Диференційне рівняння осадження частинок під дією сили тяжіння
ГАЗООЧИЩЕННЯ
В процесах осадження зависла частинка переміщується в рідині (газі) під дією різних сил. Розглянемо частинку довільної форми (рис.І.5.1). На частинку діють: сила тяжіння G, сила виштовхування (Архімедова сила) A,сила тертя S.
Об'єм частинки пропорційний лінійному розміру в третій степені
де - лінійний розмір частики;
(2.1.1)
с1 - коефіцієнт, залежить від форми частинки.
Якщо позначити густини частинки і рідини (газу) відповідно ρт і ρг , то сили, що діють на частинку, будуть визначатися рівняннями:
Рис.І.5.1 До виводу диференційного рівняння осадження частинки під дією сили тяжіння
Під дією цих сил частинка переміщується в газі (рідині), при цьому на одиницю поверхні частинки зі сторони оточуючого середовища діють сили тертя, що визначаються законом Ньютона-Петрова:
де m - коефіцієнт в'язкості;
- зміна швидкості руху середовища в напрямку, нормальному до поверхні частинки
Сума сил тертя S ,діюча на всю частинку, залежить від поверхні частинки с2 l2 (де с2-коефіцієнт, що враховує форму частинки). Відповідно, сума сил :
(2.1.2)
(2.1.3)
На основі другого закону механіки, рівнодіюча сил тяжіння, Архімедові сили і сили тертя рівна масі частинки, помножений на прискорення, і, відповідно: (2.1.4)
Отримане рівняння (2.1.4) є диференційним рівнянням осадження частинки під дією сили тяжіння.