重力沉降速度的基本方程式(材料特制).doc

重力沉降速度的基本方程式 若球形颗粒的直径为 d(m)，密度为处, 在密度为Q的气体中沉降时，其在沉降 (铅直)方向下受到:   力在铅直方向上的合力为零，故 Fg Fb Fd 0 代入并化简得: 上式即为重力沉降速度的基本方程式。 说明: 称为阻力系数。它可表示为颗粒与流体相对运动时的雷诺数 Ret dUt 18.5  因此，将上述关系代入基本方程式，可得到各相应区域重力沉降速度的计 算公式为: 湍流区  计算Ret时，式中球形直径 d应用颗粒的当量直径 de代替。 设降尘室的长度为Im，宽为bm，高度为Hm。 气流通过降尘室内的水平速度为 u m/s,固体 颗粒的沉降速度为 ut，那么 l 气体通过降尘室的停留时间： u H t — 颗粒沉降至室底所需沉降时间： ut 当颗粒的沉降时间 小于或等于气体在降尘室 内的停留时间 ，颗粒就可以从气体中被分离 出来。因此 u ut 通过降尘室气体的处理量 Vs可写成为： Vs F'u bHu Vs bH 丄 ut blut Fut H (b) 3, m /s 式中，Vs 含尘气体处理量， F—— -沉降室的水平截面积, 2 又称沉降面积 （F=bl）, m F' 沉降室的横截面积， , 2 F' =bH, m 说明： 1. Vs 一定时，根据待处理固体颗粒的最小直径求出 ut,然后利 用式（a）或式（b）可确定出沉降室的最小长度 I （H—定时）或最小宽度 b （l 一定时）； 2. 降尘室的处理能力（Vs）仅与沉降面积有关，而与降尘室高度 H无关。为提高降尘室的降尘室的捕集效率，可从降低气流速度 u,降低 降尘室的高度H及增大降尘室长度 I或（或宽度b）方面入手。 3. 为了防止粉尘的二次飞扬，保证颗粒在滞流状态下自然沉降， 气流通过降尘室的实际速度应在 0.2~0.8m/s范围内选取。 若设法使得气流带着颗粒作旋转运动，由于颗粒的密度大于流体的密度， 惯性离心力便会将颗粒沿切线方向甩出， 使颗粒在径向与流体了生相对运 动而飞离中心。另一方面，颗粒周围的流体对颗粒有一个指向中心的作用 力，此作用力恰好等于同体积流体维持圆周运动所需的向心力， 若与重力声的情况相比，此作用力与颗粒在重力场中所受到的流体的浮力是相当 的。此外，由于颗粒在半径方向上与流体有相对运动， 也就会受到阻力作 用。 若有一悬浮于密度为 的流体中的球形颗粒， 其直径为d,密度为 s，颗粒随流体绕半径 R(m)的圆周作旋转运动，切向速度为 Ut，那 么 2 .3 UT —d s — 6 R 2 L / UT F 向—d — 6 R 2 匸 *2 Ur F阻 一d —— 4 2R 据定义离心沉降速度为颗粒在径向上相对对流体作等速运动的速度，因 此，上述三力在径向上的代数和应为零，即 将上述各力代入并化简得 Ur 4d( s ) uJ 3 R  上述称之为离心沉降速度基本方程式。 若颗粒与流体的相对运动属于滞流，那么 d ( s )UT 则 U1 18 R