Турбулентное осаждение частиц на поверхностях

Пенный аппарат можно рассматривать [227, 229] как двухступенчатый пылеуловитель. МеньШая часть пыли, преимущественно крупные фракции, обладающие наибольшей кинетической энергией, улавливаются в подрешеточном пространстве (рис. IV. , кривые II) Это происходит вследствие инерционного выброса, вызванного пере- меной направления газовых струй при прохождении их через решетку, последующего осаждения выделившихся пылинок на нижней смоченной поверхности решетки и дальнейшего смывания их протекающей через отверстия водой. Второй основной ступенью является промывание газа в слое динамической пены (рис. IV. , кривые I). Пылинки, попадающие в газовые пузырьки пены, в результате сильного трения и перемешивания газа с жидкостью ударяются о пленки жидкости и улавливаются ими. Эта ступень, в свою очередь, состоит из двух стадий улавливания частиц. Таким образом, можно выделить следующие стадии процесса 1) инерционное улавливание частиц пыли в подрешеточном пространстве 2) первая стадия улавливания частиц пыли в пенном слое (механизм удара) 3) вторая стадия улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционно-турбулентное осаждение частиц пыли на поверхности пены). [c.163]

ТУРБУЛЕНТНОЕ ОСАЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ НА ПОВЕРХНОСТЯХ [c.346]

Интерес к инерционному и турбулентному осаждению частиц, взвешенных в атмосферном воздухе, на листьях растений в значительной мере обусловлен тем, что это осаждение может служить эффективным способом очистки атмосферного воздуха от загрязнений и что вопрос о загрязнении среды обитания привлекает к себе растущее внимание. Осевшие частицы могут смываться с поверхности растений дождем и попадают на поверхность почвы, т. е. эффективно удаляются из атмосферы. [c.76]

Теоретический анализ и сопоставление экспериментальных данных позволяют выделить стадии процесса 1) инерционное улавливание частиц пыли в подрешеточном пространстве 2) первая стадия улавливания частиц пыли в пенном слое (механизм удара) 3) вторая стадия улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционно-турбулентное осаждение частиц пыли на поверхности пены). [c.112]

Синтезируя данные наблюдений [65] и имеющиеся в литера-,, туре обобщения [61, 67], механизм пылеулавливания при пенном режиме можно представить следующим образом. Основным, препятствием, затрудняющим доступ высокодисперсных частиц к поверхности осаждения, является пограничный газовый слой, в котором затухают турбулентные пульсации потока. Преодоление пылинкой пограничного слоя происходит за счет инерции, приобретенной в момент выброса частицы из турбулентного вихря в пограничный слой. Процесс пылеулавливания в слое подвижной пены происходит в основном за счет турбулентного, переноса частиц пыли из газа на весьма развитую поверхность [c.46]

Вблизи стенки канала (у осадительного электрода) интенсивность турбулентных пульсаций, а следовательно, и коэффициент турбулентной диффузии резко уменьшаются, доходя до нуля в ламинарном подслое. Это обстоятельство вызывает специфический эффект в движении аэрозольных частиц вблизи стенки, вызванный тем, что частица с большей вероятностью перемещается в сторону твердой поверхности, нежели обратно. Математически этот эффект выражают в виде некоторой миграционной сшш , действующей у стенки и являющейся функцией координаты. Для расчета миграционной скорости осаждения частиц на стенку предлагаются следующие уравнения [10] [c.146]

Осаждение частиц на поверхности тел под воздействием диффузии при прохождении газового потока вдоль этих тел броуновской (тепловое движение частиц) и турбулентной (при значительной турбулизации потока). [c.13]

Среди экспериментальных исследований по осаждению частиц, из турбулентного газового потока наибольший интерес представляют опыты [28], проведенные со сферическими частицами размером 0,8— 5,0 мкм в вертикальных трубах диаметром 0,54—2,4 см. Причем в процессе исследований были приняты меры но предотвращению вторичного уноса частиц, осевших на поверхности труб. Результаты [c.57]

