3. Фильтр рукавный

Фильтрованием называют процесс разделения жидких или газовых неоднородных смесей путем пропускания их через пористую перегородку, способную пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные частицы.

По технологическому признаку фильтрующую аппаратуру подразделяют на газовые фильтры, жидкостные и фильтрующие центрифуги. Батарейный фильтр с тканевыми фильтрующими элементами относится к газовым фильтрам (непрерывного действия). Этот фильтр получил название рукавного фильтра.

1-рукава, 2-встряхивающее устройство, 3-шнек, I-запыленный газ, II-очищенный газ, III-пыль.

Газовый поток вводится в фильтр и распределяется по фильтрующим элементам-рукавам 1. Отфильтрованный газ удаляется через газоход, а взвешенные в нем частицы оседают на внутренней поверхности фильтрующих элементов. Для удаления осевшей пыли имеется специальное приспособление 2, встряхивающее элементы. Пыль сбрасывается в нижнюю часть фильтра и удаляется из аппарата шнеком 3.

Недостатки: работа рукавных фильтров через определенные промежутки времени прерывается для очистки или замены фильтрующего материала.

Достоинства: высокая степень очистки газов от тонкодисперсной пыли.

Билет 20

1. Скорость гравитационного осаждения и ее определение. Критериальное уравнение осаждения.

Осаждение– это процесс разделения жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой или газовой фазы твердых или жидких взвешенных частиц; такое выделение осуществляется под действием сил тяжести или центробежной силы, а также под действием сил электрического поля.

Соответственно различают: отстаивание, циклонный процесс, отстойное центрифугирование, электроочистка.

Гравитационное осаждение – процесс разделения неоднородных систем (пылей, суспензий и эмульсий) под действием разности плотностей сплошной и дисперсной фаз. Преимущества: небольшая скорость осаждения, поэтому и используется преимущественно для частичного разделения неоднородных систем, отличается малыми энергозатратами.

Сущность отстаивания заключается в том, что пыль, суспензию или эмульсию пропускают через камеру, на дно которой под действием силы тяжести осаждаются взвешенные частицы.

Допущения: 1) частица сферическая; 2) ρ_{частица}>ρ_среда

Кинетика осаждения. Рассмотрим процесс осаждения твердой шарообразной частицы диаметром d , плотность которой ρт, в жидкости с плотностью ρж.

Баланс сил, действующих на нее, можно представить уравнением T - A - R = J ,

T =(πd³/6)ρтg - сила тяжести, действующая на частицу;

A =(πd³/6)ρжg - выталкивающая сила, равная по закону Архимеда весу объема вытесненной частицей жидкости;

R = φ (πd²/4)(w²ос/2) ρж– сила сопротивления, отнесенная к поперечному сечению частицы

F= πd²/4, J = m(dwос/dτ)= (πd³/6)ρт(dwос/dτ) - сила инерции.

Здесь: m – масса частицы; φ – коэффициент сопротивления; wос –скорость осаждения частицы; τ – время.

С увеличением в начальный момент скорости возрастает сила сопротивления, которая уменьшает ускорение частицы. Через некоторый момент времени можно считать ускорение практически

равным нулю. При условии постоянства скорости осаждения уравнение действующих на частицу сил будет иметь вид Т - А - R = 0 .

(πd³/6)ρтg-(πd³/6)ρжg- φ (πd²/4)(w²ос/2) ρж=0

Wос =

Можно выделить три режима осаждения: ламинарный, переходный и турбулентный.

Область существования того или иного режима осаждения определяют величиной критерия Рейнольдса

Re =

10^-4<Re <1,85.- ламинарный режим течения, плавное «обтекание» частицы без образования вихрей в кормовой части. Коэффициент сопротивления φ=24/Re. «10^-4»-в Броуновское движение не переходит, т.к. там не происходит осаждение.

1,85 ≤ Re ≤500.-область переходного режима течения, в кормовой части осаждающейся частицы образуется зона циркуляционного (вихревого) движение. φ=

Re > 500 – турбулентный режим, в кормовой части частицы наблюдается регулярный отрыв вихрей. φ = 0,44 .

_,

Критерий Архимеда Аr =

_{Подставляя значения} φ получим критериальные уравнения для расчеты скорости осаждения.

В ламинарном режиме

_{В переходном}

_{В турбулентном}

_{Для случая ламинарного осаждения - скорость Стокса.}

Физический смысл. Критерий Архимеда характеризует отношение разности сил тяжести и подъемной к подъемной силе.