ГИДРОДИНАМИКА КАПЕЛЬ.
Как поверхность осаждения капли занимают преимущественное положение в мокрых пылеуловителях. Образуются капли двумя основными способами: за счет механического дробления жидкости (механические форсунки различного типа) и при воздействии на жидкость газового потока (трубы Вентури, пневматические форсунки).
В абсолютном большинстве случаев образующиеся капли полидисперсны. Поэтому они характеризуются двумя параметрами, средним диаметром и распределением по размерам.
При движении в газовом потоке капля испытывает сопротивление со стороны окружающей среды. Коэффициент сопротивления , как и для взвешенных частиц, зависит от критерия (где - диаметр капли, м; - относительная скорость капли, м/с). Для крупных капель ( >500) величина = 0,44 и сопротивление движению капли со стороны окружающей среды рассчитывается по формуле Ньютона. При движении маленьких капель применим закон сопротивления Стокса.
Таким образом, величину можно определять по тем же формулам, что и коэффициент сопротивления для твердых частиц.
На рис. 4.1 показана полученная Ван дер Лиденом кривая, характеризующая зависимость сопротивления среды движению жидких капель диаметром от критерия Вебера [ ]. Эта кривая хорошо согласуется с экспериментальными данными при значениях We = 1 - 5.
Экспериментальные исследования конечной скорости падения капель воды в воздухе показали, что до значения диаметра капель ≈0,8 мм их скорость падения не отличается от скорости падения равновесных твердых шариков.
Рисунок 4.1 - Зависимость коэффициента сопротивления движения капель от критерия We.
Большинство исследователей считают, что при неравномерном (ускоренном) движении капель коэффициент сопротивления среды выше, чем при равномерном. Более низкие значения коэффициента сопротивления при ускоренном движении капель были получены Ингебо. Они описываются формулой
Капли жидкости, движущиеся в газовом потоке, могут дробиться на более мелкие в том случае, когда внешние силы, действующие на каплю, преодолевают силы поверхностного натяжения.
Дробление одиночных капель, падающих в газовой среде, начинается при диаметре капель более 0,6 - 0,7 см. Оценить величину критического диаметра капли (диаметра, при котором начинается дробление) (в м) можно по формуле
где - критическая скорость газов, при которой наступает дробление, м/с.
Диаметр капли, образующейся при дроблении, (в м) может быть определен из уравнения
где - коэффициент, показывающий, какая часть динамического напора, обусловленного изменением пульсационных скоростей по длине капли, передается поверхности капли; - линейный масштаб потока, м.
При больших значениях величину находят по формуле
При малых скоростях газового потока дробления капель не происходит. Лишь с увеличением скорости капля теряет устойчивость и начинает дробиться. Граница устойчивости капли обычно определяется критерием We. Однако единого мнения о критической величине критерия Weкр, соответствующей началу дробления, нет. С учетом данных различных исследователей можно ограничить значения Weкр следующими пределами: 7<Weкр<23. Считается, что с уменьшением диаметра капель величина Weкр возрастает, а с ростом вязкости жидкости - падает.
Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 1247;