系用于颗粒—流体两相体系。Р考虑到颗粒表面的复杂性,不用剪应力ts而用颗粒表面的总曳力Fd,将AP定义为颗粒在流体流动方向上的投影面积,用曳力系数CD代替范宁摩擦因子f。这样得:Р曳力系数CD是颗粒雷诺数Rep的函数,Rep的定义为:РCD—Rep关系图中的曲线1代表球形颗粒(jA=1),?该曲线按Rep的值可分为四个区域:Р(1)10-4<Rep<1,为层流区:? CD=24/Rep ?(2)1<Rep<1000,为过渡区: ? CD=18.5/Rep0.6?(3)1000<Rep<2×105,为湍流区:? CD≈0.44 ? (4)Rep>2×105,为湍流边界层区。曳力系数下降且呈现不规则的变化,CD大约保持在0.1左右。Р(二)颗粒的自由沉降与沉降速度?颗粒与流体相对运动时,根据牛顿第二定律:РFdРFgРFRР重力 Fg=pd3rsg/6Р浮力 Fd=pd3rg/6Р阻力 FR=CD(p/4)d2ru2/2Р固体粒子在流体中的受力:Р当合力为零时,粒子运动速度为常数,称沉降速度。Р代入CD,便得到球形颗粒沉降速度ut的计算式。Р(1)层流区Р(2)过渡区Р(3)湍流区Р沉降速度的计算:Р(1)试差法:先假设沉降在某一区,根据相应的公式计算沉降速度,然后检验Re数是否在该区域。这是最常用,最可靠的方法。Р(2)临界直径法Р(3)摩擦数群法Р两边乘以Rep2Р或两边乘以Rep-1Р[例3-1-1]直径为100mm的少量玻璃珠分散于20℃的清水中,?已知玻璃珠的密度rs=2500kg/m3,水的密度r=998.2kg/m3,?粘度m=0.001Pa.s。试求:(1)玻璃珠的沉降速度;(2)?若水以0.02m/s的速度向上流动,水中玻璃珠的绝对速度。?解:(1)少量玻璃珠分散于水中,其沉降运动可视为自由沉? 降。设沉降属层流,沉降速度为:Р校核Rep:Р可见层流假设成立。
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