Гравитационное и инерционное осаждение

Для очистки газов от твердых частиц в промышленности применяют ряд аппаратов, различающихся по принципу действия. Все пылеуловители делятся на две категории аппараты без применения жидкости (сухие) и с ее применением (мокрые), В основе работы сухих пылеуловителей лежат гравитационные или инерционные механизмы осаждения. К этой же категории относятся аппараты фильтрационного действия, в которых частицы пыли выделяются из газового потока при его движении через слой пористого материала. Принцип действия мокрых пылеуловителей основан на контакте запыленного газа с промывной жидкостью, в результате чего твердые частицы осаждаются на поверхности капель, на пленке жидкости или на стенках газовых пузырей, барботирующих через нее. Особую группу аппаратов представляют электрофильтры, в которых частицы пыли осаждаются за счет сообщения им электрического заряда. [c.137]

Причина образования нагаромасляных отложений в коммуникациях с пониженными скоростями и температурами воздуха (газа) — суммарное воздействие на капли масла различных механизмов осаждения гравитационного, инерционного, под действием центробежных сил и др. [c.294]

В промышленности пылеосадительные камеры используются в качестве устройств предварительной обработки газов, например, для отделения крупных частиц и разгрузки аппаратов последующих ступеней. В зависимости от требуемых размеров камер их ограждающие конструкции могут выполняться стальными, кирпичными или железобетонными. Камеры могут быть полыми или иметь перегородки и рассекатели (рис.5.1). Последние применяют с целью уменьшения габаритов пылеосадителя за счет интенсификации процесса, так как при этом наряду с гравитационным происходит и инерционное осаждение пыли. [c.166]

Жалюзийные пылеуловители относятся к простейшим типам инерционных сепараторов. В отличие от гравитационных, они работают при более высоких скоростях потоков и имеют меньшие габариты. К тому же жалюзийные пылеуловители просты по конструкции, дешевы и имеют небольшое гидравлическое сопротивление, что обусловило их широкое распространение в качестве основного очистного оборудования в 30-50-е годы нашего столетия. Однако они улавливают только крупные частицы (В >60...70 мкм) и поэтому в настоящее время используются в основном для предварительного осаждения крупных частиц с целью уменьшения абразивного износа технологического оборудования или облегчения работы очистных устройств последующих ступеней. Для предварительного улавливания крупных частиц золы из дымовых газов разработаны жалюзийные золоуловители ВТИ, имеющие 6 вариантов исполнения для установки в горизонтальных и вертикальных (при движении газов снизу вверх) газоходах. Часто жалюзийные пылеуловители используются совместно с циклонами и служат концентраторами пыли для них. Принцип работы пылеуловителя в таком случае заключается в следующем. Жалюзийная решетка, установленная в газоходе, разделяет поток аэрозоля на части (рис.5.4). Основная часть потока, проходя через лопасти решетки, в некоторой степени освобождается от крупных фракций пыли и уходит по газоходу, а меньшая часть, отбираемая циклоном (до 20%), насыщается пылью, что облегчает ее очистку. После циклона поток вновь возвращается в газоход. [c.174]

Для равномерного газораспределения по сечению пылеосадительные камеры могут снабжаться диффузорами и газораспределительными решетками, а для снижения высоты осаждения частиц — горизонтальными или наклонными полками. В некоторых конструкциях пылеосадительных камер для повышения их эффективности предусматривается устройство цепных или проволочных завес и отклоняющих перегородок. Это позволяет дополнительно к гравитационному эффекту использовать эффект инерционного осаждения частиц при обтекании потоком газов различных препятствий. Примеры конструкционного оформления пылеосадительных камер приведены на рис. 2.1. [c.52]

Невозможно указать точные границы применимости тех или иных физических и химических процессов к какому-либо из принципов обезвреживания выбросов или строго соотнести их с определенными агрегатными состояниями загрязнителей. Так, процессы гравитационного и инерционного осаждения дисперсной части выбросов могуг быть использованы и для отделения газов с высокой плотностью, например, галогенидов тяжелых металлов. В то же время процессы охлаждения и конденсации, широко используемые для газоразделения, применяются и для укрупнения субмикронных конденсационных аэрозолей ( вымораживание поли-циклических ароматических углеводородов, коагуляция туманов). [c.162]

