Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Гравитационное Осаждение частицСодержание книги
Поиск на нашем сайте
В аппаратах, использующих этот принцип улавливания пыли, осаждение взвешенных частиц происходит под действием силы тяжести. При падении частица пыли испытывает сопротивление среды. Наиболее просто это сопротивление описывается при прямолинейном и равномерном движении шаровой частицы, т. е. в том случае, когда можно пренебречь турбулентностью потока и конвекционными токами. Сила сопротивления, действующая на частицу при ее движении, Fс (H) может быть выражена уравнением: где ζч- коэффициент лобового сопротивления частицы; sч- площадь сечения частицы, перпендикулярного направлению движения, м2; υч- скорость движения частицы, м/с; ρг- плотность газа, кг/м3. В случае шаровой частицы sч = /4, где -диаметр частицы (м), и Коэффициент ζч зависит от критерия Рейнольдса для частицы ( / , где - динамическая вязкость газов, Па·с). Эта зависимость приведена на рис. 2.1. При обычно соблюдаемом в промышленной практике соотношении >> i(где i - средняя длина свободного пробега молекул газов, м) сопротивление среды описывается законом Стокса 1 - область действия закона Стокса; 2 - стандартная кривая; 3 - область действия формулы Ньютона. Рисунок 2.1 - Зависимость коэффициента лобового сопротивления шаровой частицы от критерия . Для частиц размером 0,2-2,0 мкм в уравнение (2.4) вводится поправка Кенингема - Милликена, учитывающая повышение подвижности частиц, размер которых сравним со средней длиной свободного пробега газовых молекул Поправка рассчитывается по уравнению: В свою очередь можно рассчитать по уравнению (2.7) где - масса 1 кмоль газов, кг/кмоль; -универсальная газовая постоянная; = 8314 Дж/(кмоль·К); - абсолютная температура газов, К. Для воздуха при tг=20°С и нормальном атмосферном давлении = 6,5·10-8 м. Ниже приведены значения поправок в соответствии с уравнением (2.6) для воздуха при нормальных условиях: , мкм....……..0,003 0,01 0,03 0,1 0,3 1,0 3,0 10,0 Подставляя (2.4) в выражение (2.3), получим для области действия закон Стокса ζч = 24/ (2.8) Закон Стокса применим при ламинарном движении частиц, когда ≤2. Причем решающее значение для определения применимости закона Стокса принадлежит в обычных практических условиях размеру частиц. Для турбулентного режима движения частиц ( >500) коэффициент ζч можно принимать постоянным, равным 0,44 (формула Ньютона). Для переходного режима (2< <500) значение ζч может быть найдено из выражения ζч= 18,5/ (2.9) При значениях в пределах от 100 до 1000 возможна до- ζч = 55/ (2.10) В более широком диапазоне значений - от 0 до 104 для расчета величины ζч можно воспользоваться эмпирической формулой [3] lgζч = 0,113(lg )2-0,311 lg + l,4 (2.11) Относительная погрешность при расчетах по формуле (2.11) не превышает 5%. В случае не шарообразных частиц вводится понятие динамического коэффициента формы х, определяемого из выражения (2.12) где - эквивалентный диаметр частицы, равный диаметру шара, объем которого равен объему данной частицы, м. При определении скорости осаждения частиц не шарообразной формы в расчетных формулах величина ζч заменяется на ζч х, а вместо диаметра подставляется эквивалентный диаметр . Ниже приводятся значения динамического коэффициента формы для частиц
Величина ζч для изометрических частиц в широком интервале значений может быть найдена из графика, приведенного на рис. 2.2, в зависимости от коэффициента сферичности х с, представляющего собой отношение поверхности шара с объемом, равным объему данного тела, к поверхности последнего. В общем виде конечная скорость частицы υч (м/с), достигаемая при установлении равенства между силой сопротивления среды и внешней силой Fв (H), действующей на частицу, определяется по формуле
Рисунок2.2 - Зависимость коэффициента сопротивления изометрических частиц от критерия при различных значениях с:1 - 670; 2 - 806; 3 - 846; 4 - 245; 5 - 100 В области действия закона Стокса выражение (2.13) принимает вид: (2.14) При гравитационном осаждении шаровой частицы где - плотность частицы, кг/м3. Откуда скорость осаждения (в области действия закона Стокса) Если пренебречь ρг, то величина υcсоставит где τр- время релаксации частицы, с. Из формулы (2.17) следует, что скорость осаждения взвешенных частиц в газоочистных аппаратах, использующих действие силы тяжести, прямо пропорциональна квадрату диаметра частицы. Ниже приводятся скорости падения частиц плотностью ρч=1000 кг/м3 в неподвижном воздухе под действием силы тяжести: Диаметр частицы, мкм 100 10 1 Скорость падения, м/с 0,3 0,003 0,00003 Величину υс при гравитационном осаждении частиц в воздухе можно определить с помощью графика, приведенного на рис. 2.3. На графике приведены скорости осаждения при температуре воздуха 15°С в зависимости от диаметра частиц и их плотности, а также скорости осаждения частиц, имеющих плотность ρч = 2000 кг/м3 и оседающих под действием силы, превышающей силу тяжести в 10, 100 и 1000 раз. 1 - под действием силы тяжести; 2 - 4 - под действием силы, превышающей силу тяжести соответственно в 10, 100, 1000 раз Рисунок 2.3 - Диаграмма для определения скорости осаждения частиц в воздухе. На рис. 2.4 приведена зависимость [2] модифицированного коэффициента сопротивления от критерия и ускорения шаровых частиц ач. Как видно из рис. 2.4, при малых значениях Reч величина ζч имеет тот жепорядок, что и при равномерном движении. С увеличением сопротивление среды при ускоренном движении возрастает тем больше, чем выше ускорение. Рисунок2.4 - Зависимость коэффициента сопротивления сферической частицы, падающей с ускорением ач (м/с2) в воздухе, от критерия при различных значениях ач: 1 - 7,81; 2 - 6,81; 5 - 5,81; 4 - 4,81; 5 - 3,81; 6 - 1,81; 7 - 0. Параметр гравитационного осаждения равен отношению силы тяжести (Н) и силе сопротивления среды и может быть выражен отношением скорости осаждения частицы к скорости газового потока υг(в м/с): Уравнение (2.18) может быть представлено также в виде отношения двух критериев G = Stk/Fr (2.19) где / критерий Стокса; Fr= / - критерий Фруда; -определяющий линейный параметр, м. С учетом уравнения (2.19) определяется и коэффициент осаждения частиц под действием гравитационных сил в подобных геометрических системах в виде зависимости
|
||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-14; просмотров: 377; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.188.130.151 (0.01 с.) |