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布朗运动与凝并
2013-7-31    来源:互联网    作者:无锡明基除尘器环保工程有限公司

颗粒的凝并

顆粒的凝并是污染控制的重要机制之一.通过凝并可使小颗粒集结成较大的颗粒,使其更容易从气体中分离。

3.3.1   布朗运动与凝并

气溶胶中颗粒的布朗运动引起碰撞,部分颗粒经碰撞而合并,颗粒数减少。促进颗粒凝并的作用因素还有紊流、重力、静电力和光泳等。布朗运动和静电力是起控制作用的研究了连续介质中单分散球形颗粒的碰撞凝并速率,得到以下关系式

式屮^―单位体积内作为碰撞中心的微粒数,加一3

^^微粒半径,瓜。 介质中两种不同的微粒碰撞凝并,可用两种微粒扩散系数之和(!?说+)")及两个微粒影响半径之和的一半[("1+7^2)/2]来取代上式中的08和〜,则尝:

进一步推导可得:式中化一一单位体积内初始微粒数,01 一 3

5^―微粒的影响半径与半径之比,假定对所有微粒都是常数; ^0^阿佛伽德罗数,62103010113.3.2凝并速率与影响因素

()凝并速率各种颗粒群的凝并速率不一样.主要与颗粒和介质的特性、介质中颗粒的密集度(单位体积内的颗粒数)有关.并可甩下式表示:

    影响凝并速率的因素颗粒的凝并与颗粒的大小有关,还受到介质的温度、压强和黏度,机械扰动,声波作用,颗粒荷电和蒸汽凝结等因素的影响。

颗粒的大小和形状百115^^(^37和? 31^500的试验证明,颗粒的大小不同, 其凝并速率也不同;多分散气溶胶比单分散气溶胶凝并速率大;颗粒粒径悬殊越大,凝并越快。较大的颗粒比较小的颗粒凝并要慢得多。

  液体微滴总是球形的(表面张力所致),相互碰撞合并后仍是球形。固体颗粒大多数是不规则的,凝并后形成不规则团块。除长棒状颗粒外,一般颗粒的形状对凝并速率影响不大。

介质的温度、压强和紊流度温度升高,布朗运动加剧;压强升高,气体分子运动平均自由程减小,这些都会导致凝并加快。

  紊流使颗粒相对运动加剧,碰撞机会增加,因而凝并加快。颗粒与壁面碰撞造成的颗粒数减少可以忽略。

声波作用高强度声波促使颗粒活动度增大,凝并加快。"!1^116描述过振动气体中颗粒的运动,并断定运动状态与辐射引起的压力、相邻颗粒间的流体动力学力、颗粒共振等因素有关。声波引起凝并速率的变化与微粒浓度、在亩波中暴露的时间、振动强度、振动频率、颗粒的黏着性等有关:对不同的分散体系.促进凝并的最佳频率不同。

声波引起颗粒振动,在不连续介质中声波振幅与顆粒振幅之比的表达式为

滑动修正系数计算式中的常数,见式^."),

利用超声波促进颗粒凝并,已在颗粒控制技术中尝试应用。但主要困难在于:高浓度颗粒阻碍超声波的传播;低浓度时颗粒碰撞机会很少,凝并速度过低,促进凝并的效果不明显。

蒸气凝结八!^6111013发现氯化铵烟的凝并与介质气相的相对湿度有很大关系。外

加蒸气既可能使凝并加快,也可能使凝并减慢。这取决于蒸气的种类、压强和蒸气量。

颗粒荷电空气中始终有离子存在,通过碰撞可使颗粒荷电(颗粒也可人为荷电)。颗粒荷电能明显影响凝并:带同性电荷的颗粒之间在大距离时,斥力起支配作用;

如果靠得很近,则引力起支配作用。1^35611曾指出,大小不同,或大小相同但荷电量不同的颗粒,当距离很小时,就会彼此吸引。单极荷电颗粒的凝并速率可用下式表示

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