Внешняя задача гидродинамики - изучение движения частиц в газообразной либо в жидкой среде. Сюда входят задачи расчета процессов гравитационного осаждения эмульсий, суспензий, газовзвесей, осаждения в поле центробежных и инерционных сил, гидравлическая классификация и пневмоклассификация, перемешивание твердых частиц с жидкостью и другие способы образования неоднородных систем. [c.149]

По мнению большинства исследователей [6, 9, 10], при мокром пылеулавливании действуют те же механизмы осаждения, что и в других процессах удаления пыли из газовых потоков гравитационное осаждение (седиментация), инерционное осаждение, эффект касания, осаждение под действием центробежной силы, диффузия, электрическое осаждение и другие неко- [c.108]

Входящее в выражение для ядро коагуляции /С(со, V), называемое иногда константой коагуляции, обусловливает частоту столкновения капель объемами со и У и может быть определено в результате исследования относительного движения двух капель под действием различных сил взаимодействия — гравитационной, гидродинамической, молекулярной. Характер гидродинамической силы зависит от структуры потока. В ламинарном потоке относительное движение капель различного размера происходит за счет гравитационного осаждения и градиента скорости несущей среды. При этом /С(со, V) определяется сечением столкновения капель и находится в результате анализа траекторий движения одной капли относительно другой [см. раздел 13.1]. В турбулентном потоке сближение капель происходит за счет хаотических пульсаций, приводящих к большему по сравнению с ламинарным потоком числу актов столкновения в единицу времени. Существуют три основных механизма, обусловливающих сближение и коагуляцию капель в турбулентном потоке инерционный, за счет различных скоростей движения отличных по размерам капель сдвиговый (градиентный), вызванный наличием сдвигового течения в окрестности рассматриваемой капли при обтекании ее пульсациями различного масштаба турбулентная диффузия, в основе которой лежит предположение об аналогии между процессом диффузии и движением капель под действием случайных турбулентных пульсаций. В разделе 13.6 показано, что применительно к рассматриваемому процессу основной вклад в скорость коагуляции капель в турбулентном потоке дает механизм турбулентной диффузии, и ядро коагуляции с учетом сил гидродинамического и молекулярного взаимодействия капель имеет вид [c.547]

Поскольку капли жидкости значительно крупнее пылевидных частиц, основными механизмами их осаждения считают гравитационный, инерционный и центробежный. Устройства для генерации уноса чаще всего базируются на использовании последних двух, поэтому к ним применимы те же закономерности осаждения, которые рассмотрены ранее. [c.116]

В основе работы сухих пылеуловителей лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения. Самостоятельную группу аппаратов [c.106]

Внутри растительного покрова, как и над ним, дует ветер, скорость которого и может в десятки и сотни раз превосходить скорость W гравитационного оседания частиц поэтому мелкие частицы отнюдь не падают на землю вертикально, а движутся над землей в среднем по пологим траекториям. При этом наряду с гравитационным оседанием происходит оседание частиц на растениях и прочих препятствиях под действием сил инерции Это наглядно иллюстрируется данными опытов. При полевых опытах по оседанию грубодисперсных аэрозолей [ 11 ] для оценки роли инерционного осаждения помещали на опытном участке 20 флюгеров-заборников на каждом из них укрепляли горизонтальную стеклянную пластину и вертикальное предметное стекло. Предполагалось, что капли оседают на поверхности горизонтальной пластины гравитационно и что оседание на наветренную сторону вертикального стекла происходит в результате инерции. Стекла флюгера помещали вблизи верхней границы сравнительно редкого растительного покрова со средней высотой растений /г = 30 см. По результатам микроскопирования стекол для каждой фракции аэрозоля определяли среднюю для 20 точек величину отношения nJn ,, где — среднее количество капель данной фракции, осевших на единице площади наветренной стороны вертикального стекла —то же для верхней стороны горизонтального стекла. Значения п пт, полученные для фракций с различным средним диаметром капель й при различной скорости ветра V[Н) на высоте 30 м, приведены в табл. 1. [c.66]

