重力沉降速度的基本方程式

1、重力沉降速度的基本方程式若球形顆粒的直徑為d(m)，密度為， 在密度為的氣體中沉降時，其在沉降 （鉛直）方向下受到： 重力 浮力 阻力 由于重力沉降速度為顆粒作等速運動時相對應(yīng)的速度，因此上述三力在鉛直方向上的合力為零，故 代入并化簡得： 上式即為重力沉降速度的基本方程式。說明：式中稱為阻力系數(shù)。它可表示為顆粒與流體相對運動時的雷諾數(shù)Ret的函數(shù)，即，其中 對于球形顆粒（球形度），可由下列公式計算： 滯流區(qū) 過渡區(qū) 湍流區(qū) 因此，將上述關(guān)系代入基本方程式，可得到各相應(yīng)區(qū)域重力沉降速度的計算公式為： 滯流區(qū) 過渡區(qū) 湍流區(qū) 對于非球形顆粒，可利用關(guān)系曲線圖查得。但應(yīng)注意：計算Ret時，式中球形直

2、徑d應(yīng)用顆粒的當(dāng)量直徑de代替。設(shè)降塵室的長度為lm，寬為bm ，高度為Hm。氣流通過降塵室內(nèi)的水平速度為u m/s，固體顆粒的沉降速度為ut，那么 氣體通過降塵室的停留時間： 顆粒沉降至室底所需沉降時間：當(dāng)顆粒的沉降時間小于或等于氣體在降塵室內(nèi)的停留時間，顆粒就可以從氣體中被分離出來。因此 通過降塵室氣體的處理量Vs可寫成為： (a)將式(a)改寫為代入得 (b)式中，Vs含塵氣體處理量， F沉降室的水平截面積，又稱沉降面積(F=bl), F沉降室的橫截面積，F(xiàn)=bH, 說明： Vs一定時，根據(jù)待處理固體顆粒的最小直徑求出ut，然后利用式(a)或式(b)可確定出沉降室的最小長度l（一定時）或

3、最小寬度b（l一定時）； 降塵室的處理能力（Vs）僅與沉降面積有關(guān)，而與降塵室高度無關(guān)。為提高降塵室的降塵室的捕集效率，可從降低氣流速度u，降低降塵室的高度及增大降塵室長度l或(或?qū)挾萣)方面入手。 為了防止粉塵的二次飛揚，保證顆粒在滯流狀態(tài)下自然沉降，氣流通過降塵室的實際速度應(yīng)在0.20.8m/s范圍內(nèi)選取。若設(shè)法使得氣流帶著顆粒作旋轉(zhuǎn)運動，由于顆粒的密度大于流體的密度，慣性離心力便會將顆粒沿切線方向甩出，使顆粒在徑向與流體了生相對運動而飛離中心。另一方面，顆粒周圍的流體對顆粒有一個指向中心的作用力，此作用力恰好等于同體積流體維持圓周運動所需的向心力，若與重力聲的情況相比，此作用力與顆粒在重力場中所受到的流體的浮力是相當(dāng)?shù)摹４送?，由于顆粒在半徑方向上與流體有相對運動，也就會受到阻力作用。若有一懸浮于密度為的流體中的球形顆粒，其直徑為d，密度為，顆粒隨流體繞半徑R(m)的圓周作旋轉(zhuǎn)運動，切向速度為，那么 據(jù)定義離心沉降速度為顆粒在徑向上相對對流體作等速運動的速度，因此，上述三力在徑向上的代數(shù)和應(yīng)為零，即 將上述各力代入并化簡得: 上述稱之為離心沉降速度基本方程式。若顆粒與流體的相對運動屬于滯流，那么則 與滯流時重力沉降速度相比較得 說明