Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Фукс и Стечкина 12861 иа основании ноля скоростей Кувабары — Хаппеля [уравнение (Ч111.5)1 вывели следующее уравнение для коэффициента проницаемости (за ( ! — т/з )н(1 — Я вЂ” С) 16 — (1 — ~) (У!!!Ао) где 0 — диаметр волокон; С вЂ” постоянная Кувабарм — Хаппеля. Биллингс 178! также приводит уравнения Хаппеля и Бреннера 15871, которое основано на решении уравнения Навье — Стоукса в (У!1! . 12) Данное уравнение основано на данных для большого числа материалов, порнстость которых менее 0,98 (рис. ЧП1-13).
Дэйвис предложил также соотношение для волокнистых плит пористостью более 0,98, основанное на измерениях, проведенных на подушках из шерсти, хлопка, искусственного шелка, стекловолокна и стальной «шерсти» с волокнами размером от 0,8 до 40 мкм, х = 0» (! — Я) !э (1+ 52(1 — Я) !э) (У11!.15) Диаметр волокон й в уравнениях (ЧП1.14) и (ЧП115) — это эффективный диаметр. Он может быть найден путем измерения перепада давления при прохождении газов через подушку фильтрующего слоя; именно этот диаметр волокон необходим для рас. чета эффективности фильтров, приведенного в главе Ъ'П.
364 приближенном виде. Используя принятые в данной работе обозна- чения, получаем уравнение 2(Š— 1) Г Е(Š— 2) ) ' !)э '[1и(' — Е)+ р+2(1 — ~) ) (Ч1!1.11) При сравнении экспериментальных результатов с рассчитанны- ми по уравнениям (Ч1П.10) и (1!П1.11) установлено, что рассчи- танные значения на 20 — 50»)э превышают величины, полученные на практике. Модель, предложенная недавно Гореном [7881, находится в соответствии с экспериментальными данными и совпадает с эмпи- рическим соотношением Дэйвиса (ЧП1.13) для диапазона 0,02(1 — ~) (0,06, относящегося к фильтрам с неплотной набивкой фильтрующего слоя, хотя для (1 — 65) =0„13 прогнозируемые вели- чины оказываются завышенными. Метод Горена [7881, будучи са- мым сложным, включает разработку комплексных функций с ис- пользованием машинных расчетов, поэтому для более подробного ознакомления с ними следует обра!цаться к указанной работе.
Для фильтруюших слоев, состоящих из очень мелких волокон, Пич [6441 вывел уравнение, основанное на модели Кувабары— Хаппеля. Для чисел Кнудсена Кп=2Ц1)= 10, которые соответст- вуют волокнам диаметром менее 0,1 мкм, ар = 4,58 (! — Е) иэ|./(Е6.) Отсюда можно вывести, что х = 4,58 (1 — ~)/(ВХ) (э'1!1.13) Для коэффициентов проницаемости Дэйвис [2071 предложил эмпирическое соотношение, которое применимо к участку ламинар- ного потока (йеэ(1) 64 э х= ~ (1-8) м('+56(' — «)э) (У [11.
14) О, и рта р,о Ртба р ьв а,а) ррг рре р( аг йеобу,а г е б ву гб ермт)аа ври'М:~- Рпс. у'111-13. Зависимость плотности фильтрутощего слои (1 — Б) от перепада давления вр и поверхностной скорости газов ив(ЬрРв)ит)-И) 1207]: 1 — стскловвтв1 г — стекловата и исдиви проволоки; 3 — стсклвииыс волокна, исрисндикухирнь~с потоку; б — та в7с, иврависльнно потоку; 5 — кинок !рсстнтсльныа иухи б — нернвасаааи шерсть; 7 — хлаикоиаи вата; 5 — вискоза; У вЂ” верблюжьи шерсть; 10 — иух. "вв 1 — ко 1и т ар= к 1и (лы(1 — е) ~ ) (У111. 1Б) гдс Кь йв — постоянные величины, равныс по экспериментальным данным 6,1 и 0,64 соотистственно; В, — средний диаметр волокон, установленный на основании площади поверхности иолокон. БББ При высокой пористости эффективный и фактический средний диаметр волокон ымеют почти одно и то же значение, однако при низкой пористости, когда волокна сцепляются друг с другом, эффективный диаметр волокон больше среднего диаметра.
Соотношение параметров, выведенное Лангмюром [4891 и основанное па упорядоченном расположении волокон, в настояшей работе не приводится, так как, пользуясь им, нельзя достигнуть большой точности по сравнению с расчетами по уравнению Дэйвпса. Уравнения Кармана, Салливэна ы Хертела могут применяться только для расчетов очень плотных фильтруюших слоев пористостью менее 0,95, в то время как эмпырические уравнения Дэйвиса (а также уравнение Лангмюра) дают реальные значения перепадов давления при более высокой пористости, характерной для промышленных фильтров. Теория сопротивления трения волокон. Так как теория каналов вс может прыменяться в расчетах промышленных фильтров для очистки дымовых газов [1251, выведено несколько формул, которые учитывают сопротивление отдельных волокон по отношению к окружаюшйм волокнам [156, 3801. Наиболее подходящим из них является уравнение Чена [1561, списывающее взаимодействие вотин<па с потоком газов в баке, изготовленном из других волокон [9241 Влияние абсолютного давления на перепад давления в фильтре было экспериментально исследовано Стерном н др.
