福州大学化工原理电子教案颗粒沉降与流态化 2颗粒的沉降运动 521流体对固体颗粒的绕流 前几章讨论静止的固体壁面对流体流动的阻力及由此产生的流体的机械能损失(习惯称为阻力损失)。 本节将着重讨论流体与固体颗粒相对运动时流体对颗粒的作用力一曳力 流体与固体颗粒之间的相对运动可分为以下三种情况: ①颗粒静止,流体对其做绕流: ②流体静止,颗粒作沉降运动; ③颗粒与流体都运动,但保持一定的相对运动 上述三种情况,只要颗粒与流体之间的相对运动速度相同,流体对颗粒的作用力 曳力(即阻力)在本质上无区别,都是由于两者间相对运动造成的阻力。因此,可以第(1)种情况(绕 流)为例来分析颗粒相对于流体作运动时所受的阻力。 (1)两种曳力一表面曳力和形体曳力 回顾第1章流体沿固体壁面流过的阻力氛围两类:表皮阻力(即表面摩擦阻力) 和形体阻力(边界层分离产生旋涡),绕流时颗粒受到流体的总曳力F=表面曳力+形体曳力 FD与流体p、μ、相对流速u有关,而且受颗粒的形状与定向的影响,问题较为 复杂。至今,只有几何形状简单的少数情况才可以得到FD的理论计算式。例如,粘性流体对球体的低速 绕流(也称爬流)时FD的理论式即斯托克律( Stokes)定律为: FD 当流速较高时, Sokes定律不成立。因此,对一般流动条件下的球形颗粒及其其他形状的颗粒,F的 数值尚需通过实验解决。 (2)曳力(阻力)系数 对球形颗粒,FD=F(dp,,pD,A)用因次分析并整理后可得 FD = cAp P(Rep) d 5与Rep关系的实验测定结果见图。福州大学化工原理电子教案 颗粒沉降与流态化 - 1 - 5.2 颗粒的沉降运动 5.2.1 流体对固体颗粒的绕流 前几章讨论静止的固体壁面对流体流动的阻力及由此产生的流体的机械能损失（习惯称为阻力损失）。 本节将着重讨论流体与固体颗粒相对运动时流体对颗粒的作用力—曳力。 流体与固体颗粒之间的相对运动可分为以下三种情况： ① 颗粒静止，流体对其做绕流； ② 流体静止，颗粒作沉降运动； ③ 颗粒与流体都运动，但保持一定的相对运动。 上述三种情况，只要颗粒与流体之间的相对运动速度相同，流体对颗粒的作用力 —曳力（即阻力）在本质上无区别，都是由于两者间相对运动造成的阻力。因此，可以第（1）种情况(绕 流)为例来分析颗粒相对于流体作运动时所受的阻力。 （1）两种曳力—表面曳力和形体曳力 回顾第 1 章流体沿固体壁面流过的阻力氛围两类：表皮阻力（即表面摩擦阻力） 和形体阻力（边界层分离产生旋涡），绕流时颗粒受到流体的总曳力 FD =表面曳力+形体曳力。 FD 与流体  、  、相对流速 u 有关，而且受颗粒的形状与定向的影响，问题较为 复杂。至今，只有几何形状简单的少数情况才可以得到 FD 的理论计算式。例如，粘性流体对球体的低速 绕流（也称爬流）时 FD 的理论式即斯托克律（Stokes）定律为： FD = 3dpu 当流速较高时，Sokes 定律不成立。因此，对一般流动条件下的球形颗粒及其其他形状的颗粒， FD 的 数值尚需通过实验解决。 （2）曳力（阻力）系数  对球形颗粒， = ( , , , ) FD F dp u   用因次分析并整理后可得 2 D P 2 1 F = A u (Re )  =  P  dpu Re P =  与 Re P 关系的实验测定结果见图