![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Влияние и учет реальной формы частиц
Реальные частицы породного шлама не имеют идеальной сферической формы. Чем больше форма частицы отличается от сферической, тем сильнее нарушается симметрия обтекания, тем большее сопротивление встречает частица при движении в среде. Критическая скорость частиц неправильной формы всегда меньше скорости шаров равных объема и массы в равных условиях. По нашим наблюдениям во время полевых работ по бурению с продувкой, расчет требуемой скорости восходящего потока воздуха, проведенный по законам для шаровидных частиц, дает завышенные значения. Эксперименты по изучению влияния формы частиц на критическую скорость проводились многими исследованиями. Только для тел ряда правильных геометрических форм (куб, тетраэдр, октаэдр и др.) с гладкой поверхностью были установлены четкие зависимости коэффициента сопротивления от критерия Рейнольдса, принимавшиеся во внимание при расчетах. Неправильные формы бесконечно разнообразны, что усложняет задачу. Многочисленными исследованиями, в особенности обширными и тщательными экспериментами Р. Ричардса и затем П. В. Лященко, доказано, что законы движения шара в среде вполне применимы для расчета движения тел неправильной формы, при использовании найденных на основании опыта поправочных коэффициентов. В настоящее время частицы неправильной формы условно делят на округленные (окатанные), угловатые (кубоподобные), удлиненные (продолговатые) и плоские (пластинчатые). Большое влияние оказывает фактор субъективности при оценке формы частицы. Так, Риттингер, Успенский, Лобаев и другие не выделяют угловатую форму в отдельную группу, Пернолет и Грэй не признают угловатых и удлиненных форм, Месснер для всех форм рекомендовал общий средний коэффициент к скорости витания 0, 75. Существуют расхождения и в том, к какой из указанных групп отнести зерна того или иного минерала. Так, форму зерен каменного угля относят к продолговатой, угловатой, угловато-округленной и даже к округленной, кварца - к округленной, угловатой, продолговатой и пластинчатой. Нет оснований заранее приписывать породам и минералам определенную форму зерен. Тем более что на нее оказывает влияние процесс разрушения породы и транспортирования шлама. Только из наблюдений в конкретных условиях можно отнести частицы образующегося при бурении шлама к той или иной форме. Выделение четырех неправильных форм частиц не вполне оправдано. Между округленной (окатанной) и угловатой (кубоподобной) формами нет принципиальной разницы. Если при плоской (пластинчатой) форме один из размеров существенно меньше, а при удлиненной (продолговатой) больше двух других, то при округленной и угловатой формах все три размера близких между собой. Четких критериев различия нет, и речь может идти только о степени окатанности. Целесообразно объединить обе эти формы под названием «компактной» («изометрической») За характерный размер частицы неправильной формы при расчете критической скорости принимают так называемый эквивалентный диаметр, Поправочные коэффициенты формы Попытка предложить аналитическое выражение критической скорости для частиц любой формы предпринята В. В. Алексеевым; и Э. Риосом. Приравнивая выражения для движущей силы веса частицы в среде и силы сопротивления среды действующей на миделевое (наибольшее) сечение частицы неправильной формы авторы получают формулу, в соответствии с которой критическая скорость В табл. 3.1 сведены опытные значения коэффициента формы Для проверки и уточнения имеющихся данных экспериментально исследовалось свободное падение стеклянных шариков восьми классов крупности и минеральных частиц трех основных форм и трех классов крупности в жидкости повышенной плотности. На рис. 3.1 графически представлены в логарифмической шкале опытные зависимости между коэффициентом сопротивления по Рэлею
Каждая из опытных точек для частиц неправильной формы является результатом - 40, а для стеклянных шариков - 20 отдельных замеров. Кривые построены интерполированием.
Таблица 2.1
|