第5章颗粒的沉降和流态化【例1】落球粘度计。使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降测定液体的粘度。现有密度为8010kg/m3、直径0.16mm的钢球置于密度为980kg/m3的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm。测得小球的沉降速度为1.70mm/s，试验温度为20℃，试计算此时液体的粘度。测量是在距液面高度1/3的中段内进行的，从而免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。当颗粒直径d与容器直径D之比d/D＜0.1，雷诺数在斯托克斯定律区内时，器壁对沉降速度的影响可用下式修正：u'tut12.104dD式中u't为颗粒的实际沉降速度；ut为斯托克斯定律区的计算值。3d0.161038102解：D210utu't12.104dD1.7010312.1048103－3=1.73×10m/s可得223dg0.161080109809.81s318ut181.7310=0.0567Pa·s校核颗粒雷诺数Retdu't0.161031.70100.056739804.70103上述计算有效。2【例2】拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为10m，宽和高均为2m。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为2.6×10－5Pa·s；固体的密度为3000kg/m3；降尘室的生产能力为3m3/s。试求：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；2）粒径为40μm的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10μm的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？解：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为utVsbl3100.3m/s由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数Ret无法计算，故需采用试差法。假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即518u5182.6100.3td6.9110ming30009.81sm69.1μm核算沉降流型15dminut6.91100.30.750.59852.610Ret原设在滞流区沉降正确，求得的最小粒径有效。2）40μm颗粒的回收百分率假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40μm颗粒的回收率也可用其沉降速度u't与69.1μm颗粒的沉降速度ut之比来确定，在斯托克斯定律区则为2回收率=u't/ut=(d'/dmin)=(40/69.1)2=0.335即回收率为33.5%。3）需设置的水平隔板层数由上面计算可知，10μm颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即ut226dg101030009.81s518182.6106.29103m/s所以nVsblut11036.29103146.69，取47层隔板间距为hHn124710.042m核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间，则气体的流速为uVsbH3220.75m/s...