Швидкості осадження
Розв’язок диференційного рівняння з метою визначення
приведемо рівняння до безрозмірного вигляду. Для цього розділимо всі його частини
на
Домножимо всі члени рівняння на безрозмірне співвідношення
(I.5.5)
З другого доданка викреслюємо символи диференціювання і напрямку (заміна n на неорієнтований в певному напрямку лінійний розмір l), після скорочення отримуємо:
(I.5.6)
де
постійна і залежить лише від форми частинки і називається коефіцієнтом
форми частинки
(I.5.6)
Безрозмірний комплекс
(I.5.7) називають числом Рейнольда
Він характеризує гідродинаміку потоку і є відношенням інерційних сил до сил тертя. Для зручності використовують обернене значення.
Аналогічним шляхом з першого доданку рівняння (I.5.5) отримаємо:
(I.5.8)
Домножимо вираз (I.5.8) на Re2 , отримаємо число Архімеда:
(I.5.8)
Воно характеризує відношення різниці сил тяжіння і виштовхуючох до виштовхуючої сили
число Архімеда (I.5.10)
Третій доданок рівняння (I.5.5) являє собою параметричний критерій , враховуючий співвідношення густин твердої частинки і рідини. Оскільки співвідношення густин враховується числом Архімеда, в рівнянні подібності, що описує процес осадження частинки, цей параметричний критерій самостійно звичайно не включають. Крім цього коефіцієнт форми частинки розміщують при числі Архімеда.
Таким чином за допомогою теорії подібності з диференційного рівняння (I.5.4) отримано критеріальне рівняння, що описує процес осадження частинок:
(I.5.11)
Для практичних розрахунків використовують наступні формули для різних режимів руху частинок:
- ламінарний при ,
(I.5.12)
- перехідний при , або
(I.5.13)
- турбулентний при , або
(I.5.14)