ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Применение выражения (3.58) для практического расчета огра-
ничивается в основном из-за сложности определения k
c
– коэффициента
сопротивления зерновок воздушному потоку, который является безраз-
мерным и зависит от комплекса физико-механических свойств зерновок
и в первую очередь от формы, плотности, Миделевого сечения и скоро-
сти воздушного потока.
Для сферических частичек Lapple [301] определил, что коэффи-
циенты сопротивления для диапазонов значений критерия Рейнольдса
R
e
= 1000-2000 составляют k
c
=0,44 Подставляем вместо F, m и k
c
=0,44 в
уравнение (3.57), тогда выражение для критической скорости витания V
к
сферических частиц будет иметь следующий вид:
ρρ
вч
k
gd
V
/
3
2
=
(3.59)
Значения критерия Рейнольдса для зерновок в диапазоне R
e
=
1000-200000 могут быть определены из выражения:
µ
ρ
/d
V
R
в
в
e
=
, (3.60)
где µ - коэффициент кинематической вязкости воздуха, кг/м.с.
Результирующая сила, действующая на частицы в вертикаль-
ном воздушном потоке, равна:
mg
V
F
k
R
s
−
=
2
в
2
с
ρ
. (3.61)
Таким образом, основная трудность при расчете критических
скоростей зерновок, а также их коэффициентов сопротивления и ре-
зультирующих сил, действующих в воздушном потоке на частицы зер-
новых смесей, существует в том случае, когда частицы имеют форму,
отличную от сферы. Причем с увеличением разницы формы частицы от
формы сферы сложность определения аэродинмических характеристик
зерновок усложняется. Этот факт подтверждается тем, что коэффициен-
ты сопротивления зерновок основных зерновых культур, а также трав
при наличии узлов на одном из концов соломинок существенно меняет-
ся в процессе пневмосепарации в связи с тем, что такие соломинки
склонны ориентироваться вертикально в вертикальном воздушном по-
токе.
Heywood [301] показал, что общее уравнение, типа (3.57), для
определения критических скоростей зерновок сфрической формы может
быть применено для определения критических скоростей зерновок, от-
личающихся от формы сферы, путем введения поправочного коэффици-
ента (6z/
π
).
Подставляя значение коэффициента сопротивления сфериче-
ских частиц 0,44 и поправочного коэффициента (6z/
π
) в уравнение
(3.57) получим:
ρρπ
/)/6(
74,1
ч
k
gdz
V
в
=
(3.62)
Heywood [301] определил, что величина z для несферических
зерновок ряда сыпучих материалов составляет 0,4, в то время как для
сферических частичек она равняется
π
/6.
Проведенные экспериментальные исследования показали, что
применение уравнения (3.62) для определения критических скоростей
воздушного потока семян основных зерновых культур сопрягается с
существенными трудностями, так как поправочный коэффициент (6z/
π
)
к коэффициенту сопротивления зерновок k
c
не в достаточной мере учи-
тывает особенности комплекса физико-механических свойств зерновок,
имеющих не сферическую форму.
В наибольшей степени на коэффициенты сопротивления k
c
ока-
зывает влияние форма зерновок, которая может быть определена через
сферичность. В качестве критерия сферичности для эллипсовидных
частиц может быть использовано отношение геометрического объема
зерновок V к объему сферы V
с
с диаметром, равным длинной оси эл-
липсоида вращения.
В некоторых случаях объемы зерновок могут быть выражены в
виде следующих уравнений. Вытянутый сфероид (типа лемон) -
V=
π
ab
2
/6, приплюснутый сфероид - V=
π
a
2
b/6 , правильный конусоид
вращения - V=
π
h(r
1
2
+r
1
r
2
+r
2
2
)/3, где а и b полуоси эллипса, r
1
и
r
2
меньший и больший радиусы конуса вращения, соответственно, h – вы-
сота.
Некоторые авторы [56, 235, 293] предлагают оценивать дейст-
вительный объем зерновок экспериментальным путем, при этом для
каждого типа формы частиц вводить свои поправочные коэффициенты.
Таким образом, учитывая тот факт, что коэффициенты сопро-
тивления зерновок в такой же степени, как и их критические скорости,
зависят от множества факторов, в т.ч. и переменных во времени (влаж-
ность, состояние поверхности, индивидуальная масса), которые учесть
при расчете практически не представляется возможным, аналитические
зависимости коэффициентов сопротивления определяли эксперимен-
тальным путем через значения критических скоростей зерновок по сле-
дующей формуле:
)/(33,1
2
Vgdk
вч
c
ρρ
=
. (3.63)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- …
- следующая ›
- последняя »
