аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

188 Часть 5
В работе (Drahos et al. 1982), в которой изучалось газораспределение в НЗС
при D/d от 8,2 до 22,9, на основе статистического анализа локальных скоростей
газа в НЗС предложены эмпирические зависимости для двух характерных точек
слоя – центра W ц
и точки с максимальной скоростью вблизи стенки W max
.
Авторы полагают, что предложенные ими уравнения позволяют прогнозировать
упрощенный профиль скорости в НЗС для интервала значений D/d от
5 до 75, хотя исследованный ими диапазон значений D/d примерно в 3 раза
меньше. Кроме того, число контрольных точек по радиусу аппарата в этой
работе не всегда было достаточным для точной оценки W max
. Методическим
недостатком этих опытов является также принятое постоянство расстояния
датчика скорости над слоем независимо от d.
К общим недостаткам всех рассмотренных работ можно отнести, как правило,
недостаточную статистическую представительность и случайный характер
единичных профилей скорости, полученных для какой-то одной высоты
слоя. Практически ни одно из предложенных уравнений в силу отмеченных
причин не позволяет достоверно прогнозировать реальный профиль скорости
в НЗС. Между тем, флуктуации локальных скоростей в поперечном сечении
и по высоте слоя, в частности, приводят к значительному (до 2 раз) разбросу
значений времени пребывания газа, проходящего через разные зоны зернистого
слоя (Moscicka et al. 1976a).
5.2.2. Концепция структурной модели
В свете теории масштабирования аппаратов с зернистым слоем (Розен и др.
1980), в основу которой положено представление о гидродинамической природе
масштабного фактора, представляет интерес проверка гипотезы об определяющем
влиянии распределения локальной порозности на поле скоростей
газового потока в зернистом слое.
Рассмотрим течение газового потока в аппарате, заполненном зернистым
слоем с заведомо различной порозностью. Пусть одна половина аппарата
заполнена зернами с порозностью ε 1
, а другая половина – зернами с порозностью
ε 2
. В этом случае исходя из гипотезы о неразрывности потока для
выделенных двух частей аппарата и с учетом результатов работы (Пушнов и
др. 2007) можно записать следующее соотношение, связывающее локальные
удельные расходы потока в указанных зонах W 1
и W 2
со значениями потери
напора ∆Р 1 и ∆Р 2 в соответствующих зонах аппарата, имеющих различную
порозность ε 1 и ε 2 :
(5.1)