Далее аналогичные опыты были проведены в аэродинамической трубе, т. е. в условиях, когда капли ДДТ осаждались на комаров не гравитационно, а инерционно. Оказалось, что при этом величина (Ст)5о также не сохраняла постоянного значения, уменьшаясь с увеличением скорости ветра U и квадрата d, т. е. с увеличением числа Стокса К5, а следовательно, и коэффициента захвата Е капель комарами. При достижении 5 100% уменьшение ( t)so с ростом d прекращалось. Следовательно, в данном случае, когда главным механизмом воздействия яда на насекомых было инерционное осаждение на них токсичных капель, оптимальная величина d уменьшалась с увеличением скорости ветра и при сильном ветре (7 м/с) была близка к 10 мкм. [c.228]

Для получения особо тонких порошков используется метод раздельного осаждения частиц из несушей среды под действием гравитационно-инерционных сил (сил тяжести) или гравитационно-центробежных сил. В качестве несущей среды при сухой [c.86]

Для сепарации капель из газов используются следующие механизмы осаждения гравитационный, инерционный, центробежный, диффузионный и электростатический. Последние два механизма в основном применяются для улавливания туманов и рассмотрены в 4-6 главах книги. [c.398]

Закрутка потока в значительной степени интенсифицирует процесс осаждения частиц тяжелой фазы благодаря возникновению центробежного ускорения. Если в гравитационном сепараторе осаждение происходит под действием ускорения свободного падения 0 = 9,8 м/с , то при закрутке потока возникает сила инерции с инерционным полем, в котором центробежное ускорение попавшей в закрученный поток частицы [c.150]

На рис. 4.5 приведен разрез сепаратора, отличающегося от показанного нь рис., 4.3 лишь отсутствием дополнительной емкости и циклона, в котором осаждение частиц жидкости происходит под действием гравитационных и инерционных сил. [c.50]

Столь существенное усложнение картины классификации приводит к тому, что более или менее адекватное моделирование хотя и возможно, однако столь наукоемко, что до сих пор не применяется в практике гидравлической классификации. Причем это относится как к самым простым гравитационным классификаторам, так и к инерционным, где осаждение происходит под действием центробежных сил (см. 9.2). Методы расчета классификаторов основываются на простейших соотношениях для свободного осаждения частиц, различных эмпирических корреляциях и формальных стохастических математических моделях. [c.13]

Самый простой случай — это осаждение частицы в покоящейся среде под действием гравитационных сил. Обычно этот процесс протекает столь медленно, что можно пренебречь инерционными силами частицы и жидкости, а уравнение движения представить в виде суммы сил тяжести и Архимеда и силы гидродинамического сопротивления (моделирование движения одиночных частиц см. в 2.2.8 и 3.2) [c.19]

Для осаждения частиц из газовых потоков часто используется мокрая очистка. Сущность ее заключается в том, что в запыленном потоке диспергируются капли жидкости, захватывающие мельчайшие твердые частицы, которые трудно осадить перечисленными выше приемами. При этом сами капли имеют такой размер, который позволяет их легко улавливать, используя инерционные и даже гравитационные методы. [c.20]

Осаждение полидисперсных, агрегативно-неустойчивых взвешенных веществ сопровождается гравитационной коагуляцией — слипанием частиц разных размеров вследствие их неравномерного оседания под действием силы-Тяжести. Слипание частиц при гравитационной коагуляции происходит в результате инерционных явлений, осаждения захватом и подтягивания частиц. Схема этих процессов показана на рис. П1.6. Слипание под действием инерционных сил в результате прямого столкновения оседающих полидисперсных частиц наблюдается только в грубодисперсных системам с размером частиц, превышающим 100 нм. Слипание более мелких частиц осуществляется в основном в результате осаждения захватом и подтягивания, происходящих при движении частиц по искривленным траекториям. Закономерности гравитационной коагуляции изучены Ю. И. Вейцером и 3. А. Колобовой [5]. [c.121]

Коагуляция цепочек гидроксида алюминия и глинистых частиц, покрытых гидроксидной шубой , или последних друг с другом осуществляется в результате движения частиц с различными скоростями под действием силы тяжести (гравитационная коагуляция) или в результате интенсивного перемешивания (градиентная коагуляция). Гравитационная коагуляция осуществляется в результате инерционных явлений, осаждения захватом и подтягивания частиц. Инерционные силы действуют при прямом столкновении относительно крупных (более 0,1 мкм) полидисперсных частиц. Чаще всего мелкие частицы осаждаются захватом и подтягиванием при движении по искривленным траекториям. [c.38]

