Методика расчета аэродинамического сопротивления слоя

Методика расчета аэродинамического сопротивления слоя

Перепад давления определяется из уравнения:

Эквивалентный коэффициент сопротивления движущегося и неподвижного слоя подсчитывается по зависимости:

Значения входящих в уравнение константы Козени – Кармана и инерционного компонента коэффициента сопротивления, приведены в табл.

Уравнение справедливо в области  для движущегося и неподвижного слоя частиц регулярной и нерегулярной формы, для широких и узких каналов с точностью до ±50%. Эквивалентное число Рейнольдса имеет вид:

При неподвижном слое, а также при движении слоя с небольшими скоростями (), подставленная скорость фильтрации, т.е. скорость газа отнесенная к полному сечению аппарата. В случае, когда скорость насадки превышает этот предел, в указанных выражениях при противотоке используется относительная скорость:

Для прямоточного движения компонентов необходима экспериментальная проверка этой методики. Удельная поверхность частиц в выражениях при широких каналах () подсчитываются по формуле:

Здесь  - порозность слоя соответственно в покое или движении. Размер частиц смесей определяется как средневзвешенный по поверхности:

Коэффициент формы, характеризующий отклонение формы частиц от сферической (отношение поверхности реальной частицы к поверхности шара того же объема), для шаров равен 1, а для частиц регулярной и нерегулярной формы – больше единицы.

Для узких каналов () в выражениях подставляется значение суммарной поверхности частиц и стенок канала:

Коэффициент , зависящий от комплекса , определяется из диаграммы. При неизотермическом течении скорость и физические характеристики газа относят к его средней температуре.

Приведенные зависимости справедливы для плотного слоя (Fr>Fr_кр) при скоростях воздуха ниже предельной скорости, при которой слой начинает терять устойчивость и наблюдается его разрыхление. Эта скорость при противоточной продувке определяется значением числа газодинамической устойчивости слоя .  Если пренебречь зависимостью коэффициента аэродинамического сопротивления от числа Рейнольдса, то из этого условия получим следующее выражение для определения предельной скорости фильтрации:

В указанных условиях (Fr>Fr_кр и p_y<0.6) порозность слоя практически не зависит от скоростей компонентов, а определяется фракционным составом, шероховатостью поверхностей канала и частиц, условиями стесненности. При отсутствии прямых опытных данных порозность может быть принята равной 0,36-0,42.

Номограмма для определения коэффициента

в уравнении

Таблица

Примечание: Данные для широких каналов приведены в числителе, для узких каналов – в знаменателе.