title-icon
Яндекс.Метрика
» » Очистка газа под действием силы тяжести

Очистка газа под действием силы тяжести

Скорость падения тела в безвоздушном пространстве выражается уравнением:
w = gт

где w — скорость падения тела, м/сек;
g — ускорение силы тяжести;
т — время падения, сек.
Формула применима также и для падения тел большого размера в газовой среде, так как в этом случае сопротивление среды уменьшает силу притяжения всего на 0,05—0,1%. Однако при падении тел очень малого размера, например 0,1 мм и менее, сопротивление среды становится очень значительным и может уравновешивать силу притяжения.
Сила сопротивления среды зависит от ее физических свойств — удельного веса у и вязкости и, а также от размера и формы частиц, скорости их движения и ускорения силы тяжести.
В общем случае сила сопротивления может быть определена по закону Ньютона:
Очистка газа под действием силы тяжести

или для частиц шарообразной формы:

где w0 — скорость равномерного падения частиц, называемая скоростью осаждения;
F — поверхность сопротивления; для шаров F = пd2/4 м2, т. е. равна проекции шарообразной частицы на направление ее движения;
у2 — удельный вес газа, кг/м3;
d — диаметр частицы, м;
С — коэффициент сопротивления.
Сила тяжести за вычетом подъемной (архимедовой) силы для частиц шарообразной формы, взвешенных в газовой среде, равна:

где пd3/6 — объем частицы, м3;
уt — удельный вес частицы, кг/м3.
При достижении частицами постоянной скорости — скорости осаждения — должно соблюдаться равенство

Пользуясь этим уравнением, можно установить законы падения частиц в неподвижном газе.
Коэффициент сопротивления среды е является функцией критерия Рейнольдса.
Зависимость эта показана на рис. 254.
Часто вместо коэффициента сопротивления среды е пользуются другим критерием, носящим название критерия сопротивления w.
Критерий сопротивления равен

где p — плотность среды, кг*сек2/м4.
Сопоставляя уравнения (2) и (4), получаем:

экспериментально установлено, что при Re < 1

где u — вязкость среды, кг*сек/м2.
Подставив значение е в уравнение для скорости осаждения (3), получаем:

Это уравнение носит название закона Стокса.
Закон Стокса вполне применим лишь для определенной скорости осаждения при значении Re < 0,2; однако, как видно из графика рис. 254, может применяться с точностью, достаточной для технических расчетов, до значений Re = 1,0.

Из уравнения (5) следует, что при значениях Re < 1 скорость осаждения шарообразных частиц прямо пропорциональна квадрату их диаметра, разности удельных весов частиц газа и обратно пропорциональна вязкости газа.
При значениях числа Рейнольдса от 500 до 15 000 значение коэффициента е, как видно из графика рис. 254, остается постоянным и равным 0,44. Тогда скорость осаждения получается равной

Практически скорость осаждения твердых частиц в потоке газа оказывается значительно меньше теоретически вычисленной.
На скорость осаждения сильно влияет форма частиц.
Так, для округленных частиц с неровной поверхностью критерий сопротивления примерно в 2,4 раза больше критерия сопротивления w для шарообразных частиц, а для продолговатых и пластинчатых частиц он больше в 3 и 5 раз величины критерия сопротивления w для шарообразных частиц.
При осаждении взвешенных частиц скорость потока газа должна быть меньше той скорости, при которой уже осевшие частицы могут быть увлечены газом.
Для того чтобы твердая частица не увлекалась струей газа, действующая на частицу подъемная сила должна быть равна или меньше веса частицы, т. е.

откуда максимально допустимая скорость газового потока будет равна:

В первичной газоочистке доменных цехов очистка газа под действием силы тяжести производится в первом пылеуловителе.
На рис. 255 показаны первичные пылеуловители первой типовой печи. При поступлении газа из двух газопроводов с диаметром 2 м в пылеуловитель, имеющий диаметр 9 м и высоту цилиндрической части 12,25 м, скорость газа резко уменьшается, и происходит осаждение пыли. Осадившаяся пыль собирается в нижней конической части пылеуловителя.

Газ подводится радиально несколько выше конической части пылеуловителя; войдя в пылеуловитель, газ поднимается кверху, выходит из пылеуловителя через газопровод, расположенный вверху пылеуловителя по его оси.
В настоящее время Гипромез делает подвод газа сверху; подводящий газопровод опускается внутрь пылеуловителя, на половину его высоты; из пылеуловителя газ отводится из верхней конической части (рис. 256).



title-icon Подобные новости