氣流中粉塵分離的輔助機(jī)理

1.粉塵分離的擴(kuò)散過程

絕大多數(shù)懸浮粒子在觸及固體表面后就留在表面上,以此種方式從該表面附近的粒子總數(shù)中分離出來所以,靠近沉積表面產(chǎn)生粒子濃度梯度。因?yàn)榉蹓m微粒在某種程度上參加其周圍分子的布朗運(yùn)動(dòng),故而粒子不斷地向沉積表面運(yùn)動(dòng),使?jié)舛炔钰呄蚱胶?。粒子濃度梯度越?/span>,這一運(yùn)動(dòng)就愈加劇烈,懸浮在氣體中的粒子尺寸越小,則參加分子布朗運(yùn)動(dòng)的程度就越強(qiáng),粒子向沉積表面的運(yùn)動(dòng)也相應(yīng)地顯得更加劇烈。

上面描述的過程稱為粒子的擴(kuò)散沉降。這一過程在用織物過濾器捕集細(xì)微粉塵時(shí)起著特別明顯的作用。

2.熱力沉淀作用

管道壁和氣流中懸浮粒子的溫度差影響這些粒子的運(yùn)動(dòng)。如果在熱管壁附近有一個(gè)不大的粒子,則由于該粒子受到迅速而不均勻加熱的結(jié)果,其靠近管壁的一側(cè)就顯得比較熱,而另一側(cè)則比較冷?？拷^熱側(cè)的分子在與粒子碰撞后,以大于靠近冷側(cè)分子的速度飛離粒子,結(jié)果是作用于粒子的脈沖產(chǎn)生強(qiáng)弱差別,促使粒子朝著背離受熱管壁的方向運(yùn)動(dòng)。在粒子受熱而管壁處于冷態(tài)的情況下,也將發(fā)生類似現(xiàn)象,但此時(shí),懸浮在氣體中的粒子將不是背離管壁運(yùn)動(dòng),而是向著管壁運(yùn)動(dòng),從而引起粒子沉降效應(yīng),即所謂熱力沉淀。

熱力沉淀的效應(yīng)不僅顯現(xiàn)在粒子十分微細(xì)的情況下,且顯現(xiàn)在粒子較粗的場(chǎng)合。但在第二種情況下熱力沉淀的物理過程更為復(fù)雜,雖然這一過程的原理依然是在溫度梯度條件下粒子周圍的分子運(yùn)動(dòng)速度不同。

當(dāng)除塵器內(nèi)的積塵表面用人工方法冷卻時(shí),熱力沉淀的效應(yīng)特別明顯

3.凝聚作用

凝聚是氣體介質(zhì)中的懸浮粒子在互相接觸過程中發(fā)生黏結(jié)的現(xiàn)象。之所以會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象,也許是粒子在布朗運(yùn)動(dòng)中發(fā)生碰撞的結(jié)果,也可能是由于這些粒子的運(yùn)動(dòng)速度存在差異所致。粒子周圍介質(zhì)的速度發(fā)生局部變化以及粒子受到外力的作用,均可能導(dǎo)致粒子運(yùn)動(dòng)速度產(chǎn)生差異。

當(dāng)介質(zhì)速度局部變化時(shí),所發(fā)生的凝聚作用在湍流脈動(dòng)中顯得特別明顯,因?yàn)榱Ｗ颖唤橘|(zhì)吹散后,由于本身的慣性,跟不上氣體單元體積運(yùn)動(dòng)軌跡的迅速變化,結(jié)果粒子互相碰撞。

引起凝聚作用的外力可以是使粒子以不同懸浮速度運(yùn)動(dòng)的重力,或