Труды КНЦ (Технические науки вып. 7/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 7. С. 102-111 Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 7. P. 102-111 h,M А классы крупности кварца 0,2 / . / - — ■ — -0,125 +0,1 од — Л — -ОД +0,071 - О - -0,071 +0,04 0 V, м/с 04 0,001 0,002 0,003 о,с И,м 0,3 0,25 Л классы крупности магнетита (Н =0) \},£ 0,15 од п пч 1 - ■ — 0,125+0,1 мм • -0,071 мм п V, М/С 0 0,002 0,004 0,006 0,008 Рис. 1. Зависимость высотыожиженного слояразличных фракций крупности кварца и магнетитаот фиктивной скорости В качестве исходного выражения для описания расширения ожиженного слоя используем формулу О. Н. Тодеса [18]: Re = Аг*£4,75 18 + 0,6 *^А г * е 4’75 В результате преобразования этой формулы получено выражение зависимости порозности слоя от используемых критериев подобия и, как следствие, фиктивной скорости ожижающего потока: = ( 18*Re+0,36*Re Аг 2^0,21 т. е. исследуемая величина £ функционально зависит от чисел подобия Рейнольдса и Архимеда: г = f ( R e , A r ) . При расчете динамического коэффициента вязкости использована эмпирическая зависимость от температуры Пуазейля: ^ = 0 ,00183 /(1 + 0,0337 * t + 0,000221 * t 2) , где t — температура воды (°С). При этом высота ожиженного слоя связана с порозностью при данной фиктивной скорости зависимостью: (1-Ео) hM = (1-ЕЫ ) hn . Поскольку частицы имеют форму, отличную от сферической, то в расчетах использовались поправочные коэффициенты формы для кварца Ф = 1,33 и для магнетита Ф = 1,35. Наложение магнитного поля оказывает влияние только на изменение высоты ожиженного слоя магнетита. В проведенных экспериментах напряженность магнитного поля H варьировалась от 76 до 311 Э. В результате анализа установлено, что зависимости h от v как для кварца, так и для магнетита при различных напряженностях магнитного поля с достаточной степенью точности могут быть описаны линейными уравнениями. Для всех экспериментальных данных значение критерия R2 линейного тренда превышало 0,92, а средние значения были равны 0,975 для магнетита и 0,950 для кварца. Это дало основание использовать линейную аппроксимацию для нахождения эмпирической зависимости порозности от параметров процесса: = 4 18*йе+0,36*йе 2 0,21 Лг где K = 1 - а*Н — коэффициент, зависящий от напряженности вертикально ориентированного однородного магнитного поля Н Для немагнитных частиц кварца зависимость от Н отсутствует, и K = 1. £ £ © Олейник А. Г., Бирюков В. В., Никитин Р. М., 2023 106