аэродинамика воздухоочистных устройств с зернистым слоем

242 Часть 6
ккал/(м·ч·°С), D – диаметр аппарата, м; Re э
= W 0
∙d э
/(ε∙ν) – число Рейнольдса,
W 0 – фиктивная скорость газа в расчете на полное сечение пустого аппарата,
м/с; d э = 4ε/S з – эквивалентный диаметр зерна, м; ε – порозность (доля свободного
объема) зернистого слоя, м 3 /м 3 ; ν – кинематическая вязкость газа, м 2 /с;
S 3
– удельная поверхность зерен в единице объема зернистого слоя, м 2 /м 3 .
Установленную Каганом (Каган 1966; Гельперин, Каган 1984) закономерность
для оценки границ вязкого режима течения проверяли последующими
независимыми опытами по изучению потери напора ∆Р в аппарате диаметром
D = 52 мм. Величину ∆Р измеряли при высоте зернистого слоя в аппарате, равной
1 м, с точностью ±1,5%. Схема опытной установки и методика измерения
∆Р были описаны выше (см. рис. 6.2). Исследовали зерна следующих размеров:
уголь СКТ-2 в виде цилиндриков со средним диаметром 1,5 мм и высотой
5,13 мм; неплатиновый катализатор КН-К8 в виде таблеток со средним диаметром
6,1 мм и высотой 5,85 мм. Для сравнения испытывали также керамические
и металлические кольца Рашига размером соответственно 10×10×2 мм
и 10×10×1 мм (диаметр × высота × ширина кольца). В качестве рабочего газа
использовали воздух. Опыты проводили при абсолютном давлении воздуха
Р = 1003 мбар и температуре 25°С.
Результаты измерения гидравлического сопротивления приведены на
рис. 6.5 в виде зависимости ∆Р, отнесенной к 1 погонному метру зернистого
слоя, от фиктивной скорости газа W 0
в логарифмических координатах. Как
видно из рисунка, для всех испытанных зерен представленная зависимость до
определенного предела описывается прямыми линиями. Отклонение этих кривых
от прямой линии указывает на границу режима течения с преобладанием
P, П а/м
10 4
4
2
10 3 8
6
4
2
10 2 10 –1
1
2
3
5
2 4 6 8 10 0 2
W 0 , м/c
4
Рис. 6.5. Зависимость величины ∆Р, отнесенной
к 1 погонному метру зернистого слоя, от
фиктивной скорости газа W 0 , полученная по
результатам наших опытов в аппарате D =
52 мм (кривые 1–4) и опытным данным работы
(Голубев 1960) в аппарате D = 60 мм
(кривая 5): 1 – активированный уголь СКТ-
2 размером 1,5×5,13 мм; 2 – неплатиновый
катализатор КН-К8 размером 6,1×5,58 мм;
3 – керамические кольца Рашига размерами
10×10×3 мм; 4 – металлические кольца Рашига
размерами 10×10×1 мм; 5 – таблетки катализатора
гидрирования бензола диаметром
5 мм и высотой 10 мм по данным работы Голубева
(1960)