Скоростной пылеуловитель - труба Вентури

Генетическая гибкость (или пластичность) популяций достигается за счет мутационного процесса и комбинативной изменчивости. И хотя эволюция зависит от постоянного наличия генетической измен­чивости, одно из ее последствий - это появление в популяциях слабо адаптированных особей, в результате чего приспособленность попу­ляций всегда оказывается ниже той, которая характерна для оптимально приспособленных организмов. Это снижение средней приспособленности популяции за счет особей, приспособленность которых ниже оптимальной, называют генетическим грузом. Как писал из­вестный английский генетик Дж. Холдейн, характеризуя генетиче­ский груз: "Это та цена, которую вынуждена платить популяция за право эволюционировать". Он был первым, кто привлек внимание исследователей к существованию генетического груза, а сам термин "генетический груз" ввел в 40-х годах XX века Г. Миллер.

Генетический груз в его широком смысле - это всякое снижение (действительное или потенциальное) приспособленности популяции в силу генетической изменчивости. Дать количественную оценку гене­тического груза, определить его подлинное влияние на популяционную приспособленность - сложная задача. По предложению Ф. Г. Добжанского (1965) носителями генетического груза считаются индивидуумы, приспособленность которых более чем на два стан­дартных отклонения (-2а) ниже средней приспособленности гетерозигот.

Принято выделять три вида генетического груза: мутационный, субстиционный (переходный) и сбалансированный. Общий генетиче­ский груз слагается из этих трех видов груза. Мутационный груз - это та доля общего генетического груза, которая возникает за счет му­таций. Однако, поскольку большинство мутаций носят вредный ха­рактер, то естественный отбор направлен против таких аллелей и час­тота их невелика. Они поддерживаются в популяциях в основном благодаря вновь возникающим мутациям и гетерозиготным носителям.

Генетический груз, возникающий при динамическом изменении частот генов в популяции в процессе замены одного аллеля другим, называется субстиционный (или переходным) грузом. Такое заме­щение аллелей обычно происходит в ответ на какое-либо изменение в условиях среды, когда ранее неблагоприятные аллели становятся бла­гоприятными, и, наоборот, (примером может быть явление индустри­ального механизма бабочек в экологически неблагополучных рай­онах). При этом частота одного аллеля уменьшается по мере увеличе­ния частоты другого.

Сбалансированный (устойчивый) полиморфизмвозникает, ко­гда многие признаки поддерживаются на относительно постоянном уровне за счет уравновешивающего отбора. При этом благодаря сбалансированному (уравновешивающему) отбору, действующему в про­тивоположных направлениях в популяциях сохраняются два или больше аллея ей какого-либо локуса, а соответственно и разные гено­тип и фенотипы. Примером может служить серповидноклеточность. Здесь отбор направлен против мутантного аллеля, находящегося в гомозиготном состоянии, но в то же время действует в пользу гетерозигот, сохраняя его. Состояние сбалансированного груза может быть достигнуто в сле­дующих ситуациях: 1) отбор благоприятствует данному аллелю на одной стадии онтогенеза и направлен против него на другой; 2) отбор благоприятствует сохранению аллеля у особей одного пола и действу­ет против - у особей другого пола; 3) в пределах одного аллеля разные генотипы дают возможность организмам использовать разные экологические ниши, что снижает конкуренцию и, как следствие, ослабля­ется элиминация; 4) в субпопуляциях, занимающих разные места обитания, отбор благоприятствует разным аллелям; 5) отбор благо­приятствует сохранению аллеля пока он редко встречается и направ­лен против него, когда он встречается часто.

Предпринималось много попыток оценить реальный генетический груз в популяциях человека, однако, оказалось, что это очень сложная задача. Косвенно о нем можно судить по уровню пренатальной смертности и рождению детей с теми или иными формами аномалий развития, особенно от родителей, состоящих в инбредных браках, а еще более – инцестных.

Скоростной пылеуловитель - труба Вентури

Скоростной пылеуловитель представляет собой последовательно установленные по движению газа турбулентный промыватель (трубу Вентури) и мокрый центробежный циклон или скруббер. Он широко применяется для очистки технологических и вентиляционных газов от мелкодисперсной пыли, а также для охлаждения н химической очистки газа практически во всех отраслях промышленности. Коэффициент очистки скоростного пылеуловителя при очистке газов от мелкодисперсной смачивающейся пыли достигает 99%.

Труба Вентури состоит из трех частей: конфузора 1, горловины 2 и диффузора 3. Запыленный газ вводит в широкое отверстие конфузора, сужающегося под углом 25°, в котором увеличивается его скорость. В конфузор на некотором расстоянии от горловины подают воду. В горловине газ приобретает высокую скорость движения, в турбулентном потоке которого вода дробится на мельчайшие капли. Образовавшиеся капельки воды интенсивно перемешиваются в потоке газа, сталкиваются с частицами пыли и укрупняют их. При входе в диффузор, расширяющийся под углом 6°, газ теряет скорость и осуществляется дальнейшая коагуляция пыли. Скорость газов во входном сечении конфузора V₁ и выходном сечении диффузора V₃ рекомендуется V₁= V₃= 18-24м /с.

Скорость газа в горловине принимают в зависимости от размера частиц улавливаемой ныли:

для возгонов V₂=150 м/с, для пыли размером менее 1 мкм, V₂=90-120 м/с, для частиц от

1 до 5 мкм V₂=70-90 м/с, для пыли крупнее 5 мкм V₂ ³ 60 м/с. Удельный расход воды составляет 0.25-1.25 л/м³. Чем мельче пыль, тем больше удельный расход воды.

Расчет трубы Вентури осуществляется в следующем порядке. Зная расход очищаемых газов Q м³/час и задаваясь скоростью их движения в горловине V_2, м/с, определяют диаметр горловины трубы по формуле: . Принимая удельный расход жидкости L, л/м³, определяют средний диаметр её капель, образующихся в трубе Вентури .

Определяют критерий Стокса для отдельных фракций пыли по формуле: где p_n, p_r - плотности соответственно пыли и газа, кг/м³, v - кинематическая вязкость газа в горловине трубы, м²/с, d_n - диаметр частиц пыли, мкм. .

Для отдельных фракций, состав пыли определяют фракционный коэффициент очистки .

Зная фракционный состав пыли: подсчитывают общий коэффициент очистки , где f₁,f₂..f_n - содержание данной фракции пыли,%

Сопротивление трубы Вентури, подсчитывают по формуле , где P_r - коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури, принимается Е_1г =0.25-0.3; d_ж - то же, при подаче жидкости в горловину, принимается d_ж = 0.7-2 в зависимости от выхода жидкости L и скорости в горловине трубы V₂.

1 - конфузор, 2 - горловина, 3 - диффузор, 4 - циклон-каплеуловитель, 5 - подвод воды.