Гравитационная коагуляция происходит в результате инерционных явлений осаждения и захвата частиц (рис. 36). Коагуляция под действием инерционных сил при прямом столкновении оседающих полидисперсных частиц происходит только в грубодисперсных системах (размер частиц более 100 нм). [c.141]

Существенными для фильтрации считаются следующие механизмы осаждения частиц на препятствиях касание (зацепление), отсеивание (отсев, ситовой эффект), инерционный захват, гравитационное и диффузионное осаждение, электростатическое взаимодействие. Доля вклада каждого из них может изменяться от О до 1 в зависимости от условий, в которых происходит осажцение. [c.245]

Рассмотрим течение аэрозоля через слой волокон, например стеклянных, диаметром в несколько микронов. Если исключить очень высокие скорости, то течение воздуха можно считать ламинарным, так как обычно Ке < что значительно ниже требуемого для турбулизации потока. Как и в случае отдельных цилиндров, поле течения зависит от числа Рейнольдса, однако точной теории Для случая течения воздуха через ряд близко расположенных цилиндров не имеется. Если размер частиц порядка нескольких микронов или десятых долей микрона, то инерционное и гравитационное осаждение не играют существенной роли и основными факторами в процессе фильтрации становятся эффект зацепления и броуновская диффузия частиц. Эффект зацепления, из-за которого частицы не могут рассматриваться как точечные массы и должны учитываться их геометрические размеры, состоит в том, что частица, двигающаяся вдоль линии тока, приходит в соприкосновение с волокном и может примкнуть к нему, если расстояние от центра частицы до поверхности волокна оказывается меньше ее собственного радиуса. [c.206]

Для предварительного отделения масла применяют инерционный способ сепарации, а также гравитационное осаждение. Последующую, более тонкую, очистку (фильтрацией) осуществляют, пропуская газ через слой набивки или через мелкую проволочную сетку и плотную ткань. [c.204]

Разделение жидких неоднородных смесей отстаиванием - один из распространенных процессов в химической технологии. Данным методом обычно разделяют грубые (первичные) дисперсии. Этот метод экономичен, но в то же время аппаратура для проведения гравитационного отстаивания обычно имеет большие размеры. Характерной особенностью процессов отстаивания является низкая скорость движения фаз, что обеспечивает наиболее благоприятные условия осаждения. Поэтому при рассмотрении данных процессов часто делают допущение ползущего потока (т.е. пренебрегают инерционными членами в уравнении движения). Рассматривая про1 есс отстаивания с физической то>1ки зрения, выделим два основных явления, характеризующих его. Это, как правило, стесненное движение капель дисперсной фазы в ходе отстаивания и взаимодействие капель (коалесценция) между собой. Поэтому при построении адекватной математической модели процесса отстаивания необходимо учесть в рамках одной модели оба явления. [c.168]

К сухим механическим пьшеуловителям относят аппараты, в которых используются следующие механизмы осаждения гравитационный, инерционный и центробежный. [c.107]

Фильтрация. Процесс фильтрации заключается во взаимодействии взвешенных частиц с элементами пористой перегородки. При прохождении через объем фильтрующего материала поток газа с частицами тумана многакР атно дробится на мелше струйки, которые обтекают элементы. Осаждение частиц на элементах фильтра происходит за счет эффекта касания, инерционного осаждения, диффузии, гравитационного осаждения и эл ектрических эффектов. Природа указанных сил и их взаимосвязь подробно изложены в ряде монографий [22, 34]. Формулы для расчета эффективности фильтров [34] достаточно сложны и часто не обеспечивают нужной точности. Эффективность обычно определяют по практическим данным. [c.102]

В процессе фильтрации анализируемые газы и пары очищаются от пыли, аэрозолей, легкоконденсирующихся паров. Для газообразных сред наиболее распространены три вида фильтрации механическая через объемные и поверхностные пористые фильтры, гравитационная с охлаждением и конденсацией паров на холодной внутренней стенке теплообменника, инерционное осаждение аэрозолей из потока газа, движущегося со скоростью 80—120 м /с. Реже для осаждения аэрозолей применяют электрофильтры. [c.210]