На основании анализа целого ряда теоретических и экспериментальных исследований в работе [29] предложена зависимость, характеризующая интенсивность осаждения частиц из турбулентного потока на гладкой поверхности трубы [c.58]

Обработка экспериментальных данных показала, что коэффициент А может быть принят равным 4,68-10" . Выражение (2.54) проверено для частиц = 0,5 — 50 мкм в пределах изменения 5 от О, 3 до 8,0. Оно может быть применено в случае развитого турбулентного движения газового потока в трубе и при отсутствии воздействия существенных внешних сил, например гравитационных или электростатических, а также вторичного уноса частиц. Необходимо также отметить, что при выводе зависимости (2.54) обрабатывались экспериментальные данные, полученные при использовании гладких труб малого диаметра, и поэтому влияния диаметра трубы и чистоты ее внутренней поверхности на интенсивность осаждения частиц установить не удалось. [c.59]

Необходимо подчеркнуть, что рассмотренные выше решения нельзя считать в полной мере применимыми именно для описания рассеивания аэрозолей в виде твердых частиц, так как они не учитывают такого важного фактора, как осаждение частиц из аэрозольного облака под действием силы тяжести. Формулы (И.37)-( 11.43) подразумевают невесомые частицы (или выбросы), которые достигают поверхности земли исключительно за счет вертикальной составляющей турбулентной диф- [c.298]

Приведенные выше формулы применимы лишь к аэрозолям с настолько мелкими частицами, что можно пренебречь их потерями за счет осаждения. При наличии крупных частиц выпадение на землю может сильно уменьшить концентрацию аэрозоля. Частицы разных размеров, выпущенные с некоторой высоты Я над землей при ламинарном ветре осели бы на землю на расстояниях Ни/у по горизонтали, где — скорость оседания (седиментации) частицы. Таким образом, частицы с малой скоростью оседания достигни бы земли очень далеко от источника. В турбулентной атмосфере частицы переносятся к поверхности земли турбулентной диффузией и осаждаются на поверхности за счет седиментации, инерционного осаждения, диффузии и, возможно, также под действием электрического поля Земли. [c.299]

Следует отметить, что теория инерционного осаждения рассматривает осаждение частиц на фронтальной (передней) части обтекаемого тела и не учитывает их осаждение на задней поверхности тела, которое может происходить за счет турбулентных пульсаций газового потока. Это явление становится существенным при малых значениях критерия Stk, т.е. при улавливании субмикронных частиц. Поэтому даже при Stk < Stk p эффективность осаждения не равна нулю. [c.144]

На основании данных наблюдений [229, 307] и имеющихся в литературе обобщений [2, 103, 321] механизм пылеулавливания при пенном режиме можно представить следующим образом. Основным препятствием, затрудняющим доступ высокодисперсных частиц к поверхности осаждения, является пограничный газовый слой, в котором затухают турбулентные пульсации потока. Преодоление пылинкой пограничного слоя происходит за счет инерции, приобретенной в момент выброса частицы из турбулентного вихря в пограничный слой [352, 353]. [c.162]

В результате многочисленных исследований теплообмена между газожидкостной смесью и теплообменной поверхностью установлено, что основное термическое сопротивление сосредоточено-в вязком пристенном слое жидкости, который не содержит газовых, пузырей. Этот слой может нести в себе мелкие частицы твердой фазы, за счет скорости осаждения которых соответствующим образом деформируется его профиль скоростей. Основное влияние на теплообмен оказывают турбулентные пульсации, проникающие [c.27]

При инерционном осаждении не учитывают влияние размера частиц твердой фазы, а также наличие пограничного слоя и возникающей в нем турбулентности на скорость осаждения. Однако при касании твердой частицы обтекаемой поверхности возникает эффект зацепления (захвата), величина которого зависит от геометрических размеров частицы и обтекаемой поверхности. [c.99]

