Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

78
Скорость осаждения частиц из турбулентного потока значительно выше, чем
можно было бы ожидать из оценки гравитационных, термических или электростатических
сил, броуновской диффузии. 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.
В общем случае движение частицы в турбулентном потоке можно описать
функциональной зависимостью:
3
0
, , , , , 0
ч t Б
U u d u D
f Cd
u c u
(5.31)
где: U
0
- скорость осаждения потоком частиц; c - концентрация частиц (число частиц в
единице объема); d - диаметр частиц;
ч
и - плотность частицы и среды, соответственно;
- кинематическая вязкость среды; D
Б
коэффициент броуновской диффузии; u
t
- конечная
скорость частиц; u
- скорость скольжения. U
0
/(u
C) представляет собой отношение
скоростей переноса частиц вперед и вдоль стенки, u
d /v - число Рейнольдса для частицы;
ч
/- относительная плотность частиц по отношению к среде, C d
3
- мера объема частиц;
u
t
/u
- отношение конечной скорости частиц к скорости сдвига, характеризующее
действие внешней силы, и D
Б
/v = 1 /Sc - отношение коэффициента броуновской
диффузии к кинематической вязкости среды (обратная величина числа Шмидта).
Если пренебречь силой тяжести или внешними силами и концентрационными
эффектами, уравнение (5.31) упрощается до выражения:
0
, , , 0,
ч Б
U u d D
f
u c
(5.32)
если пренебречь и броуновской диффузией:
0
, , 0
ч
U u d
f
u c
(5.33)
Если броуновская диффузия D
Б
, играет более важную роль, чем относительная
плотность, то
0
Б
U u d D
f
u c
(5.34)
Экспериментальные данные для частиц размером от 0,5 до 50 мкм подчиняются
уравнению:
2
*
0
1525
S
U
u c
(5.35)
где S*- коэффициент, по смыслу соответствующий коэффициенту лобового
сопротивления.
Для сферических частиц, движущихся в режиме Стокса:
*
0,05
c
u d
S
(5.36)
Подставляя это выражение в (5.35), получаем:
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы