Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
11,5 Вт/м2 [598].
Концентрация частиц размером 1 —10 мкм должна быть не менее 1—2 г/м3, наиболее подходящей концентрацией является 5 г/м3. Если концентрации слишком высоки (около 200 г/м3), возможны потери акустической энергии в связи с затуханием звука в аэрозоле [198]. В некоторых случаях целесообразно добавить в аэрозоль водяной туман [108]*.
* Cm. также Olaf J. — Staub ,1965, v. 22, р. 513.
526
рис. XI-4. Корреляция между флокуляцией H интенсивностью звука [598]:
пунктирные кривые ограничивают пределы разброса; сплошная кривая — нагрузка аэрозоля TiCI4 5,75 г/м*5, частота 1,5 кГц.
Показано также, что турбулентность, создаваемая акустическим полем, способствует агломерации.
Время пребывания аэрозоля в акустическом пылеуловителе, как показано теоретически, имеет важное значение для степени достигаемой агломерации. Экспериментально найдено, что показатель агломерации I, представляющий собой соотношение конечного и начального среднего диаметра частиц, является функцией произведения времени пребывания на интенсивность поля (рис. XI-4). В .промышленной практике время контакта составляет 4 с и может быть уменьшено до 2 с, если интенсивность больше 13 Вт/м2 [108].
Акустические генераторы. Звуковые волны большой мощности могут быть получены четырьмя способами:
а) колебаниями пьезоэлектрических кристаллов или керамики (кварц, турмалин или соль Рошеля, керамический титанат бария);
б) звуком, вызванным колебаниями цилиндра;
в) свистком статических генераторов;
г) звуком сирен динамического генератора.
Первые два типа генераторов используются в основном в лабораториях. С помощью пьезоэлектрических кристаллов получают звуки высокой частоты, но невозможно достичь большой интенсивности звука, необходимой для промышленных установок. Звуковые волны, генерируемые колеблющимся металлическим стержнем, были использованы в классической трубке Кундта. Эта два устройства могут быть полезны для получения интенсивного звука высокой частоты, особенно в небольших установках.
Электромагнитный звукогенератор, описанный Клером [718] (рис. ХІ-5,а), состоит из твердого дюралюминиевого цилиндра с поддерживающей перемычкой 2 и направляющим кольцом 5, выполненными из того же материала. Направляющее кольцо выходит к кольцевому зазору 6 закрытого магнита 9 и действует как одно-витковая вторичная обмотка трансформатора, первичной обмоткой которого является индукционная катушка 8 магнита. При подаче на индукционную катушку 200 Вт от усилителя создается звук высокой интенсивности и частотой 10—20 кГц.
Другим видом акустического генератора, где используются колебания металлического стержня, является воздушный струйный свисток (рис. ХІ-5,б), состоящий из цилиндрического стержня 11,
527
Рис. XI-5. Акустические генераторы:
а — электромагнитный акустический генератор [718]; б — стержневой струйный свисток Ц08]; в— свисток Хартмана [108]; г — вихревой свисток [108]; J —вибратор; 2— поддерживающая перемычка; 3 — резиновые прокладки; 4 — корпус вибратора; 5 — направляющее кольцо; 6 — кольцевой зазор; 7 — направляющая обмотка; 8— индукционная катушка; Р — магнит; 10 — экранированный кабель к усилителю; Ii — стержень; 12 — резонатор; 13, 16 — сопла; 14 — отражатель; 15 — резонирующая полость; /7 — пружина; 18 — плунжер.
помещенного по оси сопло-резонаторной системы 12. С ПОМОЩЬЮ этого устройства можно получать звуковые колебания высокой интенсивности (12 Вт/м2) и частотой между 9 и 15 кГц при небольших давлениях на сопле (210 кПа).
Свистки подразделяются на два типа. В первом из них струя воздуха попадает в резонирующую полость, тогда как во втором воздух подается по касательной в кольцевую трубу, где создается вих'рь, а затем выходит по оси, производя громкий звук.
528
Первые свистки с резонаторами были разработаны Галтоном (1883) и затем модифицированы Хартманом; обычно их называют свистками Хартмана (рис. XI-5,в). Они были использованы в диапазоне частот от 10 до 100 кГц, и в первоначальном виде (по Хартману) эффективность свистков составляла около 4%. Размеры аппаратуры, предложенные Хартманом, должны были соответствовать следующим условиям: диаметр сопла А должен быть равен диаметру резонатора В и глубине резонирующей полости Ь. Интенсивность звука /о, генерируемого свистком Хартмана, может быть рассчитана из уравнения [341]
где В=2—6 мм; P — избыточное давление 210—350 кПа; А = В=Ь во всех случаях (см. рис. XI-5, е).
В одной из модификаций свистка Хартмана [106] достигалась эффективность вдвое больше, чем в первоначальной конструкции; для этого диаметр резонатора был увеличен по отношению к диаметру сопла более чем на 30% (BI A^ 1,3). Кроме того, при помещении сопла во вторичную резонаторную полость удалось повысить общую эффективность свистков до 20%.
Вихревые свистки (рис. ХІ-5, г) были исследованы Воннегутом [892, 893], который предложил следующую приближенную формулу для определения частоты испускаемых звуковых волн
где а — константа (<1), учитывающая потери на трение; Us — скорость звука, D — диаметр трубы; P1 и P2—давление соответственно на входе и на выходе.
