Тема 7. Коагуляция взвешенных частиц - раздел Образование, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Сближение Частиц Может Происходить За Счет Броуновского Движе...
Сближение частиц может происходить за счет броуновского движения (тепловая коагуляция), гидродинамический, электрических, гравитационных и других сил.
Скорость убывания счетной концентрации частиц
1/n-1/n’= - Кτ
где п - концентрация в некоторый момент; к – константа коагуляции.
В начальный момент времени, когда счетная концентрация частиц велика, коагуляция протекает с большей скоростью. Затем она резко падает.
Виды коагуляции:
1. Тепловая. Мало зависит от природы аэрозолей. Полидисперсные аэрозоли коагулируют быстрее монодисперсных. Особенно быстро происходит поглощение мелких частиц крупными. Скорость коагуляции полидисперсных аэрозолей превышает скорость монодисперсных на 10%. Скорость растет также с увеличением температуры газа. Скорость коагуляции для мелких частиц возрастает с понижением давления. Броуновская (тепловая) коагуляция имеет существенное значение в начальный момент времени образования высокодисперсного аэрозоля, так как способствуют мгновенному укрупнению частиц. На практике за счет тепловой коагуляции дисперсный состав пыли, идущей на очистку, в технологических газах характеризуется большей крупностью частиц, чем это было в источнике.
2. Градиентная. Возникает при наличии поперечного градиента скорости газа в потоке. Пример градиентной коагуляции – это течение газов у твердой стенки. Чем ближе частица к стенке, тем меньше ее скорость. Если при этом расстояние между частицами меньше суммы их размеров, то частицы встретятся. Коагуляция происходит даже при небольшом градиенте. Она интенсивна в пристенном слое при турбулентном движении газа. Недостаток: градиентная коагуляция ограничена тонким пристенным слоем. Оказывает существенное влияние при движении потока газов и при развитой поверхности контакта.
3. Турбулентная. Частицы при турбулентном движении коагулируют благодаря турбулентным пульсациям. В турбулентном потоке возможны два механизма коагуляции:
- реализуется при полном увлечении частиц турбулентной пульсацией. Он преобладает при плотности частиц близкой к плотности потока. Однако для аэрозольных частиц, плотность которых в 1000 раз больше плотности газа, полного увлечения не происходит, поэтому для аэрозольных частиц этот механизм имеет второстепенное значение.
- механизм ускорения достигает наибольшего эффекта в турбулентном потоке газа. Коагулируя осуществляется в нем именно благодаря различию в плотностях газового потока и частиц аэрозоля. Скорость движения частиц в полидисперсных системах имеют существенные различия, так как зависят от массы. Благодаря этому различию в скоростях происходит встреча частиц, сопровождающаяся их коагуляции.
Особенности: эффективен для полидисперсных систем. Скорость этой коагуляции в значительной степени определяется скоростью газового потока. При турбулентном движении особенно сильно искажаются линии тока мелких частиц, движущихся мимо крупных, поэтому каждая встреча частиц, рассчитанная для прямолинейных траекторий, приводит к коагуляции. Второй механизм преобладает даже для частиц с диаметром, равным 10м.Для частиц большего диаметра скорость этой коагуляции во много раз больше скорости тепловой коагуляции.
4. Кинематическая. Протекает при относительном движении частиц различного размера, которые возникает под воздействием разных сил и при разных скоростях. Пример: осаждение частиц на каплях, падающих под действием силы тяжести (гравитационная коагуляция). Для крупных и мелких частиц эффективность этой коагуляции различна. Для крупных частиц пренебрегают диффузией, и коэффициент захвата частиц рассматривают как эффективность осаждения за счет инерционных сил. На кинематической коагуляции основано осаждение частиц распыленной водой в мокрых пылеулавливателях. При этом возможны два случая:
· капли движутся через аэрозоль только под действием силы тяжести (пример: полые форсуночные скрубберы).
· капли вводятся в аэрозоль с большей скоростью, чем скорость их осаждения ( скрубберы Вентури).
С уменьшением размера частиц эта коагуляция сводится к нулю. Чтобы повысить ее эффективность для мелких частиц, используют второй механизм, однако он энергозатратный. Среди перечисленных это самый интенсивный вид коагуляции при соприкосновении за счет механических сил.
5. Электрическая. Применима, если частицы имеют заряд. Условно, этот естественный электрический заряд называют трибозаряд. Силы электрического взаимодействия накладываются на Броуновское движение, усиливая или замедляя коагуляцию в зависимости от знака. Частицы с разноименными зарядами коагулируют быстрее, а с одноименными медленнее, чем с нейтральными. В электрическом поле скорость коагуляции возрастает. Механизм коагуляции в электрическом поле заключается в предварительном сближении частиц под действием диффузии на расстояние, достаточное для действия электрических сил эффективно в сильном электрическом поле.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СТАНКИН... ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ... КАФЕДРА ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Тема 7. Коагуляция взвешенных частиц
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Законодательные методы
Законодательные акты и постановления являются основой проведения практических природоохранных мероприятий. В экологическом законодательстве закрепляются требования, направленные на обеспечение бла
Особенности загрязнения атмосферы
Основные характеристики пылевого загрязнения.
В первую очередь к ним относятся концентрация и дисперсный состав пыли. Обычно 33-77 % от объема загрязнений составляют части
Граничные условия
Дифференциальные уравнения (1) и (2) не учитывают внешних воздействий на систему и поэтому должны быть дополнены граничными условиями, характеризующими взаимодействие системы с внешней средой.
Автомодельный режим.
