Определить размеры продолговатых частиц угля (ρ1=1400 кг/м3) и плоских частиц сланца (ρ2 = 2200 кг/м3), оседающих с одинаковой скоростью 0,1 м/с в воде при температуре 17ºС.
Решение
Осаждение продолговатых частиц угля
Рассчитываем критерий Лященко для осаждения частиц по формуле:
Ly=ωoc13∙ρc2μc∙ρ1-ρc∙g,
где ωос1 - скорость осаждения частиц, м/с; ωос=0,1 м/с;
ρс – плотность среды, кг/м3; ρводы при 170С составляет 998,3 кг/м3 [7, c. 512];
μc - вязкость среды, Па·с; μводы при 170С составляет 1,083·10-3 Па·с [7, c. 514];
ρ1 - плотность осаждающихся частиц угля, кг/м3; ρ=1400 кг/м3.
Ly1=0,13∙998,321,083∙10-3∙1400-998,3∙9,81=233,52.
По справочной диаграмме находим (рис
. 1), что для частиц угловатой формы при значении Ly1≈234 значение критерия Архимеда (Ar1) составляет примерно 35000 [7, c. 95].
На основании установленного значения критерия Архимеда рассчитываем эквивалентный диаметр частиц угля, осаждающихся при указанных в задаче условиях:
dэ.1=3Ar1∙μc2(ρ1-ρc)∙ρc∙g=335000∙(1,083∙10-3)2(1400-998,3)∙998,3∙9,81=0,0022 м=2,2 мм.
Осаждение плоских частиц сланца
Расчет выполняем аналогично вышеизложенному, используя значение плотности частиц сланца 2200 кг/м3.
Ly2=0,13∙998,321,083∙10-3∙2200-998,3∙9,81=78.
По справочной диаграмме находим (рис