Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 92
Текст из файла (страница 92)
п. д. выражается уравнением, тождественным уравнению (Х.83а). Это уравнение было также преобразовано Уайтом, что оа — заряд частиц на входе; ела.— максимальный заряд, приобретаемый частицами; тл — постоянная времени зарядки частиц, равная тп — — 4 в«/Л'геле (Х.55) позволило учесть к.п.д. захвата частиц,с диа~метрамм и пределах от А до с(э — ( — Э"р())+ Зкр(),) [1(")ех ~ — .
() )БАЛЛ д, (х.зэ) где ДЛ) --функция, вмражаюгцая кумулнтнвное распределепне частиц по разнсрзм. Ввиду того, что кумулятивное распределение частиц по размерам обычно выражается логарифмически, уравнение (Х.59) может быть решено традиционно путем построения кривой распределения частиц по размеру па логарифмическовероятностном графике в сонтании с функцией АЕЕ'~2прЯ и затем численно проиптегрировапо. Турбулентность, вихревая диффузия и повторное увлечение частиц. В последние годы в уравнение Дойча был внесен ряд изменений для учета турбулентности, вихревой диффузии и повторного увлечения частиц.
Эти изменения были проанализированы Робинсоном [691, 5971, который также участвовал в изучении этой т~роблеыы. Фрпдланлер был первым, кто, пытаясь преобразовать уравнение Дойча, вывел уравнение, в котором рассматрипелпсь одновременно вихревая диффузия и движение под воздействием внешнего силового поля [2761.
В данном случае Фридландер предполагал, что поток частиц, перпендикулярный стенке элсктрофильтра Р)[в г/(м'с)1, выражается уравнением: (Х.бб) ~1( ) — Р л(~~1~')+ ~де х — расстояние вдоль электрофнльтра; Р,к — коэффициент вихревой днффузян; с в концентрация частиц, г/мз; г — расстояние от центрального электрода псрпспднкулярпо осаднтельной поверхности.
Если поверхности стенки электрофильтра принимается без лам;шарного пограничного слоя и концентрация частиц и скорость газа у стенки равны нулю, а увеличиваются в па~правлении к центру, то можно показать, что скорость миграции оз можно за~менять эффективным аначением оэ', причем зависимость между ними выражается урамнонием: О 1 -ехр ( — Ую/ко) (Х.б!) зде х — коэффициент сопротивления Д'Арсн 1уравненне (У111.7)); о — средняя скорость газа в коробе.
Прп турбулентном потоке нп увеличивается вместе с и для данной геометрии, поэтому повышение скорости газа сопровождается ростом эффективной скорости миграции. Это подтверждается практнчесик так как пока не достигнуты скорости, наблюдается повторное увличение частиц. Говоря проше, турбулентная диффузия, увеличиваясь со скоростью газа, усиливает электростатическую миграцию частиц. Подходя иначе к решению данной проблемы, Уилльямс и Джексон 1945] предполагают, что происходит повторное смешение нсосаждеиных частиц вследствие вихревой диффузии в турбулентном ядре газового потока.
В остальном их предположения совпадают с предположениями Дойча. По существу дифференциальное уравнение, описывающее диффузию (уравнение (Ш.1)1, применяется с включением дополнительных членов, характеризующих наложение дрейфа частиц под воздействием электростатической силы. Уравнение преобразовано с помощью двух безразмерцых параметров: т, выражающего длину пути в электрофильтре (х) через расстояние между проволочным электродом и пластиной (Ц, и ср — скорость дрейфа (со), выраженную через скорость потока (пер) ° к Г 0~1. х т = — ~4 (1Р+ 1) э — 1 =, '7,41— Е (Х.
62а) са Г 77 1 "х аэ р= — 12(дг+1) ' 1 +6,67— оср ~ оцЕ ~ ' ' оср (Х. 626) где Ж вЂ” число точек в элсктрофиллтре, для которых произведен расчет. ' 0=0,071 о,„ЕУскоростиой коэффициент сопротивления Фэннинга При скоростях, которые обычно используются для электростатического осаждения, коэффициент вихревой диффузии находится в прямопропорциональпой зависимости к скорости потока, поэтому отношение 01'(псрЕ) =0,0042 при скоростном коэффициенте сопротивления Фэнниш а„ра~впо~м 0,0035*. Уравнение было решено численно в 20 точках по электро- фильтру (%=20) с использованием цифровой вычислительной машины; полученное решение изображено в виде диаграммы к.п.д элоктрофильтра через параметры т и гр (Приложение, см.
с. 574). Постоянные з уравнении (Х.62) ооцстваиы иа этом расчете. На экспериментальной установке электрофильтра были получены отличные результаты, свидетельствующие о соответствии между экспериментальными значениями к. п. д. и прогнозируемыми. Попытка отражения явлений турбулентности в уравнение к.п.д. электрофильтра была также предпринята Инушкиным и Лвербухом 1388, 389) (по сообщению Робинсона 1692, 697)). Этл исследователи применяли электрофильтр с увлажненной стенкой, исключая повторное увлечение частиц, и измеряли к. п.д. трубки для различных чисел Рейнольдса, изменяющихся в пределах от значений в области линии тока до Бе=20000.
Так как число Рейнольдса для потока газа увеличивается при наличии турбулентности (Ве>2000), возрастает и вклад турбулентного осаждения в скорость миграции ыь В этом случае член, характеризующий эф- фективную скорость миграции е>', представляет собой сумму скоростей обычной электростатической миграции и турбулентной, а показательная зависимость к.
п. д. может быть записана как т! = 1 — ехр ( — у (ы+ ы!) Лу!»» (Х.63» ~лс к=С /С вЂ” член учнтыааннций распределение частиц. Робинсон 1691, 6921 продолжил преобразование данного уравнения для учета повторного увлечения частиц. Его вариант уравнения основан на предположениях, сделанных Инушкиным и Авербухом в отношении инерционного прохождения граничного слоя н турбулентного перераспределения частиц, но без указаний точных поперечных профилей концентрации. Это уравнение имеет впд т! = ! — ~! — — ~ ехр ( — Х (! — а) (ы+ а!» ЛЯ) — (Х.64) й ! й В этом уравнении а и р представляют собой параметры, отража>ощие повторное увлечение и характеризующие две фракции частиц: одну, имеющую отличную от нуля вероятность перманентного захвата и вторую, имеющую нулевую верояпюсть (6921.
С практической точки зрения а является коэффициентом эрозии (безразмерным), представляя собой массу пыли, подвергшейся эрозии, па единицу массы и осажденную в результате инерционцого столкновения (ом. стр. 2!5). Тогда р — коэффициент эрозии (безразмерный) — представляет собой массу «проблемной» пыли, подвергшейся эрозии, на единицу массы всей осажденной пыли, т. с. с очень высокой концентрацией пыли, Ввиду того, что суммарная эрозия не может быть больше, чем поток осаждающейся пыли, условия эрозии ограничены: 0~(~а+~)~(1. Без повторного увлечения частиц а=р=О, и уравнение Робинсона (Х.64) становится аналогичным уравнению (Х.63). С другой стороны, когда электрофильтр функционирует как агломератор с полным повторным увлечением частиц (например, при ра- Г>ото с газовой сажей), а+р=1, и по уравнению (Х.64) получают к.
и. д., равный нулю. НаиГ>олее широко к изучению проблемы к. п.д. электрофильтра >ншошел 1(уперман ~172 — 1741, который учитывал вихревую диффузию, электростатическую миграцию и повторное увлечение частиц. !(ак положительный, так и отрицательный перенос частиц и турбулентном потоке является теоретически обоснованным, ио при наличии турбулентного граничного слоя инжекция частиц сквозь ламинарный слой не может быть использована для объяснения увеличения осаждения при росте числа Рейнольдса. Вместо этого, как отмечал Фридландер, считают, что положительная диффузия способствует миграции частицы из области повышенной 46! концентрации (со стенки) в область пониженной концентрации (рядом со стенкой), где по условиям увлечения частиц существуют заданные градиенты концентрации. При интенсивном повторном увлечении частиц около стенки образуется густое облако, и результирующий перенос частиц диффузией будет отрицательным.
При низком коэффициенте диффузии поток газа — почти ламинарный, а к. п. д. не является экспоиенциальной величиной. При больших коэффициентах диффузии к. п. д. представляет собой экспоненциально зависимую величину, но при этом показатель отличается от показателя в уравнении Дойча. До сих пор Куперман еще не получил абсолютных численных решений, потому что при оценке повторного увлечения частиц были получены нереальные значения к.п.д., тогда как эмпирический выбор параметров повторного увлечения частиц может привести к желанным значениям к.
п. д. улавливания. Однако дальнейшие исследования продолжаются 16971. Иначе к решению проблемы подошел Хигнетт 1367]; он суммировал радиально электростатические и (принятые постоянными) турбулентные силы. Основанные на этом численные решения привели его к заключению, что при размере частиц более 1О мкм можно пренебречь воздействием турбулентности иа движение частиц в электрофильтре.
Если диаметр частиц менее 1О мкм, турбулентность воздействует на их движение и как следствие — на приобретаемый частицами заряд (так как эти частицы могут быть унесены турбулентным потоком к коронирующему электроду, где электрическое поле имеет высокую напряженность).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
