1.5.2 Косвенные методы определения запыленности

Косвенные методы определения запы­ленности газов основаны на использовании различных физических явлений, протекание которых изменяется в зависимости от кон­центрации частиц в газовой среде. В опти­ческих приборах для определения запылен­ности газов используют либо измерение интенсивности рассеянного частицами пыли света, либо измерение интенсивности свето­вого пучка, ослабленного вследствие погло­щения, рассеяния и преломления света, про­ходящего через пылегазовую среду. В элек­трических приборах о концентрации частиц судят по величине снимаемого с них элек­трического заряда. Приборы с использо­ванием фильтрации газов позволяют оце­нивать запыленность по некоторым свойст­вам осевшего на фильтрующем материале слоя содержавшихся в газах частиц: по гидравлическому сопротивлению этого слоя, ослаблению проходящего через слой света или радиоактивного излучения и т. п.

Любой из приборов для определения запыленности газов косвенными методами нуждается в предварительной калибровке на данный вид пыли прямым методом. Кроме этого, ни один из используемых в настоящее (время косвенных методов не обладает достаточной надежностью в при­емлемо широком диапазоне изменений за­пыленности газов и дисперсного состава, частиц.

2 Основные механизмы осаждения частиц

Работа любого пылеулавливающего аппарата основана на ис­пользовании одного или нескольких механизмов осаждения взве­шенных в газах частиц[2].

Гравитационное осаждение (седиментация) проис­ходит в результате вертикального оседания частиц под действием силы тяжести при прохождении их через газоочистной аппарат.

Осаждение под действием центробежной силы отмечается при криволинейном движении аэродисперсного пото­ка, когда развиваются центробежные силы, под действием кото­рых частицы отбрасываются на поверхность осаждения.

Инерционное осаждение происходит в том случае, ког­да масса частицы или скорость ее движения настолько значитель­ны, что она не может следовать вместе с газом по линии тока, оги­бающей препятствие, а, стремясь по инерции продолжить свое движение, сталкивается с препятствием и осаждается на нем.

Зацепление (эффект касания) наблюдается, когда расстояние частицы, движущейся с газовым потоком, от обтекае­мого тела равно или меньше ее радиуса.

Диффузионное осаждение. Мелкие частицы испытыва­ют непрерывное воздействие молекул газа, находящихся в броу­новском движении, в результате которого возможно осаждение этих частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата.

Электрическое осаждение. В процессе ионизации га­зовых молекул электрическим разрядом происходит заряд частиц, содержащихся в газах, а затем под действием электрического по­ля они осаждаются на электродах. Электрическое осаждение воз­можно и при взаимодействии частиц с каплями (или пузырями), причем электрические заряды могут быть подведены к частицам, к орошающей жидкости, или одновременно и к частицам, и к жидкости. Электрическое осаждение частиц может происходить и при прохождении аэрозоля через фильтрующие перегородки.

Помимо указанных выше основных механизмов осаждения можно перечислить и ряд других: термофорез, диффузиофорез, фотофорез, воздействие магнитного поля, радиометрических сил и др. Наиболее перспективные из них с точки зрения использова­ния в промышленной практике, будут рассмотрены ниже.

Влияние того или иного механизма на осаждение частиц опре­деляется целым рядом факторов, и в первую очередь их размером.

Обычно при расчете промышленных газоочистных аппаратов ис­пользуются методы теории подобия. Согласно этой теории, эффек­тивность осаждения частиц за счет определенного механизма их осаждения может быть качественно охарактеризована соответ­ствующим безразмерным параметром, а общая эффективность улавливания частиц в аппарате ηявляется функцией этих пара­метров и критерия Re, определяющего характер движения газовой среды

η= ƒ(Re; G; ω; Stk; R; D; К_E) (2.1)

где G; ω; Stk; R; D; К_E- безразмерные параметры осаждения частиц соответ­ственно за счет эффектов седиментации, центробежной силы, инерции, касания, диффузии и электрических сил.

Значения этих параметров будут раскрыты ниже.