Осаждение твердых частиц в ламинарном пограничном слое на плоской пластине

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследований осаждения мелких твердых частиц на поверхность плоской пластины в условиях вертикального ламинарного пограничного слоя. Целью данного исследования являлась качественная и количественная оценка влияния параметров двухфазного потока типа "газ–твердые частицы" и адгезионных свойств частиц и поверхности на осаждение частиц на поверхность пластины. Скорость потока составляла $1.5$ и $3$ м/с. При этом число Рейнольдса по длине пластины не превышало $10^5$. В качестве дисперсной фазы двухфазного потока использовались порошки электрокорунда со средними размерами $12$, $23$ и $32$ мкм. Массовая концентрация частиц в потоке составляла $0.01$ кг/м$^3$. В качестве объекта исследования использовалась плоская пластина из нержавеющей стали. Распределения скорости газа и концентрации частиц внутри пограничного слоя измерялись с помощью методов лазерной оптической диагностики. Количество осевших вдоль поверхности пластины частиц измерялось весовым методом. Адгезионные свойства пары "частица–поверхность" изучались с помощью центробежного метода отрыва частиц от поверхности. Были получены нормально-логарифмические зависимости числа адгезии частиц от силы отрыва. Гидродинамические параметры двухфазного потока вблизи поверхности пластины рассчитывались с помощью модели двухфазного ламинарного пограничного слоя.
Предложено математическое выражение для вычисления величины осаждения твердых частиц вдоль поверхности плоской пластины, которое учитывает особенности гидродинамики обтекания, адгезионные свойства частиц и поверхности и вероятностный характер процесса захвата частиц поверхностью.