Осаждение под действием элементарных зарядов

Диффузионное осаждение.

Частицы малых размеров подвержены воздействию молекул при броуновском движении, при этом частица смещается на величину .

где D – коэффициент диффузии, характеризует эффективность броуновского движения.

Отношение сил внутреннего трения к диффузионным силам характеризуется критерием Шмидта:

S=V_Г/D_Ч

Следующим критерием, характеризующим это движение, является критерий Пекле. Характеризует отношение конвективных сил к диффузионным.

Pе=Rе/Sс

Параметр диффузного осаждения обозначают D:

D=

С уменьшением размера частиц, коэффициент диффузии увеличился. Однако коэффициент диффузии для частиц всегда на несколько порядков меньше, чем газа. Эффективность диффузного осаждения обратно пропорционально размеру частиц и скорости газового потока.

Для использования этого механизма частицы предварительно заряжаются, либо используются уже заряженные частицы в результате технологического процесса.

Элементарная зарядка частиц может быть проведена тремя путями:

1. При генерации аэрозолей

2. За счет диффузии свободных ионов

3. При коронном разряде

В первых двух случаях частицы заряжаются различными зарядами поровну. В третьем случае частицы заряжаются одним знаком.

При коронном разряде, заряды частиц происходят двумя способами:

• Под воздействием электрического поля частицы бомбардируются ионами, движущихся в направлении силовых линий поля
• За счет диффузии ионов.

Первый механизм преобладает для частиц более 0,5 мкм. Второй – для частиц размером меньше 0,2 мкм. Для промежуточных частиц одинаков и тот и другой механизмы. Максимальная величина заряда частиц размером больше 0,5 мкм пропорциональна квадрату диаметра частиц. q0,5d

Для частиц меньше 0,2 мкм заряд пропорционален диаметру частицы.

q0,2

На методе электрического осаждения частиц основана работа с электрофильтром. V осаждения частицы будет зависеть от заряда частицы и напряженности электрического поля.

Электрические силы оказывают влияние на осаждение частиц в мокрых пылеулавливателях. В них действует четыре электрические силы (в основном).

- сила притяжения или отталкивания (кулоновская сила) между заряженными частицами и осадителем – капля (шар).

- сила индукции между зарядом на осадительном шаре (капле) и индуцированным зарядом на частице.

- сила индукции между зарядом на частице и индуцированным зарядом на осадительном шаре (капля).

- сила взаимодействия между заряженной частицей и другими частицами.

- для постоянного напряжения учитывается сила взаимодействия между заряженными частицами и заряженными коллектором.

Эффективность электрического осаждения характеризуется безразмерным параметром осаждения К, который определяется, как отношение одной из перечисленных сил к силе сопротивления среды:

и для других сил.

Наибольшая эффективность осаждения при воздействии электростатических сил в мокрых пылеулавливателях (на каплях) достигается, когда заряжаются частицы и капли. Когда время пребывания пылеуловленной частицы велико и когда относительная скорость между частицами и каплями низка. Из всех механизмов электростатического осаждения обычно эффективен только один.

Дата добавления: 2013-12-11