Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов (1027477), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Если эта сила G, то конечная скорость ut равнаut =2G.ArCDДля сферической частицы, движущейся в области вязкого обтекания,уравнение переходит вut =G.3pdmЕсли внешней силой, действующей на частицу, является сила тяготения,то61d 2 (rч - r)gut =,18mгде ρч – плотность частицы.В общем случае, за пределами области вязкого течения, при действии начастицу силы тяжестиut =4d(rч - r )g.3rC DВ переходной области, где CD является функцией числа Рейнольдса, этоуравнение трудно решить, не прибегая к методу последовательных приближений.АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ЧАСТИЦ В СРЕДЕ, ОГРАНИЧЕННОЙ СТЕНКАМИДля некоторых типов пылеулавливающих аппаратов, таких как пылеосадители, циклоны, электростатические фильтры, размеры частиц пренебрежимомалы по сравнению с размерами оборудования. Однако в других случаях, например для тканевых или насыпных фильтров с мелкими зернами, расстояниямежду волокнами ткани или между зернами достаточно малы, поэтому поток,проходящий сквозь фильтрующую среду, становится подобным потоку среды,ограниченной одной или несколькими стенками.Это может привести к увеличению лобового сопротивления потока движущимся через фильтры частицам.
Однако следует отметить, что современныетеории фильтрации не всегда учитывают этот фактор.Наличие ограничивающей стенки вызовет два эффекта в потоке, в котором движется частица: движение среды в стороны, вызываемое раздвигающей62ее частицей, останавливается стенкой, и воздействие стенки на частицу, когдалинии обтекания вокруг частицы искажены наличием стенки.Граничные эффекты зависят от типа границы. Теоретические соображения и экспериментальные работы позволили установить коэффициенты для модифицированного уравнения закона Стокса (4.2) для следующих случаев:· частица вблизи одной стенки;· частица между двумя параллельными стенками;Аэродинамическое сопротивление потока вблизи границы Fw может бытьрассчитано из следующего соотношенияFW =F,kгде F – лобовое сопротивление по закону Стокса;k – граничный поправочный коэффициент.Для трех случаев поправочный коэффициент определяется следующимиуравнениями.1.
Сферическая частица движется параллельно бесконечной плоской стенкебесконечной протяженности на расстоянии L/2 от стены:k = 1-9 d.16 L2. Сферическая частица, движущаяся между двумя равноудаленными стенками,расстояние между которыми равно L:345dædöædöædök = 1 - 1,004 + 0,418ç ÷ + 0,21ç ÷ - 0,169ç ÷ .LèLøèLøèLø63АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ НАЛИЧИИ НЕСКОЛЬКИХ ЧАСТИЦПрактически во всех случаях в газовом потоке присутствует значительноеколичество частиц, поэтому уравнения сопротивления потока движению однойчастицы необходимо модифицировать таким образом, чтобы учесть взаимноевлияние частиц, которое становится заметным уже при достаточно малых концентрациях.
Так, при объемной концентрации частиц (отношение объема частиц к общему объему), равной 0,002 м3/(м2×ч), сопротивление среды движениючастиц возрастает на 1%.Движение системы частиц в безграничной среде приводит к движениюсреды вокруг этой системы. Когда частицы находятся достаточно близко одна кдругой, среда между частицами движется вместе с ними и такая система можетрассматриваться как облако (рой).
Если система частиц движется между стенками или если частицы достаточно удалены друг от друга, среда будет двигаться также и между частицами. В практическом случае это означает, что существует движение частиц, как в виде облаков (роев), так и другие промежуточныетипы движения частиц в виде систем переменного состава и индивидуальныхчастиц.Задача настолько сложна, что до настоящего времени были найдены лишьчастные решения для предсказания движения роя частиц и тормозящих эффектов. В общем случае рои частиц имеют тенденцию двигаться быстрее, чем индивидуальные частицы, в то время как системы в пристенном слое движутсямедленнее отдельных частиц.Высказано предположение [Страус], что частицы в бесконечной среде ведут себя, как капли одной среды, движущиеся в другой. Для этого случая, в области ламинарного потока, был рассчитан поправочный коэффициент, которыйучитывал внутренние перемещения, вызванные вязким лобовым сопротивлением, но пренебрегал эффектами, обусловленными поверхностной энергией.
