Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Страус В. -> "Промышленная очистка газов" -> 112

Промышленная очистка газов - Страус В.

Страус В. Промышленная очистка газов — М.: Химия, 1981. — 616 c.
Скачать (прямая ссылка): promishlennaya1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 106 107 108 109 110 111 < 112 > 113 114 115 116 117 118 .. 240 >> Следующая


Следует различать две области применения фильтров. В одной из них относительно чистый газ, например, атмосферный воздух, фильтруют для получения кондиционированного воздуха, тогда как другие фильтры служат для очистки промышленных газов с высоким содержанием пыли. Улавливание частиц в первом случае и на первой стадии второго случая редко происходит в результате ситового эффекта, поскольку размер частиц намного меньше расстояния между волокнами фильтра. Более того, частицы, улавливаемые в промежутках между волокнами, быстро забивают фильтр, что приводит к резкому снижению напора. Фильтры в кондиционерах воздуха должны заменять в тех случаях, когда частицы пыли проходят через них, а напор снижается более некоторой (небольшой) !величины; они не очищаются in situ.

С другой стороны, на фильтрах для очистки промышленных газов после улавливания некоторого количества пыли образуется плотная лепешка, которая должна удаляться довольно часто. Влияние образования лепешки на перепад давлений и хронометрирование циклов очистки промышленных фильтров будет рассмотрено в следующем разделе.

В этой главе будут рассмотрены три основные механизма аэродинамического захвата: инерционное столкновение, перехват и диффузия отдельно, а затем в сочетании друг с другом. Будет также детально обсуждено влияние температуры, внешних сил (гравитационных и электростатических), а также работа серии уловителей.

1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА, ОБТЕКАЮЩЕГО ЦИЛИНДР

Когда движущийся газовый поток приближается к бесконечно длинному цилиндру, расположенному перпендикулярно направлению движения газового потока, или к сфере линии потока растекаются вокруг тела. Конфигурация линий зависит от скорости потока. При высоких скоростях расхождение линий тока начинается резко, непосредственно перед телом, тогда как при низких скоростях расхождение линий тока начинается на значительном расстоянии перед препятствием.

Число Рейнольдса может быть определено как функция размеров улавливающего материала и относительной скорости потока:

_ DnP D

= CfH Л)

где Vq — невозмущенная скорость набегающего потока; D — диаметр улавливающего тела; р — плотность среды; ц — вязкость среды.

299
При числах Рейнольдса порядка 0,2 отмечается возмущение на расстоянии 1000Z) от препятствия, равное 3%, тогда как при Re = 2000 практически нет возмущения потока на расстоянии даже 2D перед препятствием [211].

При больших числах Рейнольдса поток, набегающий на горизонтальный цилиндр, может быть описан с помощью уравнений для течения двухмерной несжимаемой среды без трения. Численные уравнения для такой системы, а также их модификации, учитывающие пограничные слои, детально описаны в работах [529, 643], и здесь они будут только вкратце обобщены.

Функция потока для потенциального течения Ф задается выражением:

Ф = v0r sin 0 (I — R2Zri) (VII.2)

где л и 0 — полярные координаты; R — радиус волокна.

Компоненты скорости Vr и Vq можно определить из функции тока

1 дб дф Vr = _Г'~ддГ tlB=W (VII.3)

Вследствие разделения потока и влияния спутных струй эти уравнения неприменимы для описания течения за цилиндром.

Для чисел Рейнольдса Re<Cl применяют приближение Озика для уравнения Навье — Стокса, приведенное Ламбом. Функция потока (р в области ламинарного течения записывается в виде

Zfa0SinO Г/? г 2r ' г .....

cP= 2(2 —InRec) [г УГ + 1Г lnIfj (VII.4)

Это уравнение справедливо только для обтекания цилиндрической поверхности.

Как было отмечено ранее, в противоположность системам с безвихревым течением при малых числах Рейнольдса линии потока начинают отклоняться на значительно больших расстояниях перед цилиндром и более плавно расходятся по сторонам. Более сложное соотношение для малых чисел Кнудсена для данного цилиндра (т. е. отношение длины свободного пробега молекул газа к диаметру цилиндра) X/D<C0,25 было выведено Натансоном [596]1. Это соотношение переходит в уравнение (VII.4) при KfD—>* —>-0; для переходной области поле скоростей было исследовано Величко и Радушкевичем [886]. Приближенные уравнения описывающие обтекание цилиндра, были эмпирически выведены Селлом [750] и методом последовательных приближений Томом [855] и Дэви [206]‘.

Реальные фильтры состоят из волокон, которые могут быть рассмотрены как система цилиндров, расположенных случайным образом, математическое описание такого сложного поля скоростей' чрезвычайно затруднено. Для высокопористых фильтров эта за-» дача была успешно решена независимо Кувабарой [470] и Хаппе-лем [336], которые получили принципиально одинаковые уравие-

300
ния, отличающиеся друг от друга лишь числовой (Постоянной с. В этом случае функция тока Ф записывается в виде уравнения

. Rv0 sin 0 Г Rr г г Л

ф = —г-----------р-5-------------------------------------------Ї T-I + 2Tln Ж (VI1-5)

2 If In (1 — ?) — с| R R R1

где є—пористость; (I—є)—относительный объем волокон.

Постоянная с=0,75 в уравнении Кувабары и с=0,5, согласно Хаіпіпелю. Следует отметить, что уравнение (VI1.5) не представляет функцию потока позади цилиндра, что и выражено через Rec, и более того, оно справедливо только при условиях высокой пористости фильтров и непосредственно вблизи волокон [т. е. (Г-Я)/(Д«1)].
Предыдущая << 1 .. 106 107 108 109 110 111 < 112 > 113 114 115 116 117 118 .. 240 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed