Гравитационное осаждение (седиментация)
При падении частица пыли испытывает сопротивление среды. Наиболее просто это сопротивление описывается при прямолинейном и равномерном движении шаровой частицы, когда можно пренебречь турбулентностью потока и конвекционными токами (за счет неоднородности температуры). Турбулентность потока и конвекционные токи вносят поправки в расчетные параметры. Сила сопротивления, действующая на частицу
F 
= 
Sч 
,
где - коэффициент лобового сопротивления частицы; S ч– площадь сечения частицы, перпендикулярно движению; Vч – скорость движения; 
π - плотность газа.
В промышленной практике диаметр частиц (dч) обычно значительно больше длины свободного пробега молекул dч>>ℓ. Для этих условий применим закон Стокса:
Для частиц размером 0,2 – 2 мкм вводится поправка, учитывающая увеличение подвижности частиц, размер которых сравним со средней длиной свободного пробега газовых молекул. При оценке гравитационного осаждения рассчитывают V осаждения частицы, параметр гравитационного осаждения G и эффективность осаждения. При расчете сопротивления средние переменные условия движения отражаются коэффициентом лобового сопротивления частиц. Возможны следующие случаи:
- критерий Re 
2, при этом применим закон Стокса. Условия применения этого закона - размер частиц. При достаточно хорошем приближении этот закон применим на весь диапазон размеров частиц пыли , образующихся в промышленности.
=24/Reч
- для турбулентного режима.
Reч 
500, 
=0,44.- постоянен
Для переходного режима возможно использовать линейную аппроксимацию
=55/Reч (Re от 100 до 1000).
Для изометрических частиц вводится понятие динамического коэффициента формы æ .
Скорость V осаждения частицы рассчитывается из условия равенства силы сопротивления среды и внешней силы. Приравнивая эти силы находят V осаждения частицы. В аппаратах гравитационного действия эта V прямо пропорциональна квадрату диаметра частицы. Для небольших значений критерия Рейнольдса предполагается, что сопротивление среды не зависит от ускорения. С увеличением критерия сопротивления среды увеличивается параметр гравитационного осаждения G. Он равен отношению силы тяжести к силе сопротивления среды и определяется как отношение Vc осаждения к скорости газового потока VГ, кроме того параметр характеризуется отношением критериев Стокса Stk и Фруда Fr
G= 
Эффективность осаждения в результате определяется:
=f(Re; 
)
Дата добавления: 2014-12-29; просмотров: 1680;