Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 46
Текст из файла (страница 46)
В том случае, когда аэродинамическое сопротивление необходимо определить на основе геометрии частиц, каждый из этих коэффициентов должен оцениваться отдельно. Эквивалентный диаметр определяют в единицах площади поверхности, либо се объема или проекции поверхности, тогда как члены уравнения, содержащие поправку на площадь, являются безразмсрными величинами, называемыми коэффициентами формы.
Наиболее употрсбитсльныс из них были введены Уодсллом 18941: это сфсричность Чг, являющаяся прсвосходным коррелирующим коэффициентом для нссфсричсских частиц, и окружность у. Ниже приведены определения эквивалентных диаметров и коэффициентов формы: Поверхностный диаметр бг Объемный диаметр оч . Диаметр по площади ол Диаметр лобового сопротивления л, Диаметр сферы с такой же внешней поверхностью, что и повсрхносп частицы Диаметр сферы того же объема, что и частица Диаметр круга с таной же площадью, что н проекция площади частицы Диаметр сферы с таким же аэродинамическим сопротивлением, что и сопротивление частицы в потоке при одной и той же вязкости и одинаковой снорости 2!э Отношение площади поверхности сферы раввого объема к реальной площади поверхности частицы Отношение длины окружности круга с площадью сечения, равной площади сечения неправилыюй частицы, к реальному периметру сечения неправильной частицы Сферичность ф .
Округлость х и<! гг Елгаве режиме установившегося движения было детально рассмотрено Люнцем 1534, 5351, который использовал метод эффективных масс. К сожалению, формулы, полученные при таком подходе, были неудобны для практического использования, но они подтверждают тот факт, что лобовое сопротивление вытянутой (торпедо- образной) капли того же объема как и можно было ожидать. паде!гете 1 !.')т и=! 4)ЩЯЦф-и<! и>! Рис, 1Ч-7. Эллипсонды вращения 12041: о — двнженне вдоль осн врещеннн; б — двнм»- нне в напревденнн, лерпендннулнрном оен вра. геенне.
Для области вязкого течения диаметр лобового сопротивления может быть рассчитан теоретически для эллипсоидальных частиц. В каждом случае диаметр лобового сопротивления зависит от ориентации, Частицу можно представить в эллипсоидальном виде, движущейся по оси или под прямым углом к ее осям вращения, как показано на рис. 1у'-7. В первом случае эллнпсоидальные частицы имеют большую ось а и две равных малых оси Ь и с, которые можно выражать в долях от большой оси с помощью множителя и. Другие случаи являются частными. Результаты для четырех случаев ~пря~ведены на рис.1Ч-З.
Случай !. Эллипсоид ври~щения движется вдоль оси вращения: а — ось вращения; а=иЬ; Ь=с. Случай П. Эллипсоид вращения движется под прямым углом к своим осям вращения: Ь вЂ” ось вращения; а=иЬ; а=с. Случай Ш. Эллиптический диск, движущийся боком: а=иЬ; с=О. Случай Л!. Эллиптический диск, движущийся в направлении, перпендикулярном его плоскости: а=О; Ь вЂ” главная ось; с=иЬ. Искомый эквивалентный диаметр а, может быть найден при приравнмвангри величины йе!2Ь к значению, взятому из кривых »е» (ф! рис. 1Ч-8 для соорветствующего значения и.
Лобовое сопротивление вытя- нутых и сплюснутых сфероидов в ч Еэ Р,Р! Р,РУ Чг 4Р л и арв р,р! ьы ар и ягр л н~«щ Рнс. !Ч-8. Эквнвалептныс диаметры гу, дня эллнпсондов вращения ~204]: 1 -движение вдоль осн а; ! — а — ось вращения, а лЬ, Ь с; 2 — Ь вЂ” ась вращения; а с =яЬ; У вЂ” эллиптический диск, движущийся боком. ал=Ь; с О; Б — эллиптический диск, движущийся перпендикулярно своей плоскости.
хи гтгз и'! а уг! и,ьэ лз хи г у~Фа у!0 х агу !!"'а Ркс. !Ч-9. Зависимость коэффициента оссдання К в области вязкого течения от сферичности ф н округлости нензометрическнк частиц прн различных соотношеннях гу,/й, [35911 ! — пля пилиндров. с4!ср н параллелепипедов с круглой нлн равносторонней поверкпостью: г! — иэменяющаяся округлость проектируемой повсркносгя. Для изометрических частиц [158, 64!] — кубов, октаэдров, кубических октаэдров н тетраэдров — скорость частицы может быть найдена путем умножения скорости движения сферы с эквивалент- 1Р З )Р' 40 гй и' и' )КВ 7К кс = нгуи/р Рис.
1У-1О. Корреляция козффициснга лобового сопротивления Со Дпя ИзОист- рическик частиц различной сферичности [64!): ! — »7=0,070; т — »0 о,асб; 8 — »7.=0,84б; 4 в »0 0,94б; 5 — »8 Хо. ным диаметром с)„ н а эмпирический поправочный коэффициент К, определяемый из выражения К = о,ачз )я ч',о,ооой глс Ч' — сферичность, равная 47;541~.
