Биоинженерия. Методическая разработка для студентов специальности 070100 "Биотехнология". Балдаев Н.С. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

2х
0
, подставив в уравнение (3.8) 2х
0
вместо d
р
, задерживаю-
щую способность
η
0
’’’ вследствие диффузии можно рассчи-
тать по уравнению
()
+
+
+−
+
+
−
=
f
fff
d
x
d
x
d
x
d
x
N
0
000
Re
'''
0
2
1
12
1
2
1ln
2
12
ln00,22
1
η
;
(3.9)
предполагая
()
3
1
Re0
ln00,22
12,1
2
−
⋅=
f
BM
f
vd
DN
d
x
, (3.10)
где D
BM
=CkT/3πµd
p
; (3.11)
k - константа Больцмана;
Т - абсолютная температура;
D
BM
- коэффициент диффузии.
Задерживающую способность
η отдельных волокон
можно выразить следующим уравнением в предположении,
что
η
0
', η
0
" и η
0
'" не зависят друг от друга
η
0
= η
0
'+ η
0
"+ η
0
'" (3.12)
Для упрощения уравнений (3.8) и (3.9) можно ввести сле-
дующее уравнение, справедливое в пределах изменения зна-
чений
N
Re
от 10
-4
до 10
-1
:
6
1
Re
Re
ln00,2
1
N
N
∝
−
. (3.13)
Затем раскрываем значения N
R
и 2x
0
/d
f
в скобках уравне-
ний (3.8) и (3.9), предполагая, что все члены значительно
меньше единицы и что вторым и более высокими порядка-
ми величины можно пренебречь. Следовательно, уравнения
(3.8) и (3.9) можно упростить следующим образом:
η
0
"
6
1
Re
2
NN
R
∝ ; (3.14)
η
0
"
18
11
Re
3
2
−−
∝ NN
Sc
, (3.15)
где
BM
Sc
D
N
ρ
µ
= .
Уравнения (3.14) и (3.15) подобны эмпирико-
теоретическим уравнениям Фридлендера[1].
В практике стерилизации воздуха иногда считают, что
задерживающей .способностью η
0
' вследствие инерционно-
го осаждения частиц можно пренебречь при расчете значе-
ний η
0
по уравнению (3.12). Используя уравнения (3.14) и
(3.15), были сделаны попытки по опубликованным данным
оценить способность задерживать частицы для волокон раз-
личных материалов.
Были выбраны данные по полной задерживающей спо-
собности
η
[см. уравнение (3.16)], где захват и диффузия,
вероятно, доминируют [см. уравнение (3.7)]. Для значений
η
по уравнению (3.17) было рассчитано η
α
. Задерживающая
способность одного волокна, объемная доля которого в
фильтрующем слое равна α,
1
21
N
NN −
=
η
, (3.16)
при условии N
1
- количество организмов в исходном по-
токе воздуха;
N
2
- количество организмов в потоке воздуха,
выходящем из фильтра; 
2х0, подставив в уравнение (3.8) 2х0 вместо dр, задерживаю-          ми величины можно пренебречь. Следовательно, уравнения
щую способность η0’’’ вследствие диффузии можно рассчи-              (3.8) и (3.9) можно упростить следующим образом:
тать по уравнению                                                                                              1

                                                                                               η0" ∝ N R2 N Re6 ;      (3.14)
               1             2x     2x      2x    1    
 η0''' =                 21+ ln1+  − 1+  + 2x  ;                                            −2    −11
                                 0        0         0

         2(2,00− ln NRe)   d f   d f   d f  1+ 0                                        η0" ∝ N Sc 3 N Re 18 ,   (3.15)
                                                          df 
                                                                                      µ
                                                                        где N Sc =          .
                                                             (3.9)                   ρDBM
предполагая                                                              Уравнения (3.14) и (3.15) подобны эмпирико-
                                                      1              теоретическим уравнениям Фридлендера[1].
              2 x 0        2(2,00 − ln N Re )DBM    3                В практике стерилизации воздуха иногда считают, что
                   = 1,12 ⋅                           ,   (3.10)
              df                   vd f                          задерживающей .способностью η0' вследствие инерционно-
                                                                     го осаждения частиц можно пренебречь при расчете значе-
                                                                     ний η0 по уравнению (3.12). Используя уравнения (3.14) и
где DBM=CkT/3πµdp ;                            (3.11)                (3.15), были сделаны попытки по опубликованным данным
     k - константа Больцмана;                                        оценить способность задерживать частицы для волокон раз-
     Т - абсолютная температура;                                     личных материалов.
    DBM - коэффициент диффузии.                                          Были выбраны данные по полной задерживающей спо-
   Задерживающую способность η отдельных волокон                     собности η [см. уравнение (3.16)], где захват и диффузия,
можно выразить следующим уравнением в предположении,                 вероятно, доминируют [см. уравнение (3.7)]. Для значений
что η0 ', η0" и η0'" не зависят друг от друга                        η по уравнению (3.17) было рассчитано ηα. Задерживающая
                       η0= η0 '+ η0"+ η0'"        (3.12)             способность одного волокна, объемная доля которого в
Для упрощения уравнений (3.8) и (3.9) можно ввести сле-              фильтрующем слое равна α,
дующее уравнение, справедливое в пределах изменения зна-
чений NRe от 10-4 до 10-1:                                                                               N1 − N 2
                                                                                                   η =            ,      (3.16)
                                                                                                           N1
                              1            1
                                       ∝ N Re6 .            (3.13)
                        2,00 − ln N Re
                                                                     при условии N1 - количество организмов в исходном по-
  Затем раскрываем значения NR и 2x0/df в скобках уравне-                           токе воздуха;
ний (3.8) и (3.9), предполагая, что все члены значительно                        N2 - количество организмов в потоке воздуха,
меньше единицы и что вторым и более высокими порядка-                выходящем из фильтра;

Страницы