Мокрые пылеуловители с внутренней циркуляцией жидкости относятся к аппаратам ударноинерционного действия, в которых основную роль играет инерционный механизм осаждения пыли. Другие механизмы осаждения (диффузия, зацепление, гравитационное и центробежное осаждение) не являются доминирующими, и ими при рассмотрении данной модели улавливания можно пренебречь. Так, диффузионное осаждение пыли на каплях жидкости становится существенным для частиц размером менее 0,1 мкм, для более крупных фракций пыли диффузионное осаждение на несколько порядков меньше по сравнению с инерционным осаждением. [c.434]

Удаление твердых частиц малого диаметра и капель жидкости гораздо сложнее и строгая физическая классификация методов не представляется возможной, поскольку в действие могут вступать, а и зачастую вступают, различные комбинированные методы. К основным физическим оптациям, используемым для этой цели, относятся гравитационное осаждение, центрифугирование, инерционный или прямой захват, броуновокая или вихревая диффузия, осаждение (термическое, электростатическое или магнитное), броуновская или акустическая агломерация и турбулентное разделение. [c.24]

Когда скорость газового потока через фильтр невелика, момент инерция даже крупных частиц может быть нед остаточиым для их улавливания путем инерционного столкновения. В таком случае осаждение под действием силы тяжести может играть важную роль в улавливании пыли, благодаря относительной продолжительности пребывания газового потока в фильтре. Так, гравитационное осаждение представляет собой основной механизм улавливания в случае, когда частицы диаметром 1 мкм проходят через фильтр с волокнами диаметром 10 мкм и со скоростью менее [c.321]

В конечном счете единственным стоком аэрозолей из атмосферы оказывается осаждение на подстилающую поверхность. Однако принадлежащие к разным модам частицы осаждаются по существенно различным механизмам и с разными скоростями. Прежде всего, выделяют осаждение сулсое и влажное (с осадками в виде дождя, тумана и т. п.). В случае относительно крупных частиц (г > 1 мкм) основными способами удаления из атмосферы оказываются гравитационное осаждение и подоблачное вымывание, включающее инерционный захват частиц каплями дождя или снежинками. По мере уменьшения размеров частиц вклад того и другого механизма в формирование нисходящего потока аэрозолей снижается и становится минимальным для частиц с радиусами 0,05-0,5 мкм. Однако при дальнейшем уменьшении размеров, эффективность сухого осаждения и вымывания снова возрастает (рис. 4.5). [c.125]

Существует несколько механизмов извлечения частиц мембраной прямой перехват (эффект касания), инерционное улавливание, диффузия, электростатическое притяжение и гравитационное осаждение (седиментация). При этом механизм прямого перехвата, oпpeдeJ яющий удерживание частиц, размеры которых превышают размеры пор, дополняется удерживанием по другим механизмам. Об относительном вкладе различных механизмов удерживания можно судить по экспериментально полученной зависимости эффективности удерживания частиц аэрозолей из воздуха при его фильтрации через мембрану Нуклеопор (рис. 3.20). Эффективность выражается как отношение числа уловленных мембраной частиц к количеству частиц, находившихся в исходной пробе воздуха. [c.228]

Гравитационная коагуляция происходит в результатг инерционных явлений, осаждения захватом и подтягивания частиц (рис. 7.1). Коагуляция под действием инерционных сил при прямом столкновении обедающих полидис-персных частиц происходит только в грубоднсперсных системах (размер частиц более 100 нм). Чаще наблюдаются осаждение захватом и подтягивание, происходящие при движении мелких частиц по искривленным траекториям. [c.615]

Фильтрацией называется процесс разделения аэродисиерсных систем при их движении через пористые среды (фильтры), способные задерживать взвешенные частицы (дисперсную фазу) и пропускать газ (дисперсионную сре- гг ду). Улавливание аэрозольных частиц в зависимости от их размеров, параметров фильтрующих материалов, скорости и нанравления газового потока может происходить по одному или одновременно нескольким механизмам (зацеплением, инерционным столкновением, гравитационным и электростатическим осаждением, а также в результате броуновского движения). [c.157]