§ 2. Осаждение частиц пыли в камерах и газоходах

В осадительных камерах выпадение частиц пыли из газового потока происходит под действием сил гравитации. Эффективность осаждения в значительной мере определяется временем пребывания частиц в камере, что вызывает необходимость увеличения размеров камеры. В наиболее неблагоприятных условиях находятся частицы под потолком камеры; им для осаждения нужно пройти наибольший путь, равный высоте камеры Н (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема пылеосадительной камеры.

При приближенном расчете осадительных камер принимают, что частицы движутся вдоль камеры со скоростью w_п, равной скорости газового потока w_г, и одновременно опускаются вниз со скоростью, равной скорости витания w_в. Для осаждения частица должна достичь дна раньше, чем газовый поток вынесет ее из камеры, поэтому время осаждения частицы t=H/w_B не должно превышать времени ее пребывания в камере t₁=L/w_r:

H/w_B ≤L/w_г . (2.6)

Выражая скорость газа через расход V_г, деленный на площадь поперечного сечения камеры НВ, получим H/w_B = LHB/V_г, откуда следует, что

V_г = LBw_B = LB(d²_чg/18). (2.7)

Из формулы (2.7) находят предельное количество газа, которое можно пропустить через камеру при условии осаждения частиц диаметром d.

Решая обратную задачу, можно найти диаметр частиц, которые будут осаждаться при расходе газа V_г:

. (2.8)

Формулы (2.7) и (2.8) показывают, что решающую роль при осаждении играет площадь дна камеры, увеличение которой существенно улучшает условия осаждения. Уменьшение высоты камеры без увеличения площади дна ее ничего не дает, так как одновременно уменьшается площадь поперечного сечения камеры, а, следовательно, растет скорость газа и сокращается время пребывания частицы в камере. Данные формулы справед­ливы лишь при условии ламинарного режима движения в осадительных камерах. Вследствие низкой эффективности и больших размеров эти камеры в настоящее время почти не применяются.

Процессы осаждения, происходящие в пылевых камерах, наблюдаются и в горизонтальных газоходах. Однако в этих ус­ловиях осаждение пыли в большинстве случаев нежелательно, поэтому скорости в газоходах принимают значительно более высокими (18—20 м/с), чтобы обеспечивались турбулентный режим движения и унос даже крупных частиц, а также экономия металла при изготовлении газоходов.

Контрольные вопросы

1. Как связаны между собой закон Ньютона и закон Стокса?

2. Что такое скорость витания частицы и как ее определяют?

3. Как определить степень очистки газа в осадительной камере?