Сопротивление движению капли, или пузырька, описывается соотношением64æ 2m + 3md ö÷÷ ,F = 3pmduçç33m+mèd ø(4.4)где µd – вязкость «капельной среды».В том случае, когда вязкость «капельной среды» равна вязкости окружающей среды, поправочный коэффициент равен 5/6; если вязкость капель намного ниже вязкости окружающей среды (т. е. пузырьки газа в жидкости) поправочный коэффициент равен 2/3; в случае же капель с очень высокой вязкостью (причем экстремальным случаем здесь является твердая сфера) поправочный коэффициент равен 1, и уравнение (4.4) переходит в простое уравнениеСтокса.Следовательно, если предположить, что рой частиц имеет сферическуюформу и вязкость внутри роя такова же, какова вязкость окружающей среды,сопротивление среды движению облака запишется в виде5F0 = pmd 0 u ,2где d0 – диаметр облака.Предположение о равных вязкостях не имеет твердого обоснования, особенно если в облаке присутствуют частицы разных размеров; в этом случаемелкие частицы представляют собой часть среды, окружающей более крупныечастицы, и вязкость такой суспензии будет определяться выражениемm 0 = m(1 - c ) ,-kгде с – объемная концентрация (отношение объема частиц к полному объему–суспензии);65k – константа, равная 2,5 для сфер.При малых объемных концентрациях уравнение упрощается доm0 = m(1 + kc ) .5.
АСПИРАЦИЯ И ОБЕСПЫЛИВАНИЕ ВОЗДУХАОсновное количество загрязнителей от предприятий стройиндустрии поступает в атмосферу в виде пыли. В ряде производственных процессов им сопутствуют газообразные загрязнители. Содержание пыли и других загрязнителей в газовых выбросах определяется опытным путем по стандартным методикам. Ориентировочные объемы и параметры загрязнителей приведены в таблицах 5.1...5.4.Следует иметь в виду, что предприятия по производству цемента, извести, гипса и других пылящих продуктов характеризуются, как правило, развитойсетью дорог (до 25% площади территории) и интенсивным движением автотранспорта, что приводит к значительному повторному запылению осевшей надорогах пыли и одновременному загрязнению воздуха выхлопными газами.
Такие компоненты выхлопных газов автотранспорта, как углеводороды, оксид углерода, оксиды азота, адсорбируясь на пыли, состоящей из солей и оксидовкальция и других металлов, создают основу для фотохимических cмогов, которые, как известно, мoгyт за несколько часов с момента зарождения накрыватьтерритории в десятки квадратных километров. Это обстоятельство, к сожалению, на современном уровне проектирования во внимание не принимается.66Выброс пыли цементного, известковогo и гипсового производстваТаблица 5.1Концентрация пыли, г/м3Производство, процесс, оборудованиеЦементное производствоПодготовка сырьяДробилки10–20Узлы перегрузки20Мельницы80–100ОбжигВращающиеся печи обжига40–50Клинкерные холодильники20–25Узлы перегрузки10Сушка добавок в сушильном барабанеШлак20Опока35Известняк40Мергель10Глина5Помол клинкера и добавокМельницы с центральной разгрузкой600– с переферийной300– сепараторные700Пост погрузки цемента40Упаковочные машины95Известковое производствоПодготовка сырьяДробилки15–20Грохот15Узлы перегрузки1567Получение известиВращающиеся печи мокрый способ30Вращающиеся печи сухой способ35Шахтные печи10Помол известиМельницы65Узлы перегрузки30Упаковочные машины15Гипсовое производствоДробилки10–25Шаровая мельница50Шахтная мельница450Сушильный барабан25Погрузка15Упаковка20Выделение пыли в производстве керамзита Таблица 5.2ОборудованиеХарактеристика пылиКонцентрация, г/м3Кол–во кг на 1 м3Выброс, г/скерамзитаПечь обжигаПост погрузки2,2407,5–101Ориентировочное количество пыли, выделяющейся припроизводстве минераловатных изделий Таблица 5.3Количество пыли на 1 м3 продукцииИзделиеМаты прошивные9Плиты на синтетическом связующемПолужесткие6,5–9Жесткие8–10Повышенной жесткости1468Выброс пыли стекольного производства Таблица 5.4Концентрация пыли, г/м3Производство, процесс, оборудованиеПодготовительное производствоСушка песка10Доломита35Известняка30Сульфата натрия50Мела35Полевого шпата45Нефелина15Просеивание на ситах–буратах5–30Элеваторы15–40Конвейеры5–15Бункеры1–10Растаривание мешков3Пневмотранспорт20Весы15Дробилка30Плавка шихты, отжиг стекла0,2ИзготовлениеПлитки облицовочной ковромозаичной0,2Шлакоситаллов0,2Стекла молочного светотехнического0,02Алюмоборосиликатного0,06Хрусталя0,1Производственная пыль заводов переработки нерудных материалов содержит свободную двуокись кремния [15].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
