10. Сопротивление движению тела в жидкости.

Ламинарный режим характеризуется плавным обтеканием тела средой. Энергия движения тела затрачивается на преодоление сил трения. Турбулентный режим — большее значение имеют силы инерции, под действием которых принимающие слои жидкости отрываются от поверхности тела и за телома возникают завихрения. В результате з ателом создается разряжение Р2, и тогда движущееся тело должно преодолеть силы трения и разность давлений.

Сила сопротивления среды определяется по закону Ньютона.

Где F – площадь

dэ — эквивалентный диаметр обтекаемого тела

ζ — коэф. Сопротивления среды, зависящий от режима движения.

В областях малых скоростей (Re<2)

ζ = 24/Re=24μ/ω*ρ*dэ

12. Движение жидкости и газов через зернистые и пористые слои.

В зависимости от скорости движения газов, рассматривают следующие случаи:

а) при небольшой скорости газ фильтруется через слой неподвижного материала. При увеличении скорости газа, когда сопротивление потоку становится равным массе частицы, слой материала увеличивается в объеме.

б)Частицы переходят во взвешенное состояние, называемое псевдоожиженым или «кипящим слоем». Скорость газа, при которой частицы переходят в это состояние, называют скоростью витания.

в) Если скорость потока газа превышает скорость витания, частицы материала выносятся из слоя и могут транспортироваться потоком газа.

13. Сопротивление неподвижного слоя кусковых и сыпучих материалов.

Сопротивление движению жидкости (газа) в пористом или зернистом материале наблюдается при эксплуатации аппаратов, заполненным рыхлым материалом, через который проходит поток газов. При этом зерна засыпки находятся в неподвижном состоянии.

Газы с небольшой скоростью потока проходят через слой материала как через фильтр (режим офильтрации). Сопротивление слоя (перепад давления ) определяется:

λ — коэффициент сопротивления элементарного канала.

dэ — эквивалентный диаметр

ω — скорость потока

l – длина канала

ρ — плотность среды.

В пористых слоях особенно из рыхлого материала с неправильной формой зерен величины являются переменными и не поддаются точному определению. Поэтому вводят некоторые допущения. Например, , используют не истинную, а фиктивную скорость потока.

т. е. фиктивная скорость в свободном сечении аппарата равна

где, - поразность зернового слоя, равная отношению свободного объема к объему зернистого слоя.

. Выполнив преобразования, определим перепад давления, который следует создать, чтобы преодолеть сопротивление слоя зернистого материала.

- коэффициент формы, равный отношению

- средний диаметр зерна в слое.

Как и при движении жидкости по трубам, коэффициент гидравлического сопротивления трению зависит от режима движения.

14. Гидродинамика зернистого слоя материала.

При постепенном увеличении скорости газа от 0 до некоторого критического значения , называемого критической скоростью псевдоожижения, наблюдается процесс фильтрации через слой неподвижных частиц зернистого материала. Высота слоя практически неизменна, а давление в слое возрастает, достигая максимальной величины, необходимой для преодоления сил гидростатического сопротивления слоя и сил сцепления между частицами неподвижного слоя.

Перепад давления в слое непосредственно перед началом псевдоожижения несколько больше необходимого для поддержания слоя во взвешенном состоянии, что объясняется действием сил сцепления между частицами. При достижении потоком скорости , силы сцепления преодолеваются и перепад давления становится равным массе частиц. Это условие выполняется для всей области существования псевдоожиженного слоя. При дальнейшем увеличении скорости, слой разрушается и начинается массовый унос частиц.

Отношение рабочей скорости к скорости начала псевдоожижения, называется чилом псевдоожижения.