Скорость витания

Скорость витания (также конечная скорость) — скорость, с которой осаждается частица под воздействием силы тяжести в спокойном невозмущенном потоке воздуха.
При свободном падении твердого тела в воздухе на него действуют две силы: сила тяжести равная mg, где m — масса тела и g — ускорение свободного падения, и лобовое сопротивление, то есть сопротивление среды. Сила сопротивления пропорциональна площади поперечного сечения тела S, квадрату скорости v2 и плотности воздуха ρ.
- .
Пока скорость мала, то сопротивлением воздуха можно пренебречь и тело падает равноускоренно. Но с ростом скорости, сопротивление набегающего потока уравновешивает силу тяжести и тело продолжает свое падение с постоянной скоростью. Так, например, парашютист до раскрытия парашюта падает со скоростью 110 м/с рыбкой и 70 м/с распластавшись — в зависимости от площади опоры на воздушный поток. Установившуюся скорость падения можно посчитать проинтегрировав уравнение полученное из второго закона Ньютона. Установившаяся скорость[1]:
Тяжёлые тела имеют большую установившуюся скорость, но если тело лёгкое (семена растений), то в восходящем воздушном потоке оно зависнет. Средняя скорость восходящего воздушного потока, при которой тело будет находиться во взвешенном состоянии, называют его скоростью витания. Это явление используется для сортировки тел с разной массой. Например в ситовеечных и пневмосортировочных машинах. В центробежно-ударной дробилке скорость витания является критерием достаточности измельчения.
Примечания
[править | править код]- ↑ Terminal velocity (англ.). http://nasa.gov. NASA. Дата обращения: 1 октября 2019. Архивировано 2 октября 2019 года.
Литература
[править | править код]- И. М. Разумов. Пневмо- и гидротранспорт в химической промышленности. — Химия, 1979. — 248 с.