при увлечении капли воздушным потоком может быть представлена в
виде
F
соп
=
cfρ
v
· |
v
|
2
,
где
f
— площадь миделева сечения частицы;
ρ
— плотность газа. Коэф-
фициент сопротивления капли
c
=
f
(
Re
)
зависит от скорости обдува
капли воздухом, что учитывается значением числа Рейнольдса Re [3].
Для малых значений числа Рейнольдса
(
Re
<
1)
в методе седимен-
тометрии применяется формула Стокса, тогда
c
= 24
/
Re. Но при
воздействии на струю распыленной жидкости направленным потоком
воздуха правильнее применять формулу Вырубова [4] для
n
= 14
(10
<
Re
<
500)
:
c
=
n
√
Re
.
Из уравнения (1) рассчитаем изменение положения капли с тече-
нием времени
t
по осям координат, обозначая
k
=
cfρ
2
m
,
⎧⎪⎪⎪⎪⎨
⎪⎪⎪⎪⎩
x
(
t
) =
1
k
ln(1 +
kv
0
t
cos
α
);
y
(
t
) =
ωt
+
ln(1 +
kt
(
v
0
sin
α
−
ω
))
k
при
v
y
< ω
;
y
(
t
) =
ωt
−
ln(1
−
kt
(
v
0
sin
α
−
ω
))
k
при
v
y
ω.
При расчете коэффициента
c
сопротивления капли диаметром от
20 до 100 мкм при обдуве поперечным потоком воздуха число Re ме-
нялось в интервале от 20 до 150. На рис. 1 показано сепарирующее
действие воздушного потока: наиболее мелкие капли первыми увлека-
ются воздушным потоком по более крутой траектории, а капли бoль-
шего размера, имеющие б´oльшую массу, движутся по пологой тра-
ектории и улетают на максимальное расстояние от распылителя. Зная
начальную скорость
v
0
движения капли, по предложенной математиче-
ской модели можно определить оптимальное положение оптических
сечений для расчета масс капель из регистрируемого коэффициента
ослабления.
При распространении электромагнитного излучения (света) в слое
капель распыленной жидкости протяженностью
Δ
H
его мощность на
выходе меняется в соответствии с законом Бугера:
P
=
P
0
exp
{−
K
Δ
H
}
,
где
K
— показатель ослабления, характеризующий ослабление света
единичным объемом среды, содержащим
c
независимо рассеивающих
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2007. № 3 15
