ОСАЖДЕНИЕ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ В ПУЗЫРЬКАХ
В обычных условиях в пузырьках осаждение частиц происходит под действием трех механизмов: инерции, гравитации и диффузии. Оценим влияние каждого из них. При движении пузырьков через слой жидкости внутри их возникает пульсация газов, причем у поверхности пузырька эту циркуляцию можно выразить формулой где - скорость циркуляции у поверхности пузырька, м/с; - угол между радиусом-вектором и направлением движения пузырька, град. Для упрощения расчетов принимаем, что пузырьки имеют шарообразную форму, и пренебрегаем эффектом зацепления, поскольку размер частиц значительно меньше размера пузырьков. Инерционное осаждение частиц в пузырьке происходит под действием центробежной силы. Скорость движения частиц при этом описывается уравнением Тогда за 1 с в пузырьке осядет число частиц , равное где n- концентрация частиц, 1/м3. Число частиц, осевших на 1 см пути пузырька, составит Коэффициент инерционного осаждения при прохождении пузырьком 1 см пути будет равен За счет силы тяжести в пузырьке за 1 с осядет частиц, а эффективность гравитационного осаждения при прохождении пузырьком 1 см пути составит Для расчета эффективности диффузионного осаждения в пузырьке при прохождении 1 см пути предложено выражение [2]: Анализ приведенных выше формул показывает, что в пузырьке диаметром dп=0,2 - 1,0 см при обычно принимаемой скорости их подъема = 0,28 м/с инерционное осаждение на порядок больше гравитационного и что эффективность осаждения на поверхности пузырька сильно возрастает с уменьшением его диаметра. На рис. 4.7 приведены коэффициенты , и , рассчитанные по формулам (4.38) - (4.40), в случае осаждения частиц различного диаметра при dп = 4,5·10-3 м; =0,28 м/с; = 2000 кг/м3; =18·10-6 Па·с. Кривые на рис. 4.7 показывают, что с ростом размера частиц коэффициенты и возрастают, а коэффициент , наоборот, уменьшается. Однако и для частиц размером менее 1 мкм величина коэффициента весьма незначительна. Рисунок4.7 - Коэффициенты осаждения частиц на поверхности пузыря при прохождении 1 см пути: 1 - ; 2 - ; 3 - . В работе [2] рассмотрено осаждение предварительно заряженных частиц крупнее 0,3 мкм в пузырьке за счет совместного действия центробежной силы и электрического заряда. Принимается, что пузырьки поднимаются в жидкости, являющейся проводником, и что нулевой потенциал существует при r, равном радиусу пузырька, т. е. на поверхности осаждения. Теоретическим путем авторами работы получено выражение, описывающее эффективность осаждения частиц в пузырьке при совместном действии двух механизмов + KE Также была проведена оценка эффективности осаждения частиц пыли за счет термофореза при охлаждении воздуха с температурой от 100 до 250 °С водой, имеющей температуру 20 °С, в аппарате с провальными тарелками. В условиях развитой турбулентной пены (а = 8 см2/см3) приНп = 6 см были построены значения в зависимости от критерия отношения (Тг—Тж)/(Тг+Тж) (рис. 4.8). Кривые, приведенные на рис. 4.8, свидетельствуют о том, что эффективность осаждения при термофорезе в тарельчатом аппарате не превышает 3 - 4%, т. е. весьма незначительна. Рисунок4.8 - Зависимость эффективности осаждения частиц в пузырьке при термофорезе от критерия при различных значениях отношения (Тг—Тж)/(Тг+Тж): 1- 0,120; 2 - 0,182; 3 - 0,282. Эффективность осаждения частиц в пузырьке при диффузиофорезе зависит главным образом от разности парциальных давлений пара и . Необходимо сразу остановиться на различном влиянии диффузиофореза при испарении и конденсации. В испарительном процессе диффузиофорез играет отрицательную роль, так как приводит к снижению скорости частиц, движущихся за счет сил инерции к поверхности пленки жидкости. Как показали расчеты, отрицательное влияние диффузиофореза на осаждение частиц пыли в тарельчатых аппаратах невелико и не оказывает существенного влияния на эффективность пылеулавливания. При осуществлении процесса конденсации роль диффузиофореза, напротив, резко возрастает.
Рисунок 4.9 - Зависимость эффективности осаждения частиц в пузырьке при диффузиофорезе от разности парциальных давлений пара. Для случая охлаждения воздуха при нормальном давлении с точкой росы, изменяющейся от 80 до 40°С, водой с температурой 5°С результаты приведены на рис. 4.9, из которого видно, что эффективность осаждения частиц довольно резко возрастает с увеличением разности - . Таким образом, из всех механизмов осаждения, возникающих, при осуществлении теплообмена в слое пены, существенным с точки зрения изменения эффективности очистки, причем в большую сторону, является диффузиофорез, возникающий при конденсации.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (490)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |