ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
86
При данном методе расчета основной является погрешность, свя-
занная с допущением сферической формы зерен и их усреднением по
размеру. Погрешность расчета объемов не вносит значительного
вклада в расчет общей погрешности, так как рассматривается доста-
точно большая расчетная область, а существенным является лишь
отношение объемов. Рассчитанное по данному методу значение по-
ристости близко к значению, полученному с помощью второго мето-
да, разность составляет 13 %.
В качестве конечного результата принимается пористость
m
=
= 0,46. Данное значение хорошо согласуется с результатами исследо-
ваний Грэтона и Фрезера [5].
Проверка применимости закона Дарси.
Проверку применимо-
сти линейного закона Дарси в качестве описания рабочего процесса
течения раствора через пористое тело проводили путем сравнения
числа Рейнольдса данного течения, рассчитанного в узком (нижнем)
сечении пористого тела, со значениями критических чисел Рейнольд-
са при течении в порах. Критерии применимости закона Дарси и ос-
новные зависимости для оценки характера течения в пористых телах,
применяемые в данной работе, описаны в методиках Н.Н. Павловско-
го, Д. Фенчера (Д. Льюиса, К. Бернса) и А.И. Абдулвагабова [2].
Для определения числа Рейнольдса при течении через рабочий
элемент необходимо знать вязкость исходного раствора. Материал
первичной пробы имеет различную природу, структуру и, соответ-
ственно, характерные примеси. Поэтому вязкость исходного раствора
неодинакова для широкого диапазона типов используемых проб. Так
как исследуемая смесь чаще всего представляет собой разбавленный
(0,1…1,0)%-
ный водный раствор, содержащий белок, ДНК и неорга-
нические соли, то расчет можно проводить, заменив исходный рас-
твор водой [6].
Динамическая вязкость воды при температуре 25
°
C
μ
=
4
8, 9 10
Па с
−
= ⋅
⋅
,
следовательно, кинематическая вязкость
μ
ν
ρ
=
=
7
2
8, 9 10
м /с.
−
= ⋅
Характерным размером при определении числа Рейнольдса для
процессов течения в пористом теле считается эффективный диаметр
зерен.
Для определения скоростей течения рабочей среды через пори-
стый элемент ячейки планшета при соответствующих перепадах дав-
ления анализировали результаты проведенного эксперимента. Анализ
показал, что при перепадах давления 40 000…80 000 Па на пористом
элементе скорость на выходе (нижняя граница расчетной области
d
=
= 1,86·10
–3
м) составляет 0,08…0,10 м/с.