем твердых частиц, приходя-
щийся на единицу поперечного сечения цилиндрического аппарата посто-
янного сечения, и он не меняется при переходе от неподвижного к псевдо-
ожиженному слою:
     Если неизвестно значение а, можно использовать выражение, полу-
ченное исходя из внешней задачи гидродинамики при обтекании отдель-
ных элементов слоя:
     ∆Рс = 3 λ Н(1- ε)ρс w02/(4 ε3 dч Ф),                         (1.83)
где dч - диаметр частиц правильной шаровой формы; для частиц непра-
вильной формы dч - диаметр эквивалентного шара, т.е. шара, имеющего та-
кой же объем, как и частица, м; Ф - фактор (коэффициент) формы частицы,
определяемый соотношением Ф = Fш/Fч (Fш - поверхность шара, имеюще-
го тот же объем, что и данная частица с поверхностью Fч).
     Критерий Рейнольдса в этом случае рассчитывают по формуле
                             Re = 2/3 [Ф/(1 - ε)]Re0,              (1.84)
где Re0 = w0 dч ρс/μс.
     Связь между удельной поверхностью и другими характеристиками
слоя осуществляется с помощью соотношения
                              a = 6(1- ε)/(Ф dч).                  (1.85)
     При движении газов или паров через слои насадки в виде колец Раши-
га внутренние полости колец нарушают равномерность распределения
пустот. В этом случае для расчета λ используют соотношения:
     - для колец, загруженных навалом
     при Re < 40           λ = 140/Re,                            (1.86)
                                     0,2
     при Re > 40           λ = 16/Re ;                            (1.87)
     - для правильно уложенных колец
     λ = А/Re0,375,                                               (1.88)
     А = 3,12 +17(dэ/Н)(dв/dн),                                   (1.89)
где dэ = 4ε/а - эквивалентный диаметр насадки, м; dв и dн - внутренний и
наружный диаметр кольца Рашига, м.
       При свободной засыпке шарообразных частиц доля свободного объ-
ема составляет ε = 0,4. Фактор формы для округлых частиц заключен в
пределах между Ф = 1 (для правильных шаров) и Ф = 0,806 (для правиль-
ных кубов). Для цилиндрических частиц фактор формы меняется в зависи-
мости от отношения высоты цилиндра hц к его диаметру dц.
     Например, Ф = 0,69 при hц/dц = 5; Ф = 0,32 при hц/dц = 0,05.
     Для взвешенных в потоке псевдоожиженных (подобных жидкости)
слоев гидравлическое сопротивление определяют по формуле
                     ∆Рпс = Н(1- ε)(ρт – ρс)g,                     (1.90)
                                                            3
где ρт - плотность твердых частиц, образующих слой, кг/м ; ρс - плотность
среды, кг/м3.
     Произведение Н(1 - ε) представляет объем твердых частиц, приходя-
щийся на единицу поперечного сечения цилиндрического аппарата посто-
янного сечения, и он не меняется при переходе от неподвижного к псевдо-
ожиженному слою:

                                   64