4.14. Захват частиц каплями

Захват частиц каплями основан на кинематической коагуляции, обусловленной разностью скоростей частиц и капель. Можно выделить три основных режима захвата.

1. Спокойный режим: аэрозольдвижется с малой скоростью (ламинарный поток) – в этом случае капли (частицы) падают под действием силы тяжести.

2. Средний (переходной) режим: аэрозольдвижется со скоростью, соответствующей ламинарному или слаботурбулированному потоку, – в этом случае капли имеют скорость, значительно превышающую скорость седиментации (т.е. скорости гравитационного осаждения).

3. Динамический режим: скорость потока аэрозоля сильно турбулизирована. В этом случае жидкость или ее капли поступают в поток и интенсивно диспергируются (дробятся) под влиянием турбулентных пульсаций, которые способствуют контакту между жидкостью и аэрозольнымичастицами.

В целях осаждения используют в основном динамический режим, который характеризуется высокой скоростью газового потока (v_г = 50…150 м/с). Степень очистки (т. е. степень захвата частиц каплями) определяется двумя факторами: 1) скоростью газового потока; 2) удельным орошением жидкостью в аппарате.

При относительно небольшом удельном орошении (q = 0,1…1,0 л/м³) и значениях критерия Стокса (0,1 ≤ Stk ≤ 1,0) степень захвата каплями частиц может быть приближенно оценена:

(4.41)

Необходимо отметить, что формула (4.41) справедлива также для случая захвата частиц на «сухих» шарообразных препятствиях, основанных на эффектах зацепления (параграф 4.9).

При удельном орошении (q = 1,5…2,0 л/м³ и Stk = 1,0…170) используют следующую формулу оценки степени захвата:

Средний диаметр (размер) капель можно оценить по формуле:

где v_жг – скорость потока относительно жидкости во входной горловине аппарата, м/с;

σ_ж – поверхностное натяжение жидкости, Н/м.