Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 104 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

104
3.1. Гравитационное осаждение частиц
Работа гравитационных пылеулавливающих устройств основана на за-
конах гравитационного осаждения, т. е. осаждения пылевых частиц под дей-
ствием силы тяжести. Явления осаждения имеют место также в аппаратах,
действие которых, главным образом, основано на использовании других сил.
Рассмотрим прямолинейное равномерное движение частицы, подчи-
няющееся закону Ньютона. Возможные конвективные токи не учитываются.
При движении частица встречает сопротивление среды, которое может
быть определено
F
с
= ζ
ч
S
ч
w
ч
2
ρ
0
/2, (3.1)
где
S
ч
- проекция поперечного сечения частицы на направление ее движения
(площадь миделева сечения), м
2
; ρ
0
- плотность среды, кг/м
3
; w
ч
- скорость
частицы, м/с; ζ
ч
- аэродинамический коэффициент сопротивления частицы.
Коэффициент сопротивления частицы ζ
ч
зависит от числа Рейнольдса
Re
ч
. Для шаровой частицы
Re
ч
= w
ч
d
ч
ρ
0
/μ
0
, (3.2)
здесь μ
0
- динамическая вязкость воздуха (газа), Па
.
с; d
ч
, - диаметр частицы,
м.
Соответствующая зависимость приведена на графике (рис. 3.1).
Согласно экспериментальным данным коэффициенты сопротивления для
шаровой пылевой частицы имеют следующие значения (табл.3.1).
Таблица 3.1
Зависимость коэффициента сопротивления от режима движения
Re
ч
≤ 2 2 < Re
ч
< 500 500 < Re
ч
< 150000
ζ
ч
= 24/Re ζ
ч
= 18,5/ Re
0,5
ζ
ч
= 0,44
Приняв значение ζ
ч
, для случая ламинарного движения в области Re
ч
<
2, ζ
ч
= 24/Re
ч
, подставим значение его в формулу Ньютона (3.1.)
F
с
= (24/Re
ч
)(π d
ч
2
/4)(w
ч
2
ρ
0
/2) = 24 μ
0
π d
ч
2
w
ч
2
ρ
0
/(8 w
ч
d
ч
ρ
0
) (3.3)
и получим
Рис. 3.1. Зависимость коэффициента лобового сопротивления шаровой
частицы
ξ
ч
от критерия Rе
ч
(кривая Рэлея) 
                     3.1. Гравитационное осаждение частиц

     Работа гравитационных пылеулавливающих устройств основана на за-
конах гравитационного осаждения, т. е. осаждения пылевых частиц под дей-
ствием силы тяжести. Явления осаждения имеют место также в аппаратах,
действие которых, главным образом, основано на использовании других сил.
     Рассмотрим прямолинейное равномерное движение частицы, подчи-
няющееся закону Ньютона. Возможные конвективные токи не учитываются.
     При движении частица встречает сопротивление среды, которое может
быть определено
                Fс = ζч Sч wч2ρ0/2,                       (3.1)
где Sч - проекция поперечного сечения частицы на направление ее движения
(площадь миделева сечения), м2; ρ0 - плотность среды, кг/м3; wч - скорость
частицы, м/с; ζч - аэродинамический коэффициент сопротивления частицы.
     Коэффициент сопротивления частицы ζч зависит от числа Рейнольдса
Reч. Для шаровой частицы
                Reч = wч dч ρ0/μ0,                        (3.2)
                                                   .
здесь μ0 - динамическая вязкость воздуха (газа), Па с; dч, - диаметр частицы,
м.
     Соответствующая зависимость приведена на графике (рис. 3.1).




  Рис. 3.1. Зависимость коэффициента лобового сопротивления шаровой
                 частицы ξч от критерия Rеч (кривая Рэлея)
Согласно экспериментальным данным коэффициенты сопротивления для
шаровой пылевой частицы имеют следующие значения (табл.3.1).
                                                             Таблица 3.1
    Зависимость коэффициента сопротивления от режима движения
         Reч ≤ 2                2 < Reч< 500          500 < Reч< 150000
        ζч = 24/Re             ζч = 18,5/ Re0,5            ζч = 0,44

      Приняв значение ζч, для случая ламинарного движения в области Reч <
2, ζч = 24/Reч, подставим значение его в формулу Ньютона (3.1.)
        Fс = (24/Reч)(π dч2/4)(wч2ρ0/2) = 24 μ0 π dч2 wч2ρ0/(8 wч dч ρ0) (3.3)
и получим

                                       104

Страницы