Характеристика частиц неправильной формы

Заранее было заготовлено достаточное количество водного раствора химически чистого хлорида цинка, который хранился в герметичной емкости при постоянной температуре.

Через каждые 2 ч работы контролировали плотность и вязкость раствора, залитого в сосуд установки, и при необходимости заменяли свежим. Благодаря этому свойства жидкости повышенной плотности в продолжение экспериментов практически не изменялись и в среднем составляли: .

При исследовании влияния формы частиц на критическую скорость условия падения частиц в сосуде внутренним диаметром 60 мм рассматривались как условия свободного падения, поскольку в наихудшем случае (стеклянные шарики мм) отношение диаметра частицы к диаметру сосуда составляло лишь 0, 1, а во всех остальных - еще меньше.

Эксперименты осуществлялись следующим образом. В стакан 2 (см. рис. 2.1, а), заполненный раствором хлорида цинка, через направляющую трубку 4 пинцетом забрасывали заранее смоченную в таком же растворе опытную частицу, (сухая частица увлекала с собой пузырек воздуха, что искажало результаты). Еще до момента достижения верхней риски 5 частица любой крупности и массы уже теряла ускорение и падала с равномерной (критической) скоростью. Время падения частицы от верхней до нижней риски фиксировали одновременно посредством двух секундомеров и записывали среднее значение.

Для стеклянных шариков каждой из восьми крупностей проводили 20 описанных опытов, высчитывали среднее арифметическое времени падения на участке в 1 м и среднюю критическую скорость. В большем числе опытов не было необходимости, так как средние результаты по первым и вторым десяти опытам давали практически полное совпадение.

С зернами дюнного песка и кварца опыты проводили аналогично, но по 40 раз для частиц каждой крупности и формы.

Таким образом, по исследованию влияния формы частиц проведено 760 отдельных опытов и на их основании получены 23 средних значения критической скорости свободного падения для частиц шаровой, компактной, удлиненной и плоской форм разной крупности. Эти значения можно считать вполне представительными.

На основе известных плотности и коэффициента кинематической вязкости жидкости, а также плотности, эквивалентного диаметра и критической скорости частиц вычисляли опытные значения Аг, Re, .

При исследовании влияния стесненности канала на конечную скорость сменные внутренние стеклянные трубы 7 (см. рис. 2.1, 6) обеспечивали шесть различных эквивалентных диаметров кольцевого зазора: = 48, 1; 42, 0; 36, 0; 24, 95; 15, 72; 6, 5 мм. Опыты по стесненному падению проводили со стеклянными шариками всех восьми крупностей по описанной выше методике, но с той разницей, что шарики забрасывали в кольцевой зазор между стенками стакана и внутренней трубкой. При минимальном эквивалентном диаметре = 6, 5 мм стеклянные шарики со средним эквивалентным диаметром = 6, 1; 5, 06; 4, 2 мм превышали ширину кольцевого зазора. Таким образом, исследовали 45 разных сочетаний и . Для каждого сочетания проводили 10 замеров времени стесненного падения шариков на измерительном участке в 1 м, определяли среднее арифметическое времени и среднюю скорость стесненного падения.

Всего проведено 450 отдельных опытов и на их основе получено 45 средних значений критической скорости стесненного падения для 45 сочетаний и .