аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

Аэродинамическое моделирование аппаратов с неподвижным зернистым слоем 195
первый слой – пристенная область шириной 0 < Y/d ≤ 0,3 – байпасный канал у
квазишероховатой стенки аппарата, границей которого является координата
максимума скорости в зернистом слое в соответствии с установленным
ранее статистически представительным профилем скорости (Гельперин и
др. 1984);
второй слой – промежуточная зона 0,3 < Y/d ≤ 2 – зона, в которой имеет место
эффект эжекции и происходит постепенное перестроение потока;
третий слой – центральная часть аппарата с НЗС при Y/d > 2 – полностью изотропная
квазигомогенная среда.
Такая модель зернистого слоя позволяет чётко определить и физически обосновать
размеры центральной части зернистого слоя, в пределах которой зерна
произвольно ориентированы в пространстве, а их различные положения равновероятны.
В этой области НЗС обладает макроскопическим свойством изотропности
в том смысле, что его характеристики (порозность, проницаемость,
извилистость и др.) не зависят от направления осей координат, и поэтому может
рассматриваться как изотропная система. Профиль скорости в пределах
этой области зернистого слоя плоский.
Вся оставшаяся часть НЗС, расположенная в пристенной области аппарата
и испытывающая организующее воздействие стенок аппарата на структуру
укладки, а, следовательно, и на газораспределение, с полным основанием может
быть отнесена к неизотропной части зернистого слоя.
Таким образом, в расчетном отношении применительно к контактным и адсорбционным
аппаратам изложенную выше 3-слойную модель можно еще более
упростить. Выделим в зернистом слое две характерные области (см. рис. 5.7):
1-я область – пристенная часть НЗС шириной 2d;
2-я область – центральная часть НЗС шириной 4d.
Будем называть эту двухзонную модель структурной. Схема структурной
модели контактных и адсорбционных аппаратов представлена на рис. 5.7.
Предлагаемая структурная модель базируется на реальной структуре зернистого
слоя и на усредненном профиле скорости в НЗС. Вместе с тем она
абстрагируется от них, поскольку основывается на дифференциальном отношении
к характеристикам зернистого слоя и основным параметрам технологического
процесса в аппарате по двум условно выделенным областям –
и
. Причем каждый из этих параметров
является интегральным в пределах соответствующей области.
Обозначим Y/d = z. Доля зернистого слоя, приходящаяся на пристенную
область, очевидно, составляет:
(5.7)