关于颗粒沉降末速的公式计算在什么课本上?
- 提问者网友:无心恋土
- 2021-02-10 09:56
- 二级知识专家网友:颜值超标
- 2021-02-10 10:45
- 1楼网友:开心就好
- 2021-02-10 11:14
(一)球形颗粒在介质中沉降末速的通式
矿粒在介质中沉降,是由于受到地心引力的作用。只要颗粒密度δ大于介质密度ρ,在静止介质中它就可以藉有效重力g0而沉降。沉降运动是从静止状态开始,在加速度作用下,沉降速度愈来愈大,从而颗粒所受到的介质阻力也随之增加。最后,当作用在颗粒上的有效重力点与同样作用在其上的介质阻力r,达到平衡时,沉降速度便达到最大值。由此开始,颗粒的沉降由变速转为等速运动,此时颗粒的沉降速度谓之颗粒在静止介质中的自由沉降末速,以v0表示。
从式可知,球形颗粒在静止介质中沉降时,其运动加速度是下列两种加速度之差。
球形颗粒在介质中的重力加速度g0
颗粒在介质中的重力加速度g0,是一种静力性质的加速度,它只与颗粒及介质的密度有关。而介质阻力所产生的阻力加速度a,则是动力性质的加速度,它不仅与颗粒及介质的密度有关,而且还和颗粒的粒度及其沉降速度有关。
颗粒在静止介质中达到沉降末度v0的条件
式是计算球形颗粒在静止介质中自由沉降时的沉降未速v0的通式。从公式中可看出,密度大的颗粒、或粒度大的颗粒,它们的沉降求速v0大;若颗粒的密度、粒度一定时,介质密度大者,一般其粘度也高,颗粒在其中的沉降末速,相对而言要变小。
由上述各公式可知,不论是已知d求v0,还是已知v0求d,都要知道阻力系ψ,而ψ又与re有关。从雷诺数re公式可看出,要想求出re。,又必须预先知道v0和d,因此,求v0或d,直接使用这些公式计算是不可能的。
解决这个问题的方法主要有两种:
1.先求解阻力系数ψ再根据通式计算
刘农(r·ltinnon)提出,为了确定与已知d(或已知v0)相对应的ψ或re,必须找出个中间参数。这个参数是已知d,或已知v0的函数。如果从中间参数中消去v0(或消去d),那末所寻求的ψ或re将是该中间参数的函数。因求v0或d,故r=g0。
从上述各式中可以看出。re2c或re2ψ都是不包含v0的无量纲中间参数;c/re或ψ/re都是不包含d的无量纲中间参数。这样就可以利用李莱曲线,事先按c与re或ψ与re对应值,计算出re2c或re2ψ,以及c/re或ψ/re,选用相应公式,结合给定流体和给定物料(即ρ、μ和d、δ),可直接算出所需利用的中间参数值,再根据re2c或re2ψ(求d
时,根据c/re或ψ/re)。
2.里亚申柯中间参数曲线法
里亚申柯是利用刘农提出的两个无量纲的中间参数re2ψ及ψ/re。在李莱lgψ=f(lgre)曲线的基础上,同样使用对数坐标,分别绘制了另外两条中间参数曲线,即lgre2ψ= f(lgre)曲线和lgψ/re=f(lgre)曲线。
若已知球形物体的粒度d、密度δ以及流体介质的密度ρ和粘度μ时,求ν0的方法是先计算出re2ψ,然后在曲线上找出相应的re值,代入公式直接计算ν0。再有就是在图2-7找出re值后,利用李莱曲线得到阻力系数ψ,然后代入公式也可以。
如果已知球形物体的ν0、δ和流体介质的ρ、μ,求沉降颗粒的粒度d。其方法相仿,先计算出ψ/re,并在图2-8找到相应的re值,代入式即可。当然也可在已知re后从李某曲线上查得ψ值,再代入公式,同样可求出d值。
除上述两种方法之外,在工程流体力学中,为了简化计算,采用诺漠图法。在具备所有已知条件后,可由已绘制的诺漠图上直接查读。