Методы очистки газовых потоков от посторонних частиц и капель воды. Инерционные газоочистители (иг). Назначение иг. Постановка задачи о течении в каналах иг.
Методы очистки газовых потоков от посторонних частиц и капель воды
Для улавливания из газов твёрдых и жидких примесей, в промышленности применяют механический, электрический способы очистки газов.
Механическую очистку газов производят осаждением частиц примесей под действием силы тяжести или центробежной силы, фильтрацией сквозь волокнистые и пористые материалы, промывкой газа водой или др. жидкостью. Наиболее простым, но малоэффективным и редко применяемым является способ осаждения крупной пыли под действием силы тяжести в т. н. пылевых камерах. Инерционный способ осаждения частиц пыли (или капель жидкости) основан на изменении направления движения газа со взвешенными в нём частицами. Т. к. плотность частиц примерно в 1—3 тыс. раз больше плотности газа, они, продолжая двигаться по инерции в прежнем направлении, отделяются от газа
Инерционные газоочистители (ИГ). Назначение ИГ
Инерционными уловителями пыли служат т. н. пылевые мешки, жалюзийные решётки, зигзагообразные отделители, каналы сложной формы и т.п. В некоторых аппаратах используется и сила удара частиц. Для очистки газов широко применяют Циклоны, в которых отделение от газа твёрдых и жидких частиц происходит под действием центробежной силы (при вращении газового потока). Т. к. центробежная сила во много раз превосходит силу тяжести, в циклонах осаждается и сравнительно мелкая пыль, с размером частиц примерно 10—20 мкм и до ≈80 мкм
Постановка задачи о течении в каналах ИГ
При
изучении газодинамического течения в
канале будем пользоваться предположением
о том, что объемная концентрация
посторонних частиц в потоке мала (
),
в связи с чем газодинамическое течение
будем рассматривать независимо от
движения частиц, считая их влияние на
поток пренебрежимо малым.
Будем считать газ невязким, нетеплопроводным, движение установившимся плоским или осесимметричным.
Течение газа в каналах и примыкающих к ним устройствах стремятся сделать такими, чтобы энергетические потери потока были минимальны. Стенки таких каналов делают гладкими, стремясь избежать резких изменений площади поперечного сечения канала, чтобы не вызвать отрыва потока от стенки. Поэтому вязкие эффекты в каналах такого рода проявляются в основном вблизи стенок и могут быть учтены отдельно с использованием теории пограничного слоя. В основной массе газа вязкие эффекты можно не учитывать, т.е. считать газ идеальным.
При моделировании движения частиц записываются уравнения движения центра масс отдельной частицы с учетом воздействий различных сил: аэродинамического сопротивления, силы веса, архимедовой силы и т.д. Взаимодействием между частицами пренебрегается. Дисперсный состав частиц может быть любым. Рассматриваются частицы с линейным размером от 2 до 1000 мкм.
Диапазон изменения размеров может лимитироваться только временем счета каждой отдельной задачи. Модель учитывает взаимодействие частиц со стенками канала. Рассматриваются различные законы рикошета.