Тема 6. Основные механизмы осаждения частиц

Работа любого пылеулавливающего аппарата основана на использовании одного или нескольких механизмов осаждения взвешенных в газах частиц.

1. Гравитационное осаждение (седиментация) происходит в результате вертикального оседания частиц под действием силы тяжести при прохождении через пылеочистительный аппарат.

2. Осаждение под действием центробежной силы. Наблюдается при криволинейном движении аэродисперсного потока (потока частиц в воздухе, когда развиваются центробежные силы). Под действием этих сил частица отбрасывается на поверхность осаждения.

3. Инерционное осаждение происходит тогда, когда масса частиц настолько значительна или скорость ее движения настолько велика, что она не может следовать вместе с газом по линиям тока, огибающим препятствия, а, стремясь по инерции продолжить движение, сталкивается с препятствием осаждается на нем..

4. Зацепление происходит, когда расстояние частицы движется с газовым потоком от обтекаемого тела равно или меньше радиуса частиц.

5. Диффузионное осаждение. Мелкие частицы испытывают непрерывное воздействие молекул газа, находящихся в броуновском движении. В результате возможно осаждение частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата.

6. Электрическое осаждение. В процессе ионизации газовых молекул электрическим разрядом происходит заряд частиц, содержащихся в газах. Под действием электрического поля частицы осаждаются на электроды. Электрическое осаждение возможно и при взаимодействии частиц с каплями или пузырями. Электрические заряды могут быть подведены:

• к частицам
• к орошающей жидкости
• одновременно и к частицам, и к жидкости

Электрическое осаждение может также происходить при прохождении аэрозоля через фильтрующие перегородки.

7. Термофорез - отталкивание частиц нагретыми телами. Этот механизм зависит от осаждения частицы и средней длины свободного пробега газовых молекул.

8. Диффузиофорез - движение частиц, вызванное градиентом концентрации компонен­тов газовой смеси. Это явление отчетливо проявляется в процессе испарения и конден­сации. При испарении на поверхности капли возникает градиент концентрации пара. Однако общее давление пара должно оставаться постоянным, поэтому происходит гид­родинамическое течение пара - газовой смеси, направленное перпендикулярно к по­верхности испаряющейся капли и компенсирующей диффузию газов и этой поверхно­сти. Это гидродинамическое течение называется Стефановским, оно оказывает суще­ственное влияние на осаждение частиц.

9. Другие механизмы осаждения: фотофорез, воздействие магнитного поля, воздействие радиометрических сил.

Влияние того или иного механизма на осаждение частиц определяется рядом факторов и, прежде всего, размером частиц. Для расчета эффективности осаждения за счет любого из перечисленных механизмов используется метод теории подобия. Согласно этой теории эффективность осаждения за счет определенного механизма может быть охарактеризована безразмерным параметром. Общая эффективность осаждения в аппарате за счет нескольких механизмов является функцией этих параметров и критерия Рейнольдса, определяющего характера движения газовой среды.

=f (Re; G; w; Stk; R; D; Ke)

В скобках представлены безразмерные параметры осаждения частиц за счет эффекта соответственно седиментации, центробежной силы, инерции, касания, диффузии, электрических сил.