Прогнозирование концентрации и дисперсного состава пыли
В аспирируемом воздухе.
Одним из эффективных методов борьбы с пылью является аспирация технологического оборудования. Важный элемент местных вытяжных устройств – аспирационные укрытия. Их конструкция должна обеспечивать надежную локализацию источников пылевыделения при минимальном расходе аспирируемого воздуха и уносе мелкодисперсного материала. Для оптимального конструирования систем аспирации необходимы количественные зависимости концентрации и дисперсного состава пыли в отсасываемом воздухе от конструктивных и режимных параметров укрытия. Рассмотрим методику определения этой зависимости на примере аспирационного укрытия места падения сыпучего материала на конвейерную ленту.
Внутри укрытия выделим две зоны: первая – от конца желоба до пылеприемной воронки, вторая – зона поворота воздушного потока.
Рис. 1. Аспирационное укрытие.
Поле скоростей внутри укрытия можно записать так:
(2.63)
Будем считать, что пыль, образующаяся при перегрузке сыпучего материала, равномерно распределяется по входному сечению A-A, а затем уносится потоком воздуха в укрытие.
Некоторые частицы в зависимости от их размера и начального положения в процессе своего движения выпадут на конвейерную ленту, в результате чего концентрация пыли и ее дисперсный состав изменяется. В первую очередь, очевидно, будут выпадать крупные частицы пыли, так что в аспирируемом воздухе будут преобладать мелкие фракции пыли.
|
|
|
Для упрощения вычислений режим обтекания частиц будем считать стоксовским. Тогда система уравнений движения примет вид:
(2.64)
Это уравнение дополним следующими начальными условиями:
(2.65)
где 
Решая с помощью ЭВМ уравнение для частиц различных размеров при различных значениях y0 можно непосредственно проверить уносится ли частица с аспирируемым воздухом или же выпадает на конвейерную ленту. Таким образом для частиц произвольного размера 
можно найти граничное начальное положение yг такое, что частицы с 
уносятся в пылеприемную воронку, а при 
выпадают на ленту. При этом, относительная доля частиц размером уносимых из укрытия, будет равна:
(2.66)
Предположим, что концентрация пыли на входе в укрытие, т.е. в сечении A-A равна n0, а дисперсный состав пыли задан относительным содержанием отдельных фракций 
. Тогда концентрация пыли в аспирируемом воздухе будет равна:
|
|
|
(2.67)
а дисперсный состав аспирируемой пыли определяется соотношением
(2.68)
В области размеров частиц 
мкм для функции 
можно получить приближенное аналитическое выражение. Пренебрегая инерционностью частиц, можно считать, что в зоне 1 они движутся по прямолинейным траекториям, уравнения которых имеют вид:
(2.69)
Частица будет захвачена потоком аспирируемого воздуха, если в момент ее входа в зону 2 (x = -a) вертикальная составляющая воздушного потока будет превышать седиментационную скорость частицы:
(2.70)
Из соотношения (2.70) и (2.69) при x = -a найдем
(2.71)
Подставив это соотношение в формулу (2.66) найдем приближенное выражение для 
:
(2.72)
Для частиц 
мкм значение должно определяться численно путем
|
|
|
решения с помощью ЭВМ уравнений (2.64). Однако в первом приближении эти значения могут быть оценены также с помощью формулы (2.72).
Соотношение (2.71) позволяет оценить максимальный размер частиц, уносимых аспирационным воздухом.
.
Выше течение воздуха в укрытии мы считаем ламинарным. При этом частицы аэрозоля, равномерно распределены по всей высоте сечения AA, в сечении BB будут занимать лишь его нижнюю часть BC. В действительности в результате турбулентного перемешивания воздуха частицы всех размеров будут забрасываться и в верхнюю часть сечения BB и захватываться оттуда потоком аспирируемого воздуха. Поэтому в аспирируемом воздухе в незначительном количестве будут присутствовать также частицы, размер которых определяется
;
В результате турбулентного перемешивания частиц аэрозоля в дисперсном составе аспирируемой пыли несколько повысится относительное содержание крупных фракций.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 176; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!