Навігація
Головна
Осадження аерозольних часток в електричному поліФільтрування аерозольних частокОЧИЩЕННЯ ПОВІТРЯ ВІД аерозольних ДОМІШОКІнерційність і чутливість внутрішньої організаційної середовища до...Аерозольні забруднювачі повітряЧасткаВизначення попиту та частки ринкуВідцентрове осадження домішок із стічних водВідцентрове осадження частинок аерозолівГравітаційне осадження частинок аерозолів
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Інерційний осадження аерозольних часток

При інерційному осадженні потік аерозолю, що переміщається зі значною швидкістю, змінює напрямок руху. Рухомі в потоці аерозольні частинки внаслідок великої інерції не йдуть за потоком, а прагнуть зберегти первісний напрямок руху, рухаючись у якому осідають на стінках, перегородках, сітках і інших елементах апарату.

При обтіканні твердого тіла (або краплі) запиленим потоком частинки внаслідок більшої інерції продовжують рухатися поперек вигнутих ліній струму газів (рис. 6.5) і осідають на поверхні тіла (краплі).

Коефіцієнт ефективності інерційного осадження визначається часткою частинок, що покинули потік при зміні напрямку внаслідок обтікання їм різного роду перешкод.

Інерційна сепарація може відбуватися в кріво- і прямолінійних потоках. При теоретичному розгляді циклонічної сепарації зазвичай приймали, що тангенціальна складова швидкості руху частки збігається зі швидкістю середовища, і визначали радіальну складову її відносної швидкості, що виникає під дією відцентрової сили в залежності від швидкості повітря і геометрії циклону.

Рис. 6.5. Осадження частинок на кулі (краплі)

Формули для визначення розміру найменших частинок, повністю сепаруючу в циклоні, виведені з одного і того ж умови - рівності відцентрової сили силі опору середовища:

(6.24)

У прямолінійних потоках інерційні ефекти проявляються при обтіканні перешкод. Перешкоди можуть мати вигляд плоских перфорованих листів, рейок, циліндрів (волокна, круглі стрижні), окремих сферичних тіл (кулі, краплі, зерна) і т.п. Такими перешкодами в знепилюючих пристроях є окремі елементи заповнення фільтрів і пиловловлювачів, а також краплі рідини, розбризкується в мокрих пиловловлювачах.

Інерційний осадження в даному випадку обумовлюється викривленням ліній струму повітря при обтіканні їм перешкод. Ефективність осадження або коефіцієнт захвату визначається співвідношенням числа частинок, соударяющихся з перешкодою, з числом частинок, які перетнули б контур перешкоди, якщо останнє не відхиляло б течії.

Аналітичне рішення рівнянь руху частинок при обтіканні перешкод утруднено необхідністю врахування розподілу швидкостей поблизу перешкод, співвідношення розмірів часток і перешкод, а також числа Рейнольдса. Було розглянуто процес осадження частинок з потоку шириною 2l на нескінченній пластинці, встановленої перпендикулярно напрямку потоку, при її симетричному обтіканні. Було встановлено, що при значеннях критерію Стокса St> 1/4 (l / v ∞) частинки рано чи пізно осідають на нескінченній пластинці, а при значеннях критерію Стокса St <1/4 (1 / ∞) частинки взагалі не осідають на ній.

Фізично це явище пояснюється гальмуванням потоку, що несе частинки, поблизу передньої критичної точки обтікання - точки застою. Рух частинок малого розміру при цьому настільки сповільнюється, що вони втрачають інерцію і під впливом поперечних складових швидкості потоку зносяться паралельно платівці, не досягаючи її поверхні.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Виявилося, що критичні умови осадження існують для широкого класу симетричних потоків аерозолів. Було виявлено, що критичні значення критерію Стокса St кр залежать від форми її обтiканнi і пов'язані з поведінкою потоку близько точки застою.

Осадження частинки на перешкоді відбувається не тільки при перетині його контуру траєкторією центру частинки, але й тоді, коли частка торкнеться перешкоди, тобто, наприклад, коли центр кулястої частинки наблизиться до перешкоди на відстань, рівну радіусу частинки. Цей "ефект зачеплення" істотно збільшує ефективність осадження частинок на дуже тонких волокнах або інших перешкодах, коли розміри частинки порівнянні з розмірами перешкоди.

У високоефективних повітряних фільтрах діаметр волокон часто є величиною одного порядку з розмірами частинок. До таких фільтрів відносяться, наприклад, целюлозно-азбестові фільтри, в яких на каркасі з відносно великого целюлозного волокна укладені волокна азбесту діаметром в долі мікрометра, а також неткані волокнисті фільтри з суміші товстих і тонких волокон. У цьому випадку відхилення траєкторії часток при обтіканні волокон мало, як і при дуже великих значеннях критерію Стокса St.

З іншого боку, якщо розміри частинок набагато менше діаметра волокон, дуже мат ефект зачеплення.

Таким чином, значення St кр визначає для тіла даної конфігурації мінімальний діаметр частинок d min з осідають на ньому:

(6.25)

Чим більше значення St кр, тим гірше відбувається інерційне осадження дрібних частинок при інших рівних умовах. Виявилося, що меншими значеннями St кр характеризуються тіла більше обтічної форми. Частинки уловлюються тим краще, чим більше їх щільність ρ ч і швидкість потоку і менше лінійні розміри перешкоди.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Критичні значення критерію Стокса і значення мінімального діаметра осаждающихся часток для деяких перешкод, використовуваних в знепилюючих пристроях, наведено в табл. 6.2.

Таблиця 6.2. Критичні значення критерію Стокса для деяких перешкод, характерних для фільтрів і пиловловлювачів

Перешкода

St кр

Діаметр перешкоди, мкм

Швидкість обтекающего потоку, м / с

Діаметр найменшою частинки з осаждающихся на перешкоді, мкм

Циліндричні волок

на або дріт (включаючи плівку замасливателя

за її наявності)

1/8

30

1,5

0,39

2,5

0,3

1,5

0,56

60

2,5

0,43

350

1,5

1,38

450

1,5

1,56

900

2,5

1,7

Крапля сферична

1/12

2,5

0,33

50

15

0,134

100

0,052

2,5

1,04

500

15

0,425

100

0,16

На рис. 6.6 наведені результати розрахунку осадження на циліндричних перешкодах. Параметр φ = Re 2 / St враховує дійсне значення числа Re обтікання частинки і характеризує ступінь відхилення від формули Стокса, якої відповідають дуже малі значення φ (φ ≈ 0). Теорія інерційного осадження розглядає осадження частинок на фронтальній (передній) частини обтічного тіла і не враховує їх осадження на задній поверхні тіла, яке може відбуватися за рахунок турбулентних пульсацій газового потоку. Це явище стає істотним при малих значеннях критерію St, тобто при уловлюванні субмікронних частинок пилу. Тому навіть при St <St кр ефективність осадження не дорівнює нулю.

Рис. 6.6. Ефективність Е інерційного осадження пилових частинок при потенційному обтіканні циліндра:

1 - φ = 0; 2 - φ = 100; 3 - φ = 1000

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

Осадження аерозольних часток в електричному полі
Фільтрування аерозольних часток
ОЧИЩЕННЯ ПОВІТРЯ ВІД аерозольних ДОМІШОК
Інерційність і чутливість внутрішньої організаційної середовища до змін
Аерозольні забруднювачі повітря
Частка
Визначення попиту та частки ринку
Відцентрове осадження домішок із стічних вод
Відцентрове осадження частинок аерозолів
Гравітаційне осадження частинок аерозолів
 
Дисципліни
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук