Технология защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г - 63 стр.

UptoLike

Рубрика: 

000
2
00
3
т
1836 v
w
v
gd
vd
gd
F
F
G
ччч
ч
чч
c
==
==
μ
ρ
πμ
ρπ
. (2.9)
Уравнение (2.9) может быть представлено также в виде отношения двух кри-
териев
FrStkG = , (2.10)
где
l
vd
Stk
чч
0
0
2
18
μ
ρ
= - критерий Стокса;
lg
v
Fr
2
0
= - критерий Фруда;
l
- опреде-
ляющий линейный параметр, м.
С учетом уравнения (2.9) определяется и коэффициент осаждения частиц под
действием гравитационных сил в подобных геометрических системах в виде
зависимости
=
Fr
Stk
f
G
Re;
η
. (2.11)
2.2. Центробежное осаждение частиц
Этот метод отделения частиц аэрозолей от воздуха (газа) значительно
эффективнее гравитационного осаждения, так как возникающая центробеж-
ная сила во много раз больше, чем сила тяжести. Центробежная сепарация
может применяться по отношению к более мелким частицам.
Скорость центробежного осаждения шаровой частицы можно опреде-
лить, приравняв центробежную силу
F
ц
, возникающую при вращении пыле-
газового потока, силе сопротивления среды по закону Стокса
F
ц
= m
ч
w
ω
2
/r, (2.12)
где
m
ч
- масса частицы, кг; w
ω
- скорость вращения потока вокруг неподвиж-
ной оси, м/с;
r - радиус вращения потока, м.
Отсюда, скорость осаждения частицы в центробежном поле с учетом
силы сопротивления среды (2.4):
w
ч
= (d
ч
2
ρ
0
/18 μ
0
)(w
ω
2
/r) = τ
р
(w
ω
2
/r). (2.13)
Таким образом, скорость осаждения взвешенных частиц в центробеж-
ных пылеуловителях прямо пропорциональна квадрату диаметра частицы.
Скорость осаждения
w
ч
под действием центробежной силы больше, чем
скорость гравитационного осаждения, в (
w
ω
2
/r)
.
g раз.
Если по аналогии с гравитационным осаждением выразить параметр центро-
бежного осаждения как отношение центробежной силы, действующей на ша-
ровую частицу, к силе сопротивления среды, то получим:
()
r
wd
wd
r
wd
F
F
чч
чч
ч
c
ц
0
2
0
23
18
3
6
μ
ρ
πμρ
π
ω
ω
ω
ω
===
. (2.14)
             Fт    πd ч3 ρ ч g     d ч2 ρ ч g wч
          G=    =                =           =   .                (2.9)
             Fc 6 ⋅ 3πμ 0 d ч v 0 18μ 0 v 0 v 0
Уравнение (2.9) может быть представлено также в виде отношения двух кри-
териев
                 G = Stk Fr ,                      (2.10)
          d ч2 ρ ч v 0                         v 02
где Stk =              - критерий Стокса; Fr =      - критерий Фруда; l - опреде-
          18μ 0 l                              gl
ляющий линейный параметр, м.
С учетом уравнения (2.9) определяется и коэффициент осаждения частиц под
действием гравитационных сил в подобных геометрических системах в виде
зависимости
                           ⎛     Stk ⎞
                   η G = f ⎜ Re;     ⎟.                      (2.11)
                           ⎝     Fr ⎠

                    2.2. Центробежное осаждение частиц
     Этот метод отделения частиц аэрозолей от воздуха (газа) значительно
эффективнее гравитационного осаждения, так как возникающая центробеж-
ная сила во много раз больше, чем сила тяжести. Центробежная сепарация
может применяться по отношению к более мелким частицам.
     Скорость центробежного осаждения шаровой частицы можно опреде-
лить, приравняв центробежную силу Fц, возникающую при вращении пыле-
газового потока, силе сопротивления среды по закону Стокса
                 Fц = mч wω2/r,                        (2.12)
где mч - масса частицы, кг; wω - скорость вращения потока вокруг неподвиж-
ной оси, м/с; r - радиус вращения потока, м.
     Отсюда, скорость осаждения частицы в центробежном поле с учетом
силы сопротивления среды (2.4):
            wч = (dч2 ρ0/18 μ0)(wω2/r) = τр(wω2/r).       (2.13)
     Таким образом, скорость осаждения взвешенных частиц в центробеж-
ных пылеуловителях прямо пропорциональна квадрату диаметра частицы.
     Скорость осаждения wч под действием центробежной силы больше, чем
скорость гравитационного осаждения, в (wω2/r).g раз.
Если по аналогии с гравитационным осаждением выразить параметр центро-
бежного осаждения как отношение центробежной силы, действующей на ша-
ровую частицу, к силе сопротивления среды, то получим:
              Fц   πdч3
                   wω2                 dч2 ρч wω
         ω= =   ρч     (3πμ0 dч wω ) =           .               (2.14)
           Fc 6     r                   18μ0 r