Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 123 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

123
21
2
8
3
4
=
г
гг
гч
гБ
ч
M
ТR
pd
Тk
D
π
π
, (3.44)
где p
г
, R
г
, M
г
абсолютное давление (Па), универсальная газовая постоянная
Дж/(кмоль
.
К); молекулярный вес газа, кмоль.
Коэффициент диффузии частиц D
ч
входит в безразмерный комплекс, ха-
рактеризующий отношение сил внутреннего трения к диффузионным силам.
Этот комплекс получил название критерия Шмидта Sc, иногда называемого
диффузионным критерием Pr
D
:
ч
D
Sc
0
0
ρ
μ
= . (3.45)
Другим критерием, используемым в практике диффузионных расчетов,
является критерий Пекле
Ре, представляющий собой отношение конвектив-
ных сил к диффузионным силам:
чч
D
lv
D
lv
ScPe
0
0
0
0
00
Re ===
ρ
μ
μ
ρ
, (3. 46)
где l - определяющий линейный параметр обтекаемого тела.
Величина, обратная критерию Ре, является параметром диффузионного
осаждения и обозначается через D.
Ниже приведены (табл. 3.4) значения коэффициента диффузии частиц,
рассчитанные по формуле (3.44) (для воздуха при нормальных условиях), и
значения критерия Sc:
Таблица 3.4
Значения коэффициента диффузии частиц и критерия
Шмидта от размера частиц аэрозоля
Размер
частиц, мкм 10 1,0 0,1
Коэффициент диф-
фузии, м
2
/с
2,410
-12
2,710
-11
6110
-10
Критерий Sc
6,410
6
5,610
5
2,510
4
Как видно из приведенных данных, коэффициент диффузии резко уве-
личивается с уменьшением размера частиц. Однако скорость диффузии даже
субмикронных частиц весьма мала по сравнению со скоростью диффузии
молекул газов, поскольку коэффициент диффузии частиц на несколько по-
рядков меньше.
Для расчета эффективности диффузионного осаждения частиц при обте-
кании газовым потоком шара
справедливо выражение:
21
)(22
чD
dPe=
η
. (3.47)
Уравнение для расчета эффективности диффузионного осаждения на
цилиндре при вязком его обтекании имеет вид:
3231
т
)Reln2(92,2
= Pe
D
η
, (3.48)
а при потенциальном осаждении
21
19,3
= Pe
D
η
. (3.49)
                                      12
                    4k Б Т г ⎛ 8 R г Т г ⎞
             Dч =             ⎜⎜         ⎟⎟ ,              (3.44)
                   3π d ч p г ⎝
                         2
                                 π M  г ⎠
где pг, Rг, Mг – абсолютное давление (Па), универсальная газовая постоянная
Дж/(кмоль.К); молекулярный вес газа, кмоль.
     Коэффициент диффузии частиц Dч входит в безразмерный комплекс, ха-
рактеризующий отношение сил внутреннего трения к диффузионным силам.
Этот комплекс получил название критерия Шмидта Sc, иногда называемого
диффузионным критерием PrD:
                          μ0
                  Sc =            .                   (3.45)
                         ρ 0 Dч
      Другим критерием, используемым в практике диффузионных расчетов,
является критерий Пекле Ре, представляющий собой отношение конвектив-
ных сил к диффузионным силам:
                          v ρ l μ0         v l
             Pe = Re⋅ Sc = 0 0 ⋅       = 0 ,                (3. 46)
                           μ 0 ρ 0 Dч Dч
где l - определяющий линейный параметр обтекаемого тела.
      Величина, обратная критерию Ре, является параметром диффузионного
осаждения и обозначается через D.
      Ниже приведены (табл. 3.4) значения коэффициента диффузии частиц,
рассчитанные по формуле (3.44) (для воздуха при нормальных условиях), и
значения критерия Sc:
                                                                    Таблица 3.4
             Значения коэффициента диффузии частиц и критерия
                      Шмидта от размера частиц аэрозоля
          Размер частиц, мкм        10            1,0       0,1
                                        -12           -11
         Коэффициент диф-        2,4⋅10        2,7⋅10     61⋅10-10
         фузии, м2/с
         Критерий Sc              6,4⋅106       5,6⋅105   2,5⋅104

     Как видно из приведенных данных, коэффициент диффузии резко уве-
личивается с уменьшением размера частиц. Однако скорость диффузии даже
субмикронных частиц весьма мала по сравнению со скоростью диффузии
молекул газов, поскольку коэффициент диффузии частиц на несколько по-
рядков меньше.
     Для расчета эффективности диффузионного осаждения частиц при обте-
кании газовым потоком шара справедливо выражение:
            η D = 2 2 ( Pe d ч )1 2 .                  (3.47)
     Уравнение для расчета эффективности диффузионного осаждения на
цилиндре при вязком его обтекании имеет вид:
            η D = 2,92(2 − ln Re т ) −1 3 Pe −2 3 ,    (3.48)
а при потенциальном осаждении
            η D = 3,19 Pe −1 2 .                       (3.49)
                                           123