文档介绍：概述 颗粒的沉降运动 沉降分离设备 概述本章考察流固两相物系中固体颗粒与流体间的相对运动。在流固两相物系中,不论作为连续相的流体处于静止还是作莫种运动,只要固体颗粒的密度大于流体的密度,那么在重力场中,固体颗粒将在重力方向上与流体做相对运动,在离心力场中,则与流体作离心力方向上的相对运动。 颗粒的沉降运动 流体对固体颗粒的绕流 静止流体中颗粒的自由沉降流体与固体颗粒之间的相对运动可分为以下三种情况: ①颗粒静止,流体对其做绕流; ②流体静止,颗粒作沉降运动; ③颗粒与流体都运动,但保持一定的相对运动。 流体对固体颗粒的绕流(1)两种曳力—表面曳力和形体曳力回顾第 1章流体沿固体壁面流过的阻力分为两类:表皮阻力(即表面摩擦阻力)和形体阻力(边界层分离产生旋涡),绕流时颗粒受到流体的总曳力: (1)两种曳力—表面曳力和形体曳力 F D与流体、、相对流速有关,而且受颗粒的形状与定向的影响,问题较为复杂。至今,只有几何形状简单的少数情况才可以得到 F D的理论计算式。例如,粘性流体对球体的低速绕流(也称爬流)时 F D的理论式即斯托克律( Stokes )定律为: 当流速较高时, Stokes 定律不成立。因此,对一般流动条件下的球形颗粒及其其他形状的颗粒, F D的数值尚需通过实验解决。?? uudF pD3 ???(2)曳力(阻力)系数对球形颗粒, 用因次分析并整理后可得: ?),,,(= pD??udFF) (Re P?????ud pP Re ? 2PD2 1uAF???球形颗粒的曲线在不同的雷诺数范围内可用公式表示如下: )1(??,层流区, Sokes 定律区: 2 Re P? P Re 24 ??,过渡区, Allen 定律区: 500 Re 2 P?? Re ??,湍流区, Newton 定律区: 5P10 2 Re 500 ??? 44 .0??(2)曳力(阻力)系数? 静止流体中颗粒的自由沉降(1)沉降的加速段将一个表面光滑的球形颗粒置于静止的流体中,若,颗粒在重力的作用下沿重力方向作沉降运动,此时颗粒受到哪些力的作用呢? gd mg F gP 3P6 ????gdF Pb?? 36 ? 2 222 142 1uduAF P PD???????根据牛顿第二定律得:??????????d du dudgdgd ma FFFF PP P PPP Dbg 32 2 3362 1466 ?????????或者: 24 3)(ud gd du PPP P??????????开始瞬间, ,最大,颗粒作加速运动。 0?u?d du 静止流体中颗粒的自由沉降