Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 43 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

43
потока массы определяется по соотношению, аналогичному уравнению Ньютона-
Рихмана:
m/(τ
.
f) = β
.
ΔC, кг/(м
2.
с), (1.52)
где β
- коэффициент массоотдачи, м/с; ΔС - разность концентраций
диффундирующего вещества в потоке, кг/м
3
.
Значения коэффициентов массоотдачи для конкретных процессов массо-
обмена определяются опытным путем и обобщаются в форме критериальных
зависимостей.
В неподвижных аэродисперсных системах может происходить диффузионное
распространение взвешенных частиц размером менее 1 мкм. Такие частицы совер-
шают хаотичные перемещения наподобие броуновского движения молекул, но с
меньшей интенсивностью. Диффузия частиц является следствием их столкновений
с молекулами, однако происходит значительно медленнее, чем диффузия молекул в
газе. Коэффициенты диффузии частиц могут быть сравнимы по порядку с коэфи-
циентами диффузии молекул в жидких растворах и изменяются ориентировочно в
пределах 3
.
10
-11
...3
.
10
-7
м
2
/с для частиц размерами соответственно от 10
-6
до 10
-8
м.
Коэффициент диффузии частиц D приближенно можно подсчитать 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 проскальзыва-
ния частиц относительно молекул. Для частиц, взвешенных в воздухе при ат-
мосферном давлении, его можно определить по упрощенному соотношению:
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 частиц
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 аэро-
золя (инерционными, гравитационными, электрическими и т.д.) и сопротивлением
среды.
Диапазоны размеров, в которых реализуются различные режимы движения час-
тиц, 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 еди-
ницах 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 разли-
чают 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 пренебрегают,
среду рассматривают как сплошную, а режим движения частиц называют
потока массы определяется по соотношению, аналогичному уравнению Ньютона-
Рихмана:
                 m/(τ.f) = β.ΔC, кг/(м2.с),                   (1.52)
 где β - коэффициент массоотдачи, м/с; ΔС - разность концентраций
 диффундирующего вещества в потоке, кг/м3.
       Значения коэффициентов массоотдачи для конкретных процессов массо-
 обмена определяются опытным путем и обобщаются в форме критериальных
 зависимостей.
      В неподвижных аэродисперсных системах может происходить диффузионное
распространение взвешенных частиц размером менее 1 мкм. Такие частицы совер-
шают хаотичные перемещения наподобие броуновского движения молекул, но с
меньшей интенсивностью. Диффузия частиц является следствием их столкновений
с молекулами, однако происходит значительно медленнее, чем диффузия молекул в
газе. Коэффициенты диффузии частиц могут быть сравнимы по порядку с коэфи-
циентами диффузии молекул в жидких растворах и изменяются ориентировочно в
пределах 3.10-11...3.10-7 м2/с для частиц размерами соответственно от 10-6 до 10-8 м.
Коэффициент диффузии частиц D приближенно можно подсчитать 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 проскальзыва-
ния частиц относительно молекул. Для частиц, взвешенных в воздухе при ат-
мосферном давлении, его можно определить по упрощенному соотношению:
              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 частиц
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 аэро-
золя (инерционными, гравитационными, электрическими и т.д.) и сопротивлением
среды.
      Диапазоны размеров, в которых реализуются различные режимы движения час-
тиц, 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 еди-
ницах 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 разли-
чают 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 пренебрегают,
среду рассматривают как сплошную, а режим движения частиц называют
                                         43