Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Страус В. -> "Промышленная очистка газов" -> 85

Промышленная очистка газов - Страус В.

Страус В. Промышленная очистка газов — М.: Химия, 1981. — 616 c.
Скачать (прямая ссылка): promishlennaya1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 240 >> Следующая


переходная область, в которой энергия диффузии менее значительна, чем локальное изменение энергии турбулентности (буферная область).

Многие исследователи [213, 274, 309, 617] показали, что скорость осаждения частиц из турбулентного потока значительно выше, чем можно было бы ожидать из оценки гравитационных, термических или электростатических сил, броуновской диффузии (см. главу VII), либо таких аэродинамических сил, как вращение частицы. Общепринятая модель осаждения частиц из турбулентного потока основана на том, что частицы переносятся к кромке пограничного слоя турбулентным потоком, и затем проскакивают через ламинарный слой. Очень маленькие частицы, не обладающие достаточной инерцией для проскока к стенке, могут быть перенесены туда броуновской диффузией. Однако вклад этого механизма в скорость осаждения весьма незначителен при осаждении смеси частиц, где лишь небольшая фракция характеризуется субмикронными размерами.

Для корреляции экспериментальных результатов и получения полезных уравнений для расчетов скорости осаждения [449] используется пространственный анализ. Назовем скорость осаждения потоком частиц N0- Другими важными переменными являются концентрация частиц (число частиц в единице объема) С, диаметр частиц d и их плотность рч, плотность среды р и кинетическая вязкость V, конечная скорость частиц щ, коэффициент броуновской диффузии Db , [см. уравнение (VII.22)] и давление скольжения у стенки то. Эти девять переменных образуют шесть независимых групп

No_ utd Рч „з _?б^

UtC ’ V ’ P ’ а ’ Ut ’ X

(IV.51)

где IlX — скорость скольжения.
Величина то может быть рассчитана либо из формулы Влазиуса [309] для ReC 105

/ V \ 1/4

T0 = 0,0225ри2 I fj? I (IV. 53)

где D — диаметр трубы или газохода; U — средняя скорость газа.

или приближенно вычислена из коэффициента трения Фаннинга

T0 = Wf p/8 (IV. 54)

где {— найдена из рис. П-6, см. с. 578, или приблизительно оценено из уравнения:

/ = 0,288?-0,242 (IV.55)

Группа NoIuxC представляет собой отношение скоростей переноса частиц вперед и вдоль стенки, группа uxd/v— число Рейнольдса для частицы; рч/р — относительная плотность частиц по

отношению к среде, Cd3 — мера объема частиц; Utlux—отношение конечной скорости частиц к скорости сдвига, характеризующее действие внешней силы, и D/v — обратное отображение числа Шмидта [уравнение {VI 1.26) ], представляющее собой отношение коэффициента молекулярного массопереноса и момент количества движения. Если пренебречь силой тяжести или внешними силами и концентрационными эффектами, уравнение (IV.51) упрощается до выражения

Далее, если пренебречь броуновской диффузией

'(-&-¦ у)-0 <IV 57>

Если при некоторых других обстоятельствах группа, включающая броуновскую диффузию Db , играет более важную роль, чем относительная плотность, то

/(-&-¦ ¦ -V-)-0 <,v5e>

Фридляндер [247], основываясь на экспериментальных работах Лина, Мултона и Путнама [513] и предполагая, что скорость переноса равна 0,9 их, показал, что для 5*<5

(IV. 59)

ихС ¦ 1525

где S*=Sux Iv, и тормозное расстояние S по смыслу соответствует Ф [уравнение (VII. 10) 3.

216
Для сферических частиц, движущихся в режиме Стокса

(IV. Є0)

Подставляя это выражение в (IV.59), получаем

(IV.61)

что находится в полном соответствии с уравнением (IV.57), полученным методом пространственного анализа.

Вместо простого безразмерного тормозного расстояния Дэви [209] построил экспериментальный график с использованием величины (S* + r*) в качестве параметров, где г* — безразмерный радиус частицы, равный r*=rut/v:

а Co — концентрация частиц по центральной линии.

Эти уравнения применимы для расчета движения частиц размером от 0,5 до 50 мкм.

Дэви [210] предсказал также, что минимальная скорость осаждения наблюдается в тех случаях, когда скорости турбулентного ,и броуновского осаждения приблизительно равны. Это затем было доказано экспериментально [916]. Аналогичное явление наблюдалось для частиц диаметром от 0,5 до 2 мкм, т. е. для более мелких частиц, чем указывал Дэви, предполагавший, что максимальный размер частиц должен быть 3 мкм [210].

Урав-нешя i(IV.59, IV.61, IV.62) могут применяться для расчета скорости осаждения только в тех случаях, когда соблюдаются следующие строгие условия:

1) поток полностью сформирован;

2) отсутствуют значительные внешние силы, такие как гравитационные или электростатические;

3) отсутствует эффективное увеличение частиц с поверхностей, на которые они осели;

4) поверхности гладкие и концентрации частиц невысоки.

Применение упомянутых уравнений можно проиллюстрировать

примером.

Пример. Аэрозоль, состоящий из частиц радиусом 2,5 мкм, плотностью 2.6-IO3 кг/м3 (мелкодисперсный кварц), течет со скоростью 6 м/с вдоль гладкой трубы диаметром 250 мм в потоке воздуха при 20 0C (плотность 1,2 кг/м3, кинетическая вязкость 1,5-IO-5 мг/с).

Число Рейнольдса Re-UDfy=IQOOO. Коэффициент трения Фаннинга f=0,0315. Используя уравнения (IV.52) и (1V.54), находим
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 240 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed