Разумов [106] предлагает считать скорость витания и свободного падения одинаковыми во всех случаях. Однако, по мнению Урбана [129] эти скорости совпадают только для тех частиц, у которых коэффициент сопротивления не зависит от числа Re. Это условие выполняется для малых частиц, режим падения которых находится в ламинарной области. У крупных же частиц скорость витания значительно меньше скорости свободного падения.
Если в воздуховоде перемещается несколько частиц (витание в стеснённых условиях), то скорость витания повышается за счёт экранирования одних частиц другими. Под стеснёнными условиями понимается влияние размеров (диаметра) воздуховода, а также концентрации материала на аэродинамические характеристики [106]. Значительная сложность механизма перемещения мелких фракций различных материалов в трубопроводе явилась следствием появления эмпирических коэффициентов, область применения которых ограничена свойствами конкретного материала. Так, Успенский [132] предложил для каменного угля скорость витания определять по формуле Успенского.
В критериальной форме скорость витания частицы в стеснённых условиях определяется [108]
Разумов [106] многочисленными экспериментами установил, что максимальное влияние стеснения на скорость витания частицы наблюдается в области ламинарного обтекания при d/D=0,45 и турбулентного обтекания при d/D=0,392.При перемещении техуглерода в трубопроводе относительный размер частиц не превышает 0.07. Поэтому, в нашем случае, стеснением потока стенками воздуховода можно пренебречь.
При расчёте скорости витания шарообразной частицы наиболее сложная задача заключается в определении коэффициента сопротивления. Он зависит от степени турбулентности потока газа, формы частицы и характера её поверхности.
Исследования Вавакина [22], проведённые с шаровыми частицами подтвердили существование зависимости вида
C=f (Re)
Причем в трёх областях взаимодействия потока и твёрдой частицы сопротивления выражается соответственно в форме Стокса, Аллена и Ньютона.
Кеммер и Дзядзио [64] рекомендуют при нахождении величины коэффициента сопротивления обтекания тела потоком использовать критериальную зависимость (1.9), с экспериментальной проверкой результата в каждом частном случае.
С целью приближения результатов расчётов к реальным можно использовать формулы для шарообразных частиц введением в них диаметра эквивалентного шара, а также коэффициентов формы f и сферичности.