Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 52 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

52
но от 10
-6
до 10
-8
м. Коэффициент диффузии частиц D приближенно можно под-
считать по формуле:
D = R
.
T
.
C
к
/(3 π
.
η
г
.
d
ср
.
N), (1.53)
где d
ср
- средний диаметр частиц, м; N - число Авогадро; С
к
- число Кан-
нингхема.
Число Каннингхема вводится в формулу (1.53) для учета проскальзы-
вания частиц относительно молекул. Для частиц, взвешенных в воздухе при
атмосферном давлении, его можно определить по упрощенному соотноше-
нию:
C
к
= 1 + (6,2
.
10
-7.
T/d
ср
). (1.54)
В потоках аэрозолей движение взвешенных частиц разных размеров имеет
различный характер. Если режим движения потока ламинарный, а размеры час-
тиц соизмеримы с длиной свободного пробега молекул (ориентировочно 10
-7
м и
менее), то на их движении существенно сказываются диффузионные процессы.
Характер движения частиц, размеры которых превосходят длину свободного
пробега молекул, в основном определяются силами, формирующими поток аэ-
розоля (инерционными, гравитационными, электрическими и т.д.) и сопротив-
лением среды.
Диапазоны размеров, в которых реализуются различные режимы движения
частиц, устанавливают по критерию (числу) Кнудсена (Kn):
Kn = 2 l
мг
/d
ч
, (1.55)
где l
мг
- средняя длина пробега молекул газа при заданных параметрах со-
стояния, d
ч
- диаметр частицы, причем обе величины выражают в одинаковых
единицах измерения.
Если Kn > 0,1 при размерах взвешенных частиц менее 10
-6
м, аэрозоль может
рассматриваться как дискретная среда, взвешенные частицы которой пере-
двигаются в пространстве между молекулами газа-носителя. При этом раз-
личают 3 модели перемещения частиц: движение со скольжением (0,1< Kn<
0,3), переходное (0,3 <Kn< 10) и броуновское или свободномолекулярное
(Kn >10).
При размерах частиц более 10
-6
м поправкой Каннингхема пренебрега-
ют, среду рассматривают как сплошную, а режим движения частиц назы-
вают гидродинамическим или стоксовским. В качестве характеристики
движения одиночной частицы в сплошном газовом потоке принимают для
нее критерий Рейнольдса Re
ч
, который подсчитывают по соотношению:
Re
ч
= d
ч
.
ϕ
г
.
(w
ч
- w
г
)/η
г
, (1.56)
где ϕ
г
объемная доля газа в потоке; w
ч
, w
г
- скорости частицы и газа-
носителя.
Обычно число Re
ч
для твердых взвешенных частиц в пылегазовых выбро-
сах имеет величину порядка 10'
4
...10
2
.
При проектировании пылегазоочистных устройств размеры частиц загряз-
но от 10-6 до 10-8 м. Коэффициент диффузии частиц D приближенно можно под-
считать по формуле:
             D = R.T.Cк/(3 π.ηг.dср.N),                       (1.53)
 где dср - средний диаметр частиц, м; N - число Авогадро; Ск - число Кан-
 нингхема.
      Число Каннингхема вводится в формулу (1.53) для учета проскальзы-
вания частиц относительно молекул. Для частиц, взвешенных в воздухе при
атмосферном давлении, его можно определить по упрощенному соотноше-
нию:
            Cк = 1 + (6,2.10-7.T/dср).                        (1.54)
      В потоках аэрозолей движение взвешенных частиц разных размеров имеет
различный характер. Если режим движения потока ламинарный, а размеры час-
тиц соизмеримы с длиной свободного пробега молекул (ориентировочно 10-7 м и
менее), то на их движении существенно сказываются диффузионные процессы.
      Характер движения частиц, размеры которых превосходят длину свободного
пробега молекул, в основном определяются силами, формирующими поток аэ-
розоля (инерционными, гравитационными, электрическими и т.д.) и сопротив-
лением среды.
      Диапазоны размеров, в которых реализуются различные режимы движения
частиц, устанавливают по критерию (числу) Кнудсена (Kn):
                Kn = 2 lмг/dч,                            (1.55)
где lмг - средняя длина пробега молекул газа при заданных параметрах со-
стояния, dч - диаметр частицы, причем обе величины выражают в одинаковых
единицах измерения.
      Если Kn > 0,1 при размерах взвешенных частиц менее 10-6 м, аэрозоль может
рассматриваться как дискретная среда, взвешенные частицы которой пере-
двигаются в пространстве между молекулами газа-носителя. При этом раз-
личают 3 модели перемещения частиц: движение со скольжением (0,1< Kn<
0,3), переходное (0,3 10).
      При размерах частиц более 10-6 м поправкой Каннингхема пренебрега-
ют, среду рассматривают как сплошную, а режим движения частиц назы-
вают гидродинамическим или стоксовским. В качестве характеристики
движения одиночной частицы в сплошном газовом потоке принимают для
нее критерий Рейнольдса Reч, который подсчитывают по соотношению:
                Reч = d ч. ϕг.(wч - w г)/ηг,              (1.56)
 где ϕг – объемная доля газа в потоке; wч, w г - скорости частицы и газа-
 носителя.
      Обычно число Reч для твердых взвешенных частиц в пылегазовых выбро-
сах имеет величину порядка 10'4...102.
      При проектировании пылегазоочистных устройств размеры частиц загряз-

                                      52