ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение скоростей потока, обтекающего цилиндр из "Промышленная очистка газов" Улавливание частиц волокнистыми фильтрами и в жидкостных скрубберах основано на том, что газовый поток, проходящий через фильтр или скруббер, подносит частицы вплотную к улавливающему материалу, при этом улавливание осуществляется с помощью механизма близкого взаимодействия. В каждом частном случае относительная роль механизма близкого взаимодействия меняется в зависимости от относительных размеров и скорости частиц, от типа улавливающего материала, а также от присутствия электростатических, гравитационных или термических сил (как притягивающих, так и отталкивающих). [c.298] К основным видам близкого взаимодействия относятся инерционное соударение, перехват и диффузия. Для каждого механизма были разработаны математические модели, обычные решения находят численными методами. Однако пока еще не разработана исчерпывающая математическая база, описывающая сочетание двух или более видов близкого взаимодействия, лишь для некоторых частных случаев найдены числовые решения. К счастью, в большинстве случаев доминирует один механизм, что позволяет сделать упрощающие допущения. Так, например, для частиц, измеряемых микрометрами, и более крупных основную роль играет инерционное соударение и перехват, тогда как диффузия имеет гораздо большее значение в случае субмикронных частиц. [c.298] Электростатические, термические и гравитационные силы значительно изменяют эффективность фильтров и скрубберов в специфических условиях. Так, когда разбрызгивающие сопла в скруббере изолированы от камеры и находятся под напряжением 5 кВ, можно предположить значительное увеличение эффективности улавливания [463], хотя найдено, что небольшой заряд, приобретаемый частицами в процессе обычного распыления, практически не влияет на эффективность [404]. [c.298] 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) величи ы они не очищаются in situ. [c.299] 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. [c.299] 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. [c.299] 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. [c.299] 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. [c.300] Вследствие разделения потока и влияния спутных струй эти уравнения неприменимы для описания течения за цилиндром. [c.300] Это уравнение справедливо только для обтекания цилиндрической поверхности. [c.300] Величко и Радушкевичем [886]. Приближенные уравнения описывающие обтекание цилиндра, были эмпирически выведены Селлом [750] и методом последовательных приближений Томом [855] и Дэви [206]. [c.300] Постоянная с=0,75 в уравнении Кувабары и с=0,5, согласно Хаппелю. Следует отметить, что уравнение (VU.5) не представляет функцию потока позади цилиндра, что и выражено через Re и более того, оно справедливо только при условиях высокой пористости фильтров и непосредственно вблизи волокон [т. е. [c.301] Кирш и Фукс [441, 442], изучая распределение потока и перепада давлений, нашли что при числах Рейнольдса до 0,1 и относительном объеме пор от 0,0034 до 0,27 соотношение Кувабары (т. е. с = 0,75) более удовлетворительно. Таким образом, соотношение Кувабары — Хаппеля справедливо в общем случае, когда поток неразрывен и нет эффекта проскальзывания по волокнам, что справедливо для волокон диаметром более 5 мкм. [c.301] В случае, когда эффектом проскальзывания можно пренебречь, т. е. I— -0 и Кп— -0, уравнение (УП.б) переходит в (VII.5). [c.301] Вернуться к основной статье