Модель движения частиц в восходящем потоке по искривленной поверхности

Представлены результаты экспериментальных данных по изучению особенностей перемещения частиц в восходящем потоке моделированием в специальном стенде с искривленной трубой. Искривленная труба позволяет наблюдать особенности перемещения частиц вдоль поверхности при разных углах наклона. Установлено, что пластинчатые и удлиненные частицы в потоке перемещаются вдоль поверхности внутренней стенки трубы, ориентированные своей длинной стороной, и по мере увеличения скорости потока они постепенно Һвползаютһ по дуге на больший угол наклона. Затем, по достижении определенного угла наклона, частицы мгновенно разворачиваются своим наибольшим сечением поперек направления потока и выводятся за пределы трубы. Для раскрытия физической картины движения частиц в гидродинамической среде в рассматриваемых условиях разработана модель. Определены условия отрыва частицы от внутренней поверхности трубы при определенном угле наклона поверхности, вдоль которой перемешается частица удлиненной и уплощенной формы под воздействием восходящего потока воды. Выведена формула для расчета угла отрыва частицы в криволинейной поверхности в восходящем потоке. Вычисления проведены в системе Mathematica. Теоретически рассчитанные углы отрыва частиц находятся в диапазоне полученных экспериментальных данных. В ходе исследования было подтверждено что, для частиц пластинчатой (удлиненной) формы имеется критический угол наклона, при котором частица захватывается восходящим потоком определенной скорости Results of experimental of studied the characteristics of the particles moving in an upward flow modeling in a special stand with a curved pipe. Curved pipe allows us to observe the movement of the particles along the surface at different angles of inclination. It has been established that the lamellar particles and are elongated in the flow moving along the inner wall surface of the tube oriented with their long side and increasing the flow rate, they progressively Һcreepһ along the arc of a larger angle of inclination. Then, after reaching a certain angle, the particles dramatically unfold its largest cross section perpendicular to the direction of flow and vented outside of the tube. For the disclosure of the physical picture of the motion of particles in the hydrodynamic environment in these conditions developed model. The conditions of separation of the particle from the inner surface of the pipe at a certain angle of inclination of the surface along which the particle mix up the flattened and elongated forms under the influence of the upstream water. The formula for calculating the angle of separation of particles in a curved surface upstream. The calculations are performed in the system Mathematica. Theoretically calculated angles of avulsion particles are in the range of the experimental data. During the study it was confirmed that particles of the platelet (elongated) shape has a critical angle at which the particle is trapped upflow certain speed.