Осаждение под действием сил зеркального отображения

Заряженная аэрозольная частица движется к стенке под действием сил зеркального ото­бражения со скоростью:

(1.14)

где q - заряд частиц; R - радиус трубы.

Эффективность осаждения зависит от профиля распределения скорости потока по се­чению. Для двух крайних случаев: (а) устано­вившегося профиля скоростей ламинарного по­тока (1.1) и (б) равномерного распределения скоростей v_x = и_ср существуют следующие зависимости эффективности осаждения на длине L трубы.

0,002 0,004 0,006 0,008 0,1

Здесь параметр находится как

(1.15)

Задача 3.5.

Осаждение аэрозольных частиц происходит в трубе радиусом R = 0,5 см под действием сил зеркального отображения. Длина трубы L = 20 см. Частицы проводящие и были предварительно заряжены в поле коронного разряда с E_зар = 3 кВ/см.

Определить размер частиц, которых осядет в трубке не более 10 % при равномерном распределении скоростей и при установившемся профиле ламинарного потока, если и_ср = 1 м/с.

Решение.

1) Для эффективности осаждения аэрозольных частиц Э < 0,1 получаем

2) Заряд частицы q_m =

3) Параметр равен:

4) Отсюда получаем, что

5) Для равномерного профиля скоростей

6) Для установившегося ламинарного профиля скоростей

Задача 3.6.

В плоский горизонтальный канал высотой Н = 0,02 м входит ламинарный аэрозольный поток. Частицы движутся в потоке газа, имеющем скорость u_ср = 0,5 м/с, и были предварительно положительно заряжены в поле коронно­го разрядах напряженностью E_зар = 2 кВ/см. Частицы проводящие и имеют радиус а = 2 мкм. К верхней стенке канала приложен потенциал U = + 3 кВ.

Найти длину, на которой осядут все частицы под действием электроста­тического поля.

Задача 3.7.

Вплоский горизонтальный канал входит ламинарный аэрозольный по­ток. К верхней стенке канала приложен положительный потенциал. Скорость потока u_ср =1,5 м/с; высота канала Н = 0,04м; радиус частиц а = 10мкм; частицы диэлектрические с относительной диэлектрической проницаемостью = 2,5 и предварительно положительно заряжены в поле коронного разряда с напряженностью Е_зар = 2 кВ/см; плотность материала частиц р = 2,5 г/см .

Определить эффективность осаждения частиц под действием электриче­ского поля и силы тяжести на длине L = 0,15 м при напряженности электриче­ского поля в канале Е = 0,5 кВ/см.

Задача3.8.

В плоский горизонтальный канал высотой Н = 0,03 м входит ламинар­ный аэрозольный поток со скоростью и_ср = 2 м/с. Радиус частиц а = 30 мкм. Частицы проводящие и предварительно положительно заряжены в поле ко­ронного разряда с напряженностью Е_зар = 1 кВ/см. Плотность материала час­тиц р = 3 г/см³ . К верхней стенке канала приложен отрицательный потенциал. Напряженность электрического поля в канале Е = 1 кВ/см.

Определить, на какой из стенок будет происходить осаждение частиц и чему равна эффективность осаждения частиц под действием электрического поля и силы тяжести на длине L = 0,1 м.

Задача 3.9.

В плоский горизонтальный канал входит ламинарный аэрозольный по­ток. Скорость потока газа u_ср = 1 м/с; высота канала Н = 0,03 м; радиус частиц а = 10 мкм; частицы диэлектрические с относительной диэлектрической проницаемостью s = 7,5 и предварительно заряжены в поле коронного разряда с напряженностью Е_зар = + 2 кВ/см; плотность материала частиц р = 2 г/см ³ .

Определить эффективность осаждения частиц под действием электриче­ского поля и силы тяжести на длине L = 0,18 м при приложенном к верхней стенке канала напряжении U = - 2 кВ.

Задача 3.10.

Вплоский горизонтальный канал высотой Н = 0,02 м входит со скоро­стью u_ср = 1 м/с ламинарный аэрозольный поток, содержащий полидисперсные частицы. Плотность материала частиц р = 1 г/см .

Как (качественно) будет меняться средний радиус частиц в процессе их осаждения под действием силы тяжести? Определить, частицы каких размеров будут отсутствовать на выходе канала длиной L = 0,3 м.

Задача 3.11.

Осаждение аэрозольных частиц происходит в горизонтальной круглой трубке радиусом R = 0,5 см. Скорость потока u_ср = 1 м/с. Плотность материала частиц р = 2,5 г/см³. Длина трубки L = 20 см.

Определить размер частиц, которых осядет в трубке не более 10 %.

Задача 3.12.

Осаждение частиц аэрозоля происходит под действием центробежных сил на «колене» изогнутой под углом 90° круглой трубы радиусом R = 0,5 см. Скорость потока u_ср = 2 м/с. Плотность материала частиц р = 3 г/ см³ .

Определить размер частиц, которых осядет на «колене» менее 20 %. На­сколько необходимо изменить скорость потока, чтобы все частицы найденного размера осели на «колене» изогнутой под углом 90 круглой трубы?

Задача 3.13.

Аэрозольные частицы падают в плоский конденсатор длиной L = 20 см, к которому приложено напряжение U= 10 кВ. Частицы проводящие и предвари­тельно заряжены в поле коронного разряда с Е_зар = Е. Плотность материала частиц р = 2,2 г/ см³ . Радиус частиц а = 10 мкм.

Определить ширину H плоского конденсатора, при которой на его длине осядут все аэрозольные частицы.

Задача 3.14.

Осаждение аэрозольных частиц происходит в трубе радиусом R под дей­ствием сил зеркального отображения. Длина трубы L = 25 см. Частицы диэлек­трические с относительной диэлектрической проницаемостью s = 5 и были предварительно заряжены в поле коронного разряда с Е_зар = 3 кВ/см. Радиус частиц а = 20 мкм.

Определить радиус трубы, при котором осядет в трубке не более 20 % аэрозольных частиц при равномерном распределении скоростей и при устано­вившемся профиле ламинарного потока, если и_ср = 0,8 м/с.