Для конкретного момента движения в данной точке при турбулентном режиме истинное значение любой величины является суммой величин, характеризующих основное и и пульсационное течения.
Т
Скорость пульсации
1. При невязком характере движения, когда λ>>λ0, скорость мелкомасштабной пульсации [м2/с3], когда λ<<ℓ
Автомодельный режим
Движение газового потока в пылеуловителях обычно протекает при больших значениях критерия Рейнольдса и носит турбулентный характер. При турбулентном движении коэффициент гидравлического сопротивле
Пограничный слой.
Вследствие трения, в газовом потоке вокруг обтекаемого тела или у стенки, образуется пограничный слой толщиной δ0. В нем происходит изменение скорости газа от 0 до
II. Дисперсность частиц.
Основным параметром для выбора пылеуловителя является дисперсный состав пыли. Дисперсность – совокупность размеров всех составляющих пыль частиц.
Размер частиц определяется нескольк
Интегральные кривые распределения.
Наиболее удобным является графическое отображение дисперсного состава пыли в виде интегральных кривых (Рис. 6). Для построения этих кривых используется для условного сита понятие остатка R(r)
Свободная энергия поверхности.
Молекулы поверхностного слоя тел испытывают неодинаковое притяжение со стороны внутренних слоев вещества и со стороны граничащей с ним среды (Рис. 9). Поверхностные слои облад
IV. Адгезионные свойства частиц.
Адгезия – способность мелких частиц налипать на поверхности и слипаться между собой. Адгезия обусловлена аттракционными силами , действующими между молекулами соприкасающихся тел.
Электрическая зараженность частиц.
Аэрозоли могут иметь заряд. Существуют аэрозоли, в которых преобладает положительные, отрицательные или нулевые заряды основной массы частиц. Бывают униполярные аэрозоли. Знак заряда частицы зави
Тема 6. Основные механизмы осаждения частиц
Работа любого пылеулавливающего аппарата основана на использовании одного или нескольких механизмов осаждения взвешенных в газах частиц.
1. Гравитационное осаждение (седиме
Гравитационное осаждение (седиментация)
При падении частица пыли испытывает сопротивление среды. Наиболее просто это сопротивление описывается при прямолинейном и равномерном движении шаровой частицы, когда можно пренебречь турбулентност
Центробежное осаждение частиц
Центробежное осаждение частиц используется в циклонах, мультициклонах, центробежных аппаратах. Эффективно так же в мокром пылеулавливателе при осаждении частиц на поверхности пузыря (при барботаже)
Зацепление.
Размер частиц имеет большое значение при захвате их за счет касания частицы поверхности обтекаемого тела. Частица осаждается помимо инерционного эффекта в следующих случаях:
траектор
Диффузионное осаждение.
Частицы малых размеров подвержены воздействию молекул при броуновском движении, при этом частица смещается на величину .
Осаждение под действием элементарных зарядов
Для использования этого механизма частицы предварительно заряжаются, либо используются уже заряженные частицы в результате технологического процесса.
Элементарная зарядка частиц может быть
Термофорез
Это отталкивание частиц нагретыми телами. Вызывается силами, действующими со стороны газообразной фазы на находящиеся в ней неравномерно нагретые частицы. Механизм зависит от соотно
Диффузиофорез.
Это движение частиц вызывается градиентом концентрации компонентов газовой смеси. Проявляется в процессах испарения и конденсации. При испарении с поверхности капли (или пленки жидк
Осаждение частиц в турбулентном потоке.
Оно очень важно, так как в пылеулавливающих аппаратах обычно наблюдается турбулентное течение газового потока. Практически полное увлечение частиц пульсациями происходит при диаметрах
Механизмы массопереноса
Массоперенос растворенных химических веществ является функцией диффузии, конвекции и дисперсии веществ, а также разложение абиотическими и биотическими реакциями.
Диффузия
Почва - вода
Распространение загрязнений в почве происходит в основном за счет естественных процессов. Зависят от физико-химических свойств веществ, физических процессов, связанных с их переносо
Модели распространения примесей в водной среде
Существуют различные гидродинамические модели, учитывающие распространение загрязнений, процесс переноса и перемешивания в водной среде для источников различного типа. Обычно расчет распространения
Распространение загрязнений в атмосфере.
Существуют различные модели, учитывающие распространение загрязнений в атмосфере. процессы переноса и перемешивания в воздушной среде для источников различного типа. В основу этих моделей положена
Биохимические методы.
Абсорбция.
В технике очистки газа процессы адсорбции называются скрубберными. Метод заключается в разрушении газо-воздушных смесей на составные ча
Химическая адсорбция (хемосорбция).
Механизм основан на химическом взаимодействии между адсорбатом и адсорбируемым веществом. Освобождающаяся теплота значительно выше, чем при физической адсорбции (до 20 раз выше) и совпадает с тепл
Реагентный метод
Как правило, самостоятельной очистке или предварительной обработке подвергается каждый из видов сточных вод, после чего осуществляется совместная их очистка для выделения из стока гидроокисей метал
Методы очистки нефтесодержащих вод.
Отстойный метод. Он основан на разности удельных весов (плотностей) воды и нефтепродуктов. Это самый простой метод позволяет обеспечить качество очистки нефтесодержащих вод до содержания в н
Тема 12. Теоретические основы защиты почвы
Теоретические основы защиты почвы включают в том числе
· вопросы перемещения загрязнений в почве для регионов с различными климатическими характеристиками, в частности, раз
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
м.Для частиц большего диаметра скорость этой коагуляции во много раз больше скорости тепловой коагуляции.
Новости и инфо для студентов