Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Горен [788] ссылается на Стечкину [286, 806], предложившую следующее уравнение для улавливания путем диффузии
+0-625] (vn-42)
которое основано на уравнении (VII.4).
Штерн с сотр. [816] провели эксперименты по определению эффективности улавливания субмикронных частиц полистирола
314
на фильтре при пониженных давлениях, когда диффузия является превалирующим механизмом. Эти исследователи использовали уравнение Торгесона [864]:
Tto = 0,775Ре-°.в (CDCRec/2f.* (VI1.43)
где Cdc — коэффициент лобового сопротивления волокна.
Величины Coc и Re характерны для данного фильтра, их находят экспериментально, зная перепад давлений Ар, удельный объем волокна а и толщину фильтра h, из формулы Чена [156]::
_ я Ap I —a Di
CocRec/2 = T-V-5—ІЛ <VII-44>
Эффективность диффузионного улавливания на основе уравнения Лэнгмюра приблизительно в два раза ниже значений, полученных из уравнения Торгенсона. Однако к этим результатам следует относиться с осторожностью. Например, при Pe=36 экспериментальное значение гJd составило 50%, тогда как по оценке Торгенсона получили 35%, а по уравнению Лэнгмюра 18% улавливания. При приблизительной интерполяции данных Штерна для Pe= 163 экспериментальная эффективность составит 18%, тогда как по уравнению Лэнгмюра 3% (с использованием уравнения диффузии Эйнштейна) или 6% (при использовании уравнения диффузии Лэнгмюра), по уравнению Бозанке получают 22%, а по уравнению Торгесоїна—около 15%.
До тех пор, пока не станут доступными более расширенные экспериментальные данные и, если имеется мало информации о свойствах фильтрующей среды, можно пользоваться либо уравнением Лэнгмюра (VII.32), либо уравнением, аналогичным уравнению теплопереноса (VII.41). Если для данного фильтра можно найти данные о перепаде давлений, плотности фильтра, размерах волокон и толщине слоя, то наиболее надежная оценка может быть получена при использовании уравнения Торгесона.
Лэнгмюр [489] видоизменил свои уравнения (VII.28) — (VII.32) для сочетания перехвата и диффузии. Эффективная толщина полосы, которая очищается от частиц, на самом деле на d/2 больше, чем к в уравнении (VII.31). Из-за других сделанных допущений эта поправка не всегда оправдана, за исключением тех случаев, когда площадь поверхности коллектора становится очень большой.
5. СОЧЕТАНИЕ ИНЕРЦИОННОГО ЗАХВАТА,
ПЕРЕХВАТА И ДИФФУЗИИ
Аэродинамический захват частиц происходит не по одному отдельному механизму, а по двум и более из них совместно, и поэтому необходимо рассмотреть расчет эффективности при комбинировании механизмов захвата. Слияние перехвата с инерционным столкновением или с диффузией уже обсуждалось в предыдущих
315
разделах, но для практических расчетов, следует сочетать все три механизма.
В ранее сделанных попытках сочетать все механизмы перехва* та общая эффективность складывалась как сумма [801], но это имеет смысл теоретически только для частицы, которая улавливается неоднократно, что является нереальным. Поэтому лучшим подходом является допущение, что частицы, которые не уловлены по одному механизму, могут быть уловлены по другому. Это приводит к следующему выражению для комбинированной эффективности улавливания
Чісо = 1 — (1 — т)/) (I — tic) (! — Vd) (VII .45)
Другой метод, предложенный Дэви [207], состоял в том, чтобы сочетать параметр инерционного столкновения if с параметром диффузионного улавливания 1/Ре и подставлять новый параметр в соответствующее уравнение, например, в (VII.19),
П/со =* 0,16 [Я + (0,50 + 0,8R) № + 1/Ре) -0,1052 (if + 1/Ре)2] (VII .46)
Более общий подход рассматривался Фридлендером [275, 279], который использовал уравнение Смолуховского. В нем скорость улавливания описывается в виде суммы члена уравнения, описывающего механизм диффузии [закон Фика, уравнение (VII.38)], и члена, описывающего инерционное столкновение. Уравнение оказалось слишком сложным для того, чтобы можно было осуществить его полное решение, но были найдены частные решения, относящиеся 'к .случаям когда либо диффузия, либо инерционный захват преобладали в общем механизме процесса.
Диффузионный механизм. Уравнение диффузии в стационарном потоке было решено с использованием уравнения распределения скоростей, рассчитанного Лэнгмюром [489] для области вязкого течения. Это дало пропорциональную зависимость
TjoPe ~ (BTe)V3 (VII. 47)
Здесь В' — функция числа Рейнольдса ,может быть записана в виде і В Relfa, тогда как перехват будет учтен путем умножения обеих у частей пропорции на R — параметр перехвата:
т)ОСРРе ~ (BR3Re1^pe)1/, (VII.
Перехват. Фридландер показывает, что эффективность пере-* хвата может быть найдена из уравнения
Пс = 2?'R» = 2BRe1/2/?8 (VII .49)
Умножая обе части на Pei?, получим ;
XiocRPe = 2BPeReV2R3 (VII .50) ’
Комбинированная эффективность может быть найдена путем| соединения двух отдельных эффективностей и определения численного значения коэффициента пропорциональности из эксперимен-
‘!І
316
Рис. VII-8. Экспериментальная корреляция комбинированной эффективности