Для неизометрических частиц 13591 — цилиндров, параллелепипедов и сфероидов — скорость частицы может быть найдена на основе коррелируюших кривых [рис, )Ч-9), из которых находят также поправочный коэффициент К. Он является функцией отношения объемного диаметра к поверхностному диаметру [с)в/с75), причем параметром является сферичность частицы. Вероятно эти кривые применимы и при расчете частиц неправильной формы. За областью вязкого течения экспериментальные результаты более ограничены, тем не менее был предложен ряд эмпирических коррелируюгцих функций [55, 66, 546, 641, 6591. Наиболее простым методом является применение эмпирических корреляций с учетоМ сферичности частиц, графически показанном на рис.
)Ъ'-10 длн изометрических частиц. Для более нерегулярных частиц предположили, что коэффициент лобового сопротивления может быть рассчитан 13481 из уравнения '1 ф» — Р) К»7о Ч'4 4р» — р) К,7а — Зриа4 — Зри' 11У. 641 222 для ргл!е 1 Риг!о Йс= (19.65) В области турбулентности (Гте(2000) УРавнение Со = 5,31 — 4,88Ч' !1ч.бгб дает хорошие сравнения с экспериментальными данными 1641].
8, ШЕРОХОВАТОСТЬ ЧАСТИЦ 9. ПЛОТНОСТЬ ЧАСТИЦ, Даже частицы, иа первый .взгляд а<ажушиеся гомогеннымн, часто представляют собой агломераты и негомогенные смеси. Это было доказано для дыма и других систем, образующихся в паровой фазе, работами Уитлоу-Грэя н Паттерсона 19391, которые измеряли плотность частиц тем же методом, что и Милликен для измерения заряда электрона. В табл. 1Ъ'-3 приведены некоторые экспериментально полученные данные по плотности частиц, а также нормальная плотность ТАБЛИЦА ТР-3 Плотность некоторых частиц 19391 Среднее на ннакнк анеченна Макснмальнее екаеенне Нормкльнан плоскость. гоа кг/мк Всжссгаа диаметр, мам плотносп,, го| кг!ма' платность, !Оа кг!ма' диаметр, мкм 5,96 4,30 3,08 7,29 2,л2 0 51 1 79 0,94 2,35 1,24 ",53 1,27 2,05 ! 7 3,26 0,35 ! 2,7 4,22 8,00 4.32 Ю.8 6,5 10,5 19,3 5,4 !3,6 3,6 Кадмия оксид Серебро Золото ртути хлорид Ртуть Магния оксид В настоящее время неизвестны методы измерения шероховатости частиц, хотя влияние шероховатости на поведение частиц в газопроводе отмечалось неоднократно.
Так, например, гладкие сферические частицы не вращаются в потоках, характеризуемых большим числом Рейнольдса, тогда как для шероховатых частиц набл1одается этот эффект. Предполагают„что при низких скоростях шероховатые частицы захватывают своими зазубринами слой несущей среды, поэтому определяющим параметром является внешний диаметр частицы !349]. При более высоких скоростях критическая величина Со имеет меньшее значение для шероховатых частиц, чем для гладки х. материала, средние значения легких фракций и соответствующие им размеры частиц.
Этн данные показывают, что частицы таких веществ, как хлорид ртути, оксид магния, практически гомогенны и состоят иа плотно упакованных единиц. Другие частицы представляют собой агломераты и их масса намного меньше значения, которое следовало бы ожидать в результате измерения их диаметра под микроскопом. Поэтому знание только размеров и формы агломерированных частиц не дает достаточных оснований для использования их в расчетах аэродинамического сопротивления. ГЛАВА У ПЫЛЕОСАДИТЕЛЬНЫЕ И ИНЕРЦИОННЫЕ УЛОВИТЕЛИ Простейшим методом удаления твердых частиц нз потока газа является их осаждение под действием силы тяжести.
Крупные частицы часто оседают на горизонтальных участках газоходов, которые в таких случаях действуют как простые пылеосадительные камеры, тогда как для эффективного улавливания грубых частиц имеются специально разработанные камеры. К грубым частицам, часто называемым гритом, относят частицы, задерживаемые ситом с отверстиями 200 меш, нли частицы размером более 70 мкм. Для этих частиц, особенно, если они отличаются абразивным действием, предпочтительным методом удаления является осаждение в пылеосадительных камерах, что объясняется незначительным падением давления в установке, а также большим межремонтным сроком ее эксплуатации (1301.
Действие инерционных уловителей основано на резком изменении направления движения газового потока. Частицы, вследствие момента инерции, которым они обладают, сохраняют первоначальное направление движения и попадают в сборный бункер, в то время как газовый поток, освобожденный от крупных частиц, выходит из уловителя. Инерционные уловители несколько сложнее по конструкции, чем простые пылеосадительные устройства, но их преимушествами являются меньшие размеры осадительных камер, а также тот факт, что они могут улавливать с достаточной эффективностью частицы размером до 20 мкм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