[8!61 при давлении от 1,7 до 100 кПа. Приведенное ниже эмпирическое отношение верно в указанном диапазоне с высокой степенью точности; его, вероятно, можно экстраполировать на давления, несколько превышающие атмосферное О,з12 1 + 1,з151Р 1У1П П1 Электростатические заряды в процессе фильтрования через волокна Теоретические основы влияния кулоновских зарядов были рассмотрены в главе Ч!!.
Практическое влияние этих зарядов в промышленных фильтрах дымовых газов до последнего времени подробно не изучалось 1273!. В тех случаях, когда речь идет о фильтрах в кондиционерах воздуха нли о других фильтрах, в которых уловленные ве1пества остаются в фнльтруюшей ткани, проблема их удаления путем встряхивания или продувки струей воздуха не возникаег, и тот факт, что заряженные частицы надежно удерживаются волокнами, свидетельствует об эффективности фильтра. В тех же случаях, когда речь идет о промышленных фильтрах, из которых уловленные частицы должны периодически удаляться, силы электростатического притяжения между частицами и волокнами мешают освобождению частиц и препятствуют эффективной работе фильтра, ускоряя засорение пор фильтрующего материала.
Тип и величина заряда, приобретенного фильтруюшей средой, является функцией типа фильтра и способа передачи заряда. Важным обстоятельством является также скорость утраты фильтрующей тканью своего заряда. Это зависит не только от проводимости где ЬР— перепад давления, кПа; Р— абсолютное давление, кПа; и,— скорость менее 1 м1с. Эмпирическая проницаемость упоминается в качестве одной из характеристик фильтрующих материалов. Как было указано ранее (см. стр. 351), эмпирическая проницаемость определяется количеством кубических метров воздуха в минуту, способным пройти через квадратный метр ткани при перепаде давления 125 Па, Следует отметить, что несмотря на всю важность этого фактора для процесса фильтрации он не является основным параметром, определяющим пригодность ткани.
Кокк н Ферис 11631, например, указывают на то, что шерстяная ткань 40Х30 1основаХуток) может иметь такую же проницаемость, что и хлопчатобумажная ткань 85Х67, т. е. 175 — 200 мм/с. Ткань низкого номера имеет только 1,9.10а, отверстий на 1 м' по сравнению с 8,8.10' отверстий на 1 м' ткани второго номера, поэтому последняя гораздо лучше улавливает мелкие пеагломерируюшиеся частицы. +15 Стеклянное элементарное волокно после термической очистки и кремниевой обработки Стеклянная пряжа, обработанная аналогично Шерсть, тканый войлок +10 Найлон-66, пряжа +1О Найлон-бб, пряжа с тепловой усадкой Найлон-б, пряжа Хлопковый сатин +5 Орлон-81.
волокно Орлон-42, прошитые ткани Ариель, волокно Дакрон, волокно Дакрон, волокно после иремниевой обработки 0 Дакрон, волокно М.З! Дакрон, комбинация волокна и пряжи Креслан, пряжа: Адотон, пряжа Верель нормальный, пряжа: Орлон-81, пряжа (55200) Динель, пряжа — 5 Орлон-81, пряжа Орлон-42, пряжа Дакрон, прошитый — 10 Дакроп, пряжа: Орлон-81, пряжа 179475) Дакрон, пряжа с тепловой усадкой Полипропилен-0,1, волокно Орлан 39В, пряжа — 15 Фибрария, пряжа ~Дарван, прошитый Кодель — 20 Полиатилен В, волокно и пряжа.
стицы пыли также могут располагаться относительно друг и по отношению к фильтруюшим тканям: это позволяет вы- Ча друга волокон, но и от влажности газов, проходягцих через фильтр. Так, ткани, являющиеся плохими проводниками, сохраняют заряд гораздо дольше, чем ткани — хорошие проводники, в то время как прн повышенной влажности ткань покрывается поверхностным слоем влаги, который способствует увеличению проводимости. Заряды индуцируются в тканях посредством трения, поэтому величина заряда, приобретаемого фильтруюшим материалом, мо>кет быть измерена путем сопоставления заряженных таким же образом нескольких видов материалов. Обычная методика заключаетея в следующем.
Полоса материала, помещенная на изолированное кольцо, натирается полоской контрольной ткани, закрепленной на изолируюшем вращающемся диске 12731. Заряд на испытываеыгтй полоске материала измеряется после определенного числа оборотов зарядного диска и снова по истечении периода )как правило, 2 мин) с целью определения скорости утечки заряда. Максимальный заряд, измеренный непосредственно после наведения заряда, позволяет расположить материалы по отношению друг к другу в виде трибоэлектрического ряда: Ианрямааае Фнпьтпуаачае матагмалм [2731 +25 Шерстяной войлок +20 бирать ткани с наиболее оптимальными характеристиками как для улавливания частиц, так и для освобождения от них, если частицы удаляются встряхиванием, вибрацией или продувкой.
Частицы можно отнести к одному из следующих трех классов [51: класс 1 — частицы, которые приобретают заряд и не агломерируются, класс П вЂ” частицы, которые приобретают заряд и агломернруются (эти два класса считаются активными), класс П1— неактивные частицы, на них не влияет заряд на фильтре. Активные группы делят на группы мельчайших и крупных частиц. Крупные частицы легко улавливаются, образуя рыхлые отложения, которые легко стряхиваются с поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