Еще более существенное значение имеет диффузионное осаждение в турбулентном потоке. В этом случае для вычисления диффузионного потока дисперсных частиц на поверхность можно пользоваться соотношениями, найденными в главе III. В частности, формула (26,11) определяет диффузионный поток частиц, осаждающийся на внутренность трубы, по которой движется жидкость или газ, содержащие дисперсные частицы. [c.234]

Размеры и скорость капель. Определение размера капель и предельной скорости их движения имеет важное значение для изучения гидродинамики экстракционных аппаратов и определения поверхности фазового контакта. Движение капель существенно отличается от движения твердых шарообразных частиц. Это связано с деформацией и распадом капель, а также с циркуляцией жидкости внутри капель, обусловленной срезающими усилиями, возникающими вследствие трения между каплями и сплошной фазой. Сложность условий усугубляется тем, что характер деформации капель может быть различным в зависимости от структуры потока вокруг них . Поэтому теоретически определить распределение частиц дисперсной фазы по размерам и скорости их осаждения в условиях турбулентного потока очень трудно. Интересные результаты получили Г. П. Питерских и Е. Р. Валашек , теоретически исследовавшие вопрос о диспергировании экстрагента в турбулентном потоке раствора и определившие порядок величины наибольших капель, устойчивых в турбулентном ядре потока и в пограничном слое. Приравнивая динамическое давление потока внутреннему давле- [c.134]

В работе Грегори и Стедмена исследовалось также осажде ние спор ликоподия на горизонтальных стеклах, помещенных в аэродинамическую трубу Когда скорость воздуха была невелика и отсутствовало инерционное осаждение частиц на передних кром ках стекол, частицы оседали (под действием силы тяжести) толь ко на верхнюю поверхность стекол При высоких же скоростях воздуха наблюдалось одинаковое осаждение частиц на верхней и нижней поверхностях стекол, обусловленное их инерционным выпадением из турбулентного потока [c.188]

Приведенные выше формулы применимы лишь к аэрозолям е настолько мелкими частицами, что можно пренебречь потерями за счет их осаждения. При наличии крупных частиц выпадение на землю может сильно уменьшить концентрацию аэрозоля. Частицы разных размеров, выпущенные с некоторой высоты к над землей, при ламинарном ветре осели бы на землю на расстояниях Ни1о по горизонтали (где и — скорость ветра, а V — скорость оседания частицы). Таким образом, частицы с малой скоростью оседания достигли бы земли лишь очень далеко от источника. В турбулентной атмосфере частицы переносятся к поверхности земли турбулентной диффузией и осаждаются на поверхности за счет,седиментации, инерционного осаждения, диффузии и, возможно, также под действием электрического поля Земли. Взаимодействие факторов, управляющих осаждением аэрозолей из атмосферы, весьма сложно и еще недостаточно изучено. Все же полезно оценить скорость осаждения хотя бы приблизительно, предполагая, что вертикальное распределение вещества в облаке не изменяется в прО цессе осаждения и что скорость выпадения (количество вещества, выпадающего на единице площади за секунду) в любой точке вдоль пути облака выражается произведением концентрации аэрозоля у самой земли % и скорости оседания частиц V. Используя метод, примененный при оценке осаждения взвешенных в воздухе спор и для расчета радиоактивных выпадений мы можем вычислить количество вещества, выпавшего из облака от непрерывного наземного точечного источника, заменив постоянную производительность источника Q величиной Р (д ). Последняя представляет [c.279]

