Axiale Geschwindigkeit eines Stroms im Hydrozyklon

kepu26 · Anmeldungsdatum: 30.12.2020 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo zusammen,

aktuell modelliere ich einen Hydrozyklon mit tangentialem Einlass der Suspension. Der Einlass ist rund. Diese Skizze beschreibt das Aussehen:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4b/Cyclone_Separator_german.jpg

Mein Problem ist, dass die Suspension sich Spiralförmig nach unten bewegt. Ich habe bereits die tangentialen und radialen Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Radius bestimmt, kann aber die Bahnlänge der Spirale nicht bestimmen, da ich den Winkel nicht kenne, mit dem die Spirale abfällt. Aus diesem Grund weiß ich nicht, wie lang der Weg meiner Spirale ist, weil ich nicht weiß, wie oft sie sich im Zyklon dreht bis sie unten angekommen ist. Die Länge bräuchte ich aber um die Zeit auszurechnen, die das Fluid benötigt um von oben bis unten zu fließen. Über die Zeit und die Länge der Wandung könnte ich dann die Axiale Geschwindigkeit berechnen. Aktuell habe ich einfach keinen Ansatz, wie ich daran gehen kann. Die tangentiale und radiale Geschwindigkeit erhöht sich natürlich auf Grund der Verjüngung im Konus.

Ihr würdet mir sehr helfen, wenn ihr mir da einen Ansatz geben könntet. Näherungsweise würde schon reichen.

Viele Grüße Kevin

Meine Ideen:
Die Gravitationskraft zieht den Strom an der Wandung nach unten. Dem entgegen würde die Wandreibung wirken. Geschwindigkeitsvektoren eines Partikelelementes kann ich aber auf Grund der fehlenden Zeit, die das Fluid von oben nach unten benötigt, nicht aufstellen. Die axiale Geschwindigkeit steht auch, meiner Interpretation nach, in keiner Abhängigkeit zur tangentialen und radialen.