Experimental measurement of the drag coefficient for a falling raw sugar crystal

摘要

El efecto de las fuerzas de resistencia sobre cristales de azúcar con forma irregular, tiene un impacto significativo sobre muchas aplicaciones industriales. El coeficiente de resistencia en el descenso de un cristal de azúcar crudo en etanol, fue determinado filmando cristales mediante fotografía de alta velocidad. Estas imágenes fueron analizadas para calcular la velocidad y aceleración de la partícula. El coeficiente de resistencia de los cristales se calculó a través de un equilibrio de fuerzas. Los resultados obtenidos fueron comparados con las predicciones de dos correlaciones comunes para partículas descendentes. Se observó que en las condiciones del ensayo, dichas correlaciones sobreestimaron las predicciones del coeficiente de resistencia. Se observó que la siguiente ecuación es la que mejor describe el coeficiente de resistencia de un cristal de azúcar en descenso: C_D = 68/Re(1+0.004 Re~(0.99)).%The effects of drag forces on irregularly shape crystals have a significant impact on many industrial applications. The drag coefficient for a falling raw sugar crystal was experimentally determined by filming crystals falling through ethanol using high-speed photography. These images were analysed to calculate the velocity and acceleration of the particle, and via a force balance the drag coefficient of the crystals was calculated. The measured results were compared to the predictions of two common correlations for falling particles. It was found that these correlations over predicted the drag coefficient under the conditions observed. The drag coefficient for a falling sugar crystal was found to be more appropriately described by C_D=68/Re(1 + 0.004 Re~(0.99)).