Диаметрлері белгілі тамшылардың шөгу жылдамдығын анықтау.

Тамшылардың шөгуі кезіндегі ламинарлық режим аймағы Re-параметрінің келесі мәндерімен сипаттаймыз:

10^-6 ≤Re≤2

Осы режимдегі (яғни ламинарлық) тамшылардың қозғалыс аймағындағы гидравликалық кедергі коэффициенті мынаған тең:

ξ ₀ = 24/Re, Re=A_г /18

Re- критериінің шектік мәнін қолдана отырып тамшылар шөгуінің ламинарлық режим аймағындағы Архимед критериінің А_г шектік мәнін анықтаймыз:

18*10^-6 < A_г ≤36

және тұнудың ауыспалы (яғни, бір режимнен келесі режимге өту) режим аймағын анықтаймыз. 2<Re≤500,

Тамшылардың тұну аймағындағы гидравликалық кедергі коэффициенті Аллен формуласымен анықталынады:

ξ ₀ =18,5/Re^0,6

Осыдан, Re= A_г ^0,714 / 6,545

Тамшылар шөгуінің ауыспалы режим аймағындағы Архимед критериінің A_г шектік мәні төмендегідей:

36<A_г≤ 83,3*10³

Өйткені: Re= , мұндағы:

- тұтас ортаға қатысты жекелеген бөлшектердің қозғалыс жылдамдығы

- тұтас ортаның тығыздығы

d – бөлшектердің диаметрі

- тұтас ортаның тұтқырлығы

Бөлшектердің диаметрлері және Re мәні белгілі болған жағдайда:

Осыдан, ламинарлық режим аймағында бөлшектердің шөгу жылдамдығы:

Шөгудің (тұнудың) ауыспалы режим аймағында

Сонымен, тамшылардың диаметрлері белгілі болған кезде еркін шөгудің жылдамдығын есептеу үшін, ең алдымен, Архимед критериін есептейді:

– дисперсті фазаның тығыздығы (бөлшектер, тамшылар)

және Архимед кртитериінің шектік шарты бойынша тамшылардың шөгу жылдамдығын анықтайды.

Есеп 6.1

Мұнайдағы 9 өлшемдегі су тамшыларының еркін шөгу жылдамдығын есептеу керек? Мұнайдың тұтқырлығы =3мПа*c, тығыздығы =820кг/м³. Су тамшыларының өлшемдері (су тығыздығы 1100 кг/м³) келесідегідей:10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 200 мкм.

Шешімі:

Су тамшысының диаметрін 20 мкм деп аламыз.

Әуелі Архимед критериін -А_г анықтаймыз:

А_г=(20*10^-6)³ *820*(1100-820)*9,81/ (3*10^-3)² = 20,021*10^-4

яғни, 18*10^-4 <20,021*10^-4<36 аралығында болғандықтан, онда

= (20,021*10^-4 *3*10^-3 )/(18*820*20*10^-6)=2,03*10^-5 м/с = 7,3см/сағ.

6.2-кестеден көрініп тұрғандай, диаметрі 50мкм су тамшысы сағатына 46 сантиметр жылдамдықпен шөгеді, яғни егер тұндырғышта 3 сағат бойы аз суланған мұнай тұндырылса, онда диаметрі 50 мкм тамшылар 46*3=1,38м-ге төмен түседі.

6.2-Кестеге есептеу нәтижелерін енгіземіз

Су тамшысының диаметрі, мкм	Аг критериі	Еркін шөгу жылдамдығы, см/сағ
10 20 30 40 50 60 80 100 200	2,503*10-4 20,021*10-4 67,571*10-4 1,6017*10-2 3,1283*10-2 5,4057*10-2 12,8135*10-2 0,2503 2,0021	1,8 7,3 16,4 29,5 45,9 65,9 117,2 183,1 732,5

Есеп 6.2

Эмульсияның сулану көрсеткіші 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 %. Алдыңғы есептің шарты бойынша бір-біріне кедергі келтіріп қыстырыла тұнған су тамшыларының шөгу жылдамдығын есептеу керек?

Шешімі:

Зерттеулер көрсеткендей, дисперсті фазалардың көлемдік үлесі 5% жоғары мөлшерде болғандағы тамшылардың қысыла шөгу (немесе қалқып шығу) жылдамдығын есептеу керек.

^4,7

В-бірлік үлестегі эмульсияның сулануы,

6.3- Кестеге есептеулер нәтижесін енгіземіз

Су тамшысының диаметрі, мкм	Әр түрлі сулану жағдайындағы-(%) шөгу жылдамдығы (см/сағ)
	5	10	20	30	40	50	60	70
10 20 30 40 50 60 80 100 200	1,41 5,74 12,89 23,18 36,07 51,78 92,09 143,88 575,59	1,10 4,45 10,00 18,01 27,97 40,16 71,43 111,59 446,43	0,63 2,56 5,75 10,34 16,08 23,09 41,06 64,15 256,64	0,34 1,37 3,07 5,52 8,59 12,33 21,92 34,25 137,01	0,16 0,66 1,49 2,67 4,16 5,97 10,82 16,60 66,39	0,07 0,28 0,63 1,13 1,77 2,54 4,51 7,04 28,18	0,02 0,10 0,22 0,40 0,62 0,89 1,58 2,47 9,87	0,006 0,03 0,06 0,10 0,16 0,23 0,41 0,64 2,55

Мысалы: егер тамшы диаметрі 50мкм-ге тең болса, онда сулану жағдайы 50% -ға тең эмульсиядағы тамшылардың еркін шөгу жылдамдығы = 45,9см/сағ, ал тығыз шөгу жағдайындағы шөгу жылдамдығы см/сағ тең, яғни тамшылардың еркін тұну жылдамдығынан 26 есе кіші.