10. Оценка эффективности работы газоочистного аппарата.

Ч аще всего эффективность пылеулавливающего аппарата любого типа (к.п.д. аппарата) определяется следующей зависимостью:

где V₁ и V₂ – объем газа на входе в газоочистительный аппарат и выходе из него (при нормальных условиях), м³;

х₁ и х₂ - концентрация пыли (тумана) в запыленном и очищенном газе (при нормальных условиях), г/м³.

Э ффективность очистки для частиц пыли различных размеров неодинакова. В большинстве случаев лучше улавливается более крупная пыль и кривая парциальных коэффициентов очистки, построенная для условий, при которых проводилось испытание, имеет вид, показанный на рис. 1. Под фракционным коэффициентом очистки _i понимают массовую долю данной фракции, осаждаемую в пылеулавливающем аппарате.

Зная фракционный состав пыли и фракционные коэффициенты очистки пылеулавливающего аппарата (приведенные к условиям его работы), можно определить общий коэффициент очистки аппарата из выражения

Коэффициент очистки в значительной степени зависит от свойств пыли и параметров газового потока.

Для оценки эффективности процесса очистки также используют коэффициент проскока (К_пр) частиц через пылеуловитель

К_пр = 1 -  (3)

При последовательном соединении нескольких пылеулавливающих аппаратов коэффициенты проскока через первый, второй и третий аппараты будут соответственно равны:

Следовательно, общий коэффициент очистки трех последовательно включенных аппаратов будет равен:

В этом случае следует учитывать изменение фракционного состава пыли при переходе от аппарата к аппарату, что можно сделать по формуле

г де Ф_1вх и Ф_1вых – содержание данной фракции на входе в первый аппарат и на выходе из него, %;

_фр- фракционный коэффициент очистки данной фракции в первом аппарате;

₁ - общий коэффициент очистки первого аппарата.

Остаточную запыленность газа легко найти по начальной запыленности и коэффициенту проскока:

Зная Х₂, можно подсчитать количество пыли, выбрасываемой в атмосферу, которое является исходной величиной для расчета приземных концентраций пыли.

11. Движение частиц пыли в неподвижной среде. Движение частиц пыли в прямолинейном потоке газа.

С момента начала движения частицы в вязкой среде возникает сила сопротивления этому движению Р, которая согласно широко известному закону Ньютона, выражается следующим образом:

Этот закон применим и в том случае, если частица неподвижна, а поток газа обтекает ее со скоростью w.

П ри движении частицы в неподвижной среде или обтекании неподвижной частицы потоком газа возможны ламинарный и турбулентный режимы движения. Основной характеристикой режима движения является в этом случае число Рейнольдса, определяемое, однако, не по диаметру газопровода, а по размеру движущейся частицы d и относительной скорости w, которое можно найти из известного выражения:

Численное значение Re позволяет установить не только режим движения, но и численное значение аэродинамического коэффициента С (по эмпирическим зависимостям, проверенным практикой). Так, для областей с ламинарным режимом, турбулентным режимом и промежуточной характерны значения Re, соответственно £ 2; > 500 и < 500 и значения С, соответственно равные 24/Re; 18,5/Re^0,6.

При ламинарном режиме для частиц сферической формы после подстановки в уравнение (8) F = p²/4 и развернутого значения величины аэродинамического коэффициента получим

Э той формулой выражается закон Стокса, справедливый для ламинарного режима движения частицы сферической формы в однородной, не ограниченной стенками вязкой среде.

В наиболее простом случае, когда частица движется вниз под действием силы тяжести с возрастающей скоростью, вследствие возрастания силы сопротивления быстро наступает момент, когда обе эти силы приходят в равновесие. С этого момента частица начинает двигаться вниз по инерции с постоянной скоростью w_в, которую легко определить из уравнения равновесия

Здесь r_п и r_r - плотность частицы пыли и окружающей среды; w_в - скорость витания.

Очевидно, что w_в можно рассматривать и как скорость направленного вверх вертикального потока газа, при которой данная частица будет удерживаться в занимаемом ею положении. Из сказанного следует, что вес частицы G в пределах применимости закона Стокса может быть выражен через скорость витания следующим образом:

(14)

Решая уравнение (13) относительно диаметра частицы, получим, что

(15)