Определяне скоростта на утаяване в циклони. В циклона постъпва широк поток от газ, в който равномерно са суспендирани твърди частици. Поради спираловидното движение се развиват центробежни сили, които за газа ще бъдат :
Pг = (mг . Vг2)/R в N,
а за твърдите частици
Pч = (mч . Vг2)/R в N, (6)
където:
R – среден радиус на въртене на потока, m;
Vч = Vг - периферна скорост на частиците и газа, m/s;
mч и mг – масите на частиците и газа, kg;
ρч и ρг – специфичните тегла на частиците и газа, kg/m3.
Тъй като mч >>mг , то Pч >> Pг и под нейно влияние частиците се отправят към цилиндричната стена на циклона, но в действителност те се оказват под въздействие на две сили, от една страна центробежната сила, която я отправя от центъра по радиуса към периферията със скорост Vцентр, а от друга – постъпателното движение на частиците Vч . Всяка частица се движи по траекторията a, b, c със скорост на отделяне Vотд .
При движението си към стената на циклона частиците срещат силите на съпротивлението между частиците и газа, което може да се изчисли :
а) за частички с диаметър d > 100μm – по закона на Нютон
S = (k F ρг Vотд2)/2 = (k π d2 ρг Vотд2)/8 , N
Където F – повърхност на частицата с радиус d, в m2 , a k – коефициент на съпротивление зависещ от Re – при Re от 500 до 150 000 k = 0,44.
Б) за частички с диаметър d < 100μm – по закона на Стокс
S = 3 π d μ Vотд , N (7)
Тук μ е динамичен вискозитет на газ. система в Pa.s.
Отделянето на частиците от газа ще стане само при условие, че центробежната сила е равна и или по-голяма от силите на съпротивлението
P ≥ S ,
откъдето:
а) за частички с диаметър d > 100μm
, m/s
б) за частички с диаметър d < 100μm
Приравняване на (6) и (7)
(mч . Vч2)/R = 3 π d μ Vотд
Vотд = (mч . Vч2)/(3.R. π d μ)
Изразяваме масата на частичките при предположение, че те са със приблизително сферична форма
mч = (π d3. ρч)/6 и получаваме
(d2 2ρч)/(18 R μ) , m/s (8)
Сподели с приятели: |
