Fig. XIII.1. Căderea unui punct material în aer.
Sub acțiunea gravitației, P = mg, particula va cădea, rămânând pe axa x tot timpul. În primul moment al timpului, particula va cădea cu accelerația g, dar, deoarece aerul îi împiedică mișcarea, după o vreme particula va cădea fără accelerare - cu o viteză constantă. Astfel, viteza unei particule care se încadrează într-un mediu vâscos nu poate crește pe termen nedefinit, dar în decursul timpului atinge o anumită valoare maximă, care este conservată în timpul întregului timp de cădere.
Este evident că, dacă o particulă solidă este plasată în fluxul de aer ascendent, atunci la o anumită viteză a acestui flux, particula "atârnă" în ea, adică va fi agățat.
Rata fluxului de aer ascendent, la care particula solidă nu va avea o deplasare verticală, este egală cu rata constantă de incidență a particulei în aerul încă. Această viteză se numește viteza de trezire.
Două forțe acționează asupra particulelor solide: gravitatea P = mg. orientată în jos, și forța rezistenței la aer (k - coeficientul de proporționalitate), proporțională cu pătratul vitezei și direcționată în sus.
Când particula incidentă atinge o viteză constantă P = R și, de la
unde g este accelerația datorată gravitației, m / s 2.
Rezistența mediului la corpul care se mișcă în el poate fi reprezentată ca o dependență
unde c este un coeficient care este o funcție a numărului Re; F este zona de proiecție a corpului pe un plan perpendicular pe vectorul de viteză, m 2; - densitatea mediului (aer), kg / m3.
Prin urmare, coeficientul de proporționalitate k va fi:
dar viteza. (31.3)
Pentru valorile numărului Re <1 с достаточной для практики точностью можно принимать с = 24/Rе.
Înlocuind această valoare cu forma extinsă a numărului din (31.3), obținem:
Pentru o particulă care are forma unei sfere:
și, prin urmare, expresia (15.4) ia forma
unde d este diametrul particulelor, m; - densitatea materialului, kg / m3; - vâscozitatea dinamică a aerului, Pa.
Formula (31.5) este valabilă numai pentru particulele care au forma unei sfere și pentru valorile numărului Re Viteza particulelor care diferă în formă de sferă și care are dimensiuni mari este determinată de formule empirice valabile numai pentru o anumită formă a particulelor materialului dat. Pentru a determina viteza rătăcirii materialelor sau deșeurilor din lemn, există mai multe formule empirice, dintre care una, propusă de Academia de Silvicultură din Leningrad numită după SM Kirov, are forma unde a este un coeficient care depinde de forma particulelor: pentru o secțiune transversală pătrată a = 1,1, cu o secțiune transversală dreptunghiulară a = 0,9; h este grosimea particulei, mm; rv - densitatea aerului, kg / m 3. Viteza de pornire. O singură particulă situată pe suprafața interioară a secțiunii orizontale a conductei, la o anumită viteză a fluxului de aer, se deplasează de la locul său și începe să se deplaseze de-a lungul lungimii canalului. Viteza minimă a mișcării aerului, la care particula începe să se deplaseze, se numește viteza de pornire. LS Klachko pentru viteza de mișcare recomandă următoarea formulă: unde viteza de deplasare a particulelor este m / s; rm este densitatea materialului, kg / m3. În momentul pornirii, se creează o anumită presiune pe suprafața frontală a particulei îndreptate către vectorul de viteză a aerului, iar în partea inferioară va fi mai mare decât pe cea superioară. Cu viteza de mișcare a aerului, cu cât este mai mare viteza de pornire, forța de ridicare poate depăși forța gravitației, iar apoi particula se va detașa de suprafața peretelui conductei și va apărea în fluxul de aer. Când presiunea din partea de jos și de sus a particulei devine aceeași, particula începe să coboare și apare din nou pe suprafața peretelui canalului - se va atinge. Apoi, imaginea mișcării particulei se va repeta. O creștere suplimentară a vitezei de curgere duce la o creștere a distanței de la o atingere la alta. Viteza relativă. Fiind în fluxul de aer, particulele solide se deplasează cu o viteză mai mică decât viteza de mișcare a aerului. Raportul dintre viteza particulei în fluxul de aer