4.4. Основные механизмы осаждения частиц

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

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

Центробежное осаждение– осаждение под действием центробежной силы отмечается при криволинейном движении дисперсного потока газа (воздуха), когда развиваются центробежные силы, под действием которых взвешенные 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 от частицы, движущейся с газовым потоком, до обтекаемого тела (препятствия) 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 как к частицам, так и к каплям орошающей жидкости или одновременно и к частицам, и жидкости. Электрическое осаждение частиц может происходить и при прохождении взвешенных частиц аэрозоля через фильтрующие перегородки.

Помимо указанных выше основных механизмов осаждения, можно перечислить и ряд других: термофорез, диффузиофорез, фотофорез, воздействие магнитного поля и др.

Влияние того или иного механизма на осаждение частиц определяется целым рядом факторов, 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 η является функцией этих параметров и критерия Re (число Рейнольдса), определяющего характер движения газовой среды, а также безразмерных параметров осаждения частиц за счет эффектов седиментации (G), центробежной силы (ω), инерции (Stk), касания (R), диффузии (D) и электрических сил (K_E). Значения этих параметров будут раскрыты ниже.