Осаждение под действием центробежной силы

Этот метод отделения пыли от воздуха (газа) значительно эффективнее гравитационного осаждения, так как возникающая центробежная сила во много раз больше, чем сила тяжести. Центробежная сепарация может применяться по отношению к более мелким частицам.

Скорость центробежного осаждения шаровой частицы можно определить, приравняв центробежную силу , возникающую при вращении пылегазового потока, силе сопротивления среды по закону Стокса:

где – масса частицы, кг; – скорость вращения потока вокруг неподвижной оси, м/с; – радиус вращения потока, м.

Отсюда, с учетом, где ,

.

Таким образом, скорость осаждения взвешенных частиц в центробежных пылеуловителях прямо пропорциональна квадрату диаметра частицы.

Скорость осаждения под действием центробежной силы больше, чем скорость гравитационного осаждения, в раз.

Отношение скорости осаждения в центробежном пылеуловителе к скорости вращения потока:

.

Правая часть уравнения представляет собой критерий Стокса, характеризующий режим осаждения:

,

где – линейный параметр – радиус вращения потока, м.

В аппаратах, основанных на использовании центробежной сепарации, могут применяться два принципиальных конструктивных решения: пылегазовый поток вращается в неподвижном корпусе аппарата; поток движется во вращающемся роторе. Первое решение применено в циклонах, второе – в ротационных пылеуловителях.

Инерционное осаждение

При инерционном осаждении запыленный поток, перемещающийся со значительной скоростью, изменяет направление движения. Движущиеся в потоке пылевые частицы вследствие большой инерции не следуют за потоком, а стремятся сохранить первоначальное направление движения, двигаясь в котором, оседают на стенках, перегородках, сетках и др. элементах аппарата.

Коэффициент эффективности инерционного осаждения определяется долей частиц, покинувших поток при изменении им направления вследствие обтекания им различного рода препятствий.

Интенсивность инерционного осаждения характеризует в соответствующей области критерий Стокса, учитывающий соотношение сил инерции и сопротивления среды:

где – геометрическая характеристика аппарата.

Критическое значение критерия Стокса, , показывает состояние пылегазовой системы, при котором инерция частицы достаточна для преодоления сил увлекающего ее потока и частица может осесть на расположенной на ее пути поверхности. Следовательно, осаждение частицы возможно, если .