В пятой главе описаны особенности обтекания тел потоками газа с частицами. Проанализированы имеющиеся данные по изучению поведения частиц вблизи критической точки обтекаемых тел различной формы, а также влияния частиц на характеристики несущей фазы. Рассмотрено влияние различных факторов (инерционности частиц, силы тяжести, силы Сэфме-на и т. д.) на осаждение частиц. Значительное внимание уделено описанию особенностей гетерогенного течения в пограничном слое, развивающегося вдоль поверхности тела. Рассмотрены и проанализированы данные экспериментов по распределениям скоростей чистого воздуха, воздуха в присутствии частиц и самих твердых частиц во всех областях развивающегося вдоль поверхности модели пограничного слоя — ламинарной, переходной и турбулентной. Показано, что присутствие в потоке частиц приводит к ускорению начала ламинарно-турбулентного перехода. Рассмотрены результаты воздействия частиц на интенсивность турбулентности несущего воздуха в турбулентном пограничном слое. Описаны и проанализированы данные экспериментов по распределениям скоростей падающих и отраженных от поверхности тела частиц. Определены размеры области существования фазы отраженных частиц при варьировании инерционности дисперсной [c.7]

Турбулентный режим течения суспензии в барабане центрифуги должен влиять на процесс осаждения взвешенных частиц. Согласно теории осаждения в турбулентном потоке, предложенной М. А. Великановым [55],. осаждающиеся частицы находятся под воздействием вертикальных восходящих и нисходящих потоков, величина скорости которых меняется по закону нррмального распределения. Вследствие этого одинаковые взвешенные частицы должны оседать на дно отстойника на различных расстояниях. Как экспериментально установлено Д. Я. Соколовым [56], частицы данной крупности, пущенные в поток на одной определенной г.губине, не выпадают на дно в одной точке, а рассеиваются в некоторой зоне по длине потока. Д. Я. Соколов предложил исходить из распределения осажденных частиц на поверхности осаждения по закону нормального распределения Гаусса. Д. Я. Соколов показал, что средняя скорость осаждения частиц в турбулентном потоке, учитывая одинаковую интенсивность восходящих и нисходящих течений при перемешивании, должна равняться скорости осаждения при отсутствии турбулентности. Из теории Д. Я. Соколова вытекает, что для обеспечения полного осаждения частиц данной крупности при турбулентном режиме длина отстойника должна быть увеличена на 20 / . Если же исходить не из крупности взвешенных частиц, полностью оседающих в барабане, а из концентрации твердой фазы в фугате, то, казалось бы, можно не учитывать влияние турбулентного режима течения суспензии на осаждение частиц при центрифугировании. Это следует из того, что хотя и выпадают на данной длине не все частицы, которые оседали бы при ламинарном режиме, но зато одновременно в большей степени могут осесть более дисперсные частицы. [c.67]

Из теории турбулентности известно [25], что перенос взвешенных в потоке частиц осуществляется главным образом крупномасштабными вихревыми образованиями, присущими турбулентному потоку. Величина образований обусловлена порядком размера потока и поэтому перенос частиц осуществляется по всей глубине потока. Крупные вихри (крупномасштабная турбулентность) захватывают и переносят взвешенные частицы различных размеров. При отсутствии центробежных сил (на поворотах, ответвлениях и т. п.), а также специфических особенностей пылегазовой смеси (уплотнение пыли в местах поворота, залипание ее на поверхностях, комкование и 1. д.), поля концентрации (запыленности) должны меняться незначительно в сравнительно широком диапазоне изменения скоростей и размеров частиц и при сравнительно небольших концентрациях (хд < < 0,3 кг/кг) и мало влияют на характер полей скоростей всего потока. Это подтверждается опытами ряда исследователей [45]. (Вопросы осаждения аэрозольных частиц на стенках сравнительно длинных труб и каналов в соответствии с миграционной теорией осаждения [97 ] здесь не рассматривается.) В проведенных опытах [45] изучалось распределение концентрации (х, кг/кг) и плотности пылевого потока [ , кг/(м -с) ] в рабочей камере модели аппарата при различных условиях подвода и раздачи потока по сечению. Для запыливаиия потока воздуха применялась зола тощего угля с фракционным составом, приведенным ниже, и плотностью р = = 2,16 г/см . [c.312]

Иногда, особенно при очень небольших давлениях, на очень чистых стеклянных поверхностях не происходит ожидаемой конденсации. Этого не наблюдается, если на стекле предварительно сконденсировано небольшое количество данного илндругого подходящего вещества [551]. Другим, гораздо более неприятным затруднением является образование аэрозоля, возникновение которого возможно при очень небольших скоростях потока (1 лЫас и менее). В результате быстрого расширения влажного воздуха при температуре выше —50° образуются только капельки водяного тумана образование тумана из льда может, по-видимому, произойти только в случае, если имеются зародыши льда или при еще более низких температурах [552]. Выделение тумана в газовом пространстве снежная буря) происходит главным образом в ламинарном потоке, в то время как осаждение его на стенках лучше происходит в турбулентном потоке [553]. Однако это явление прежде всего зависит от системы. Попытка устранить этот процесс, заполняя конденсационный сосуд различными веществами, оказалась безуспешной [554]. Даже применение адсорбентов не позволяет решить эту задачу. Однако полное удаление всех взвешенных частичек часто возможно при сжижении всего имеющегося газа или растворении его в подходящей жидкости и повторной отгонке. Менее надежный метод — пропускание газа последовательно через несколько конденсационных сосудов, которые изготовлены в виде 6-витковой спирали из трубки с внутренним диаметром 6 мм и помещены в охлаждающую ванну при использовании этого метода верхнюю половину витков следует оставлять теплыми, с тем чтобы после прохождения каждой спирали газ нагревался настолько, чтобы частицы аэрозоля полностью испарялись [555]. [c.481]

При доказательстве эквивалентности источников было принято, что плотность oTv oжeний тял елой примеси на земле g прямо пропорциональна концентрации ее С у земли (на высоте- шероховатостей подстилающей поверхности 2о). Это допущение справедливо при гравитационном механизме оседания примеси на землю. При других механизмах g прямо пропорциональна не только С, но и некоторым другим параметрам при инерционном и турбулентном механизмах осаждения — Си средней скорости ветра и, при термофоретическом — Си градиенту температуры, при электростатическом — Си произведению величины заряда частиц на напряженность электростатического поля. Следовательно, для соблюдения эквивалентности источников при негравитационном оседании дополнительный параметр должен-быть одинаков. [c.63]

Частицы аэропланктона распространяются в атмосфере пассивно, т. е. так же, как и неживые частицы, в результате тех же процессов они увлекаются ветром, диффундируют в результате броуновского движения и турбулентных пульсаций скорости и направления ветра. Поэтому распространение аэропланктона в атмосфере определяется главным образом процессами атмосферной диффузии. То же самое относится к процессам осаждения этих частиц на различных объектах на поверхности Земли как и в случае обычных аэрозольных частиц, осаждение происходит под действием сил тяжести сил инерции, электростатических сил, в результате тер-мофореза, диффузиофореза и т. п. Что же касается попадания частиц аэропладктона в атмосферу, то оно может происходить путями, характернымн и для неживых частиц (сдувание с поверхностей, дробление жидкости, высыхание взвешенных капель и т. п.), но в ряде случаев происходит и активно, т. е. в результате жизнедеятельности тех или иных организмов. [c.168]

Турбулентная миграция представляет собой форму поперечного движения частиц в сдвиговом турбулентном потоке. Эта форма, открытая Фортье, Флетчером и независимо от них Е.П. Медниковым [78], имеет в механике аэрозолей фундаментальное значение. Термо-форез обусловлен радиометрическими силами, действующими со стороны газообразной среды на находящиеся в ней частицы пыли в направлении более холодной части потока (в сторону поверхности зерна слоя). Электрофоретическое осаждение связано с наличием у частиц промышленных пылей собственного электростатического заряда, полученного ими в процессе образования аэрозоля при диспергировании или конденсации исходного вещества. [c.282]