Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Wt
рис. VII-2.
fflf
• •
Наиболее обширные из-з мерения эффективностей' улавливания на цилиндрических поверхностях были проведены Вонгом и Джонстоном [950] (рис. VI1-3)» Кривая, построенная по
Рис. VII-4. Эффективность инерционного столкновения сфер CO
сферами:
ty-tVg йг/\Ъ^Ъ]т
I — экспериментальные результаті (Ранц н Вонг [397]), 2—эксперимент тальиые результаты (Ярман [397]);»
сплошная линия — экспериментальна* кривая (Ранц и Ярман); пунктирная линия — теоретическая кривая (Лэнг-
І — экспериментальные результаті (Ранц н Вонг [397]), 2—эксперимент тальиые результаты (Ярман [397]);»
мюр и Блоджет).
306
данным Вонга и Джонстона, приведена также на рис. VII-2; она лежит близко к кривой, предсказанной Лэндалом и Херрменом [483]. Следует также отметить, что в то время как практические значения Rec при фильтровании на волокнистых фильтрах составляют 0,2 значения Rec, для которых была найдена эффективность инерционного улавливания, лежали в области 13<Rec<330. До тех пор, пока не будут разработаны более практические способы, определения эффективности инерционного столкновения для низких значений Rec, вероятно, наилучшим приближением можно считать значения эффективности между кривыми Лэндала и Xep-рмана и Лэнгмюра и Блодета.
Экспериментальные работы по улавливанию частиц сферами часто ассоциируются с улавливанием частиц дождевыми каплями или при искусственном водном орошении. Экспериментальные точки, найденные в недавних измерениях Ярмана [307]', а также в ранних работах Ранца и Вонга [672], приведены на графике (рис.
VI1-4).
3. ПЕРЕХВАТ
В модели инерционного столкновения принято, что частицы обладают массой и, следовательно, инерцией, но не имеют размеров, исключение составляют случаи, когда рассчитывается сопротивление среды поперечному движению частиц. Для того чтобы учесть реальные размеры частиц, в механизме перехвата принимают, что частицы имеют определенные размеры, но не обладают массой, и поэтому они следуют по линиям тока газа вокруг улавливающего тела. Если линия тока, на которой находится центр частицы, приближается более, чем на d/2 к улавливающему телу, то частица коснется его и будет перехвачена (рис. VH-5).
Рис. V11-5. Схема механизма улавливания путем перехвата сфер различных размеров (спектр обтекания цилиндра).
Перехват характеризуется параметром R, представляющим собой отношение диаметров частицы d и перехватывающего тела D. Если предполагается потенциальное течение, то эффективность улавливания путем перехвата г)с может быть рассчитана из соотношения [672] для цилиндрического улавливателя
Ik=I+Я-1/(1+Л) (VII.14)
и для сферического уловителя
т]с = (1+Я)2-1(1+/?) (VII.15)
С другой стороны, используя уравнение Лэнгмюра для вязкого течения [489], Ранц [670] получил эффективность перехвата для цилиндрической мишени:
rIc= 2,002 — InRec [^+#)111(1 + /?)- 2(I+A) ] (VII16>
Это уравнение следует использовать во всех случаях, когда это возможно, поскольку оно учитывает изменение спектра обтекания для различных скоростей потока.
Приблизительное значение эффективности перехвата может быть найдено из уравнения, предложенного Фридландером [275]:
г], = ZReJ2R2 (VII. 17)
Для малых значений Натансон [596] нашел соотноше-
ние
= 2,002—InRec (VII. 18)
Следует отметить, что в уравнениях (VII. 14) и (VII. 15) эффективность перехвата может быть больше единицы. Пич [643] рассчитал эффективность перехвата для чисел Кнудсена, лежащих в пределах IO-3< Kn<0,25, используя видоизмененное уравнение Кувабары — Хаппеля для области, в которой происходит «проскальзывание». Он нашел, что rjc возрастает при увеличении R, (1—е) и К средний свободный пробег молекул). Из последнего следует, что эффективность увеличивается при понижении давления.
Естественно, два механизма — инерционного столкновения и перехвата—не являются 'Независимыми друг от друга, «ак предполагалось выше. Намного лучшая оценка комбинированной эффективности путем перехвата и столкновения может быть получена, когда учитываются частицы, центры которых лежат на траекториях, расположенных ближе, чем радиусы частиц, к улавливающему телу. Это, однако, требует постадийного расчета траекторий частицы для различных значений R и Rec. Дэви [207] выпол« нил эти расчеты для Rec=O,2 — типичного значения Rec для волок-
308
Рис. VII-6. Эффективность улавливания при комбииироваиии инерционного столкновения и перехвата для Rec=0,2 [207].
нистых фильтров. Кривые представлены на рис. VII-6, для них подобрано уравнение комбинированной эффективности улавливания:
Tl7c = 0,16 [R + (0,50 + 0,8Я) ф — 0,1052Ф2] (VII. 19>
Для других значений Rec не найдены соответствующие уравнения, поэтому следует пользоваться приближенными значениями комбинированной эффективности. В качестве первого приближения (особенно при невысокой отдельной эффективности столкновения и перехвата) можно использовать сумму обеих эффективностей. Однако, поскольку частица, захваченная в соответствии с одним из механизмов, не может быть вновь перехвачена, лучшим приближением, учитывающим этот факт, является