și viteza de mișcare a aerului se numește viteza relativă: unde viteza particulei solide a materialului, m / s, este viteza de deplasare a aerului, m / s. În momentul inițierii particulei, viteza relativă este zero. La o viteză de mișcare a aerului, o viteză mai mare de pornire, viteza relativă A este întotdeauna mai mică decât una. O creștere a vitezei mișcării aerului conduce la o creștere a vitezei relative și la o creștere mai stabilă mișcarea unei particule în fluxul de aer. La o anumită viteză de mișcare a aerului în secțiunea orizontală a conductei, numită viteză critică, viteza relativă A obține valoarea maximă. Viteza critică a aerului pentru secțiunea orizontală a conductei depinde de forma și dimensiunea particulelor, densitatea, concentrația amestecului și densitatea aerului. Transportarea vitezei. Viteza de mișcare a aerului în conducta, la care este transportat materialul, se numește viteza de transport. Această viteză ar trebui să fie oarecum mai mare decât viteza critică. Pentru a găsi viteza de transport a materialelor lemnoase și a deșeurilor LTA denumite după SM. Kirov a propus următoarea formulă empirică: unde - viteza de transport a mișcării aerului în secțiunea orizontală a conductei, m / s; c este un coeficient care ia în considerare scăderea vitezei de mișcare a materialului în rezistențele locale ale sistemului (coturi, teuri și alte elemente ale sistemului); pentru sistemele intrashop cu dispunerea frecventă a coturilor c = 1,1. 1.15, pentru sisteme interdepartamentale de până la 30 m lungime cu c = 1.05 1.1, lungime mai mare de 30 m c = 1; - debitul masic al amestecului egal cu GM / Gb; - reciprocitatea vitezei medii relative 1 / A; b - coeficient, în funcție de tipul de material transportat. Formula (31.9) se aplică numai lemnului împrăștiat la. Atunci când se transportă un amestec de aer și material de-a lungul secțiunilor verticale ale sistemului de canale la aceeași viteză ca și orizontală, acțiunea gravitației particulelor în mișcare conduce la o creștere a concentrației amestecului în secțiunile verticale. O creștere a concentrației amestecului va avea loc în mod continuu. În același timp, concentrația poate depăși în mod semnificativ concentrația calculată, ca urmare a faptului că secțiunile verticale ale conductei sunt blocate de materialul transportat. Cu cât este mai mare înălțimea secțiunii verticale, cu atât este mai probabil să fie înfundată. Blocarea secțiunilor verticale este facilitată și de faptul că fiecare dintre acestea este precedată de o ramură în care viteza de mișcare scade Pentru a preveni conectarea secțiunilor verticale ale conductelor, viteza amestecului în ele. ar trebui să fie mai mare decât viteza de mișcare în secțiuni orizontale cu valoarea vitezei de rotație Creșterea vitezei de mișcare în secțiunile verticale se realizează prin reducerea secțiunii transversale a acestora. Trecerea de la o secțiune mai mare la una mai mică ar trebui făcută la capătul secțiunii orizontale precedentă celei verticale, astfel încât, după trecerea la ieșire, rămâne un sit de stabilizare cu o lungime egală cu cinci sau șase diametre ale conductei. Cheltuielile energetice ale fluxului în creștere a materialului transportat. Când materialul transportat trece de jos în sus de-a lungul secțiunilor verticale ale conductelor, se lucrează pentru a ridica materialul. Scrieți ecuația de putere: unde Lv - debitul de volum al aerului, m 3 / h; - pierderea presiunii pentru ridicarea materialului. Pa; GМ - consumul de masă al materialului, kg / h; z - înălțimea de ridicare, m. Prin urmare, căderea de presiune pe ascensorul de materiale unde este debitul masic al amestecului; Deoarece viteza de ridicare a materialului este mai mică decât viteza de mișcare a aerului și este egală cu, corecția pentru diferența de viteză a mișcării materialului și a aerului trebuie introdusă în formulă. Cu corecția vitezei, formula (31.12) ia forma unde este viteza de mișcare a aerului în fluxul ascendent vertical, m / s; - viteza de proiectare a materialului, m / s; - viteza de înfășurare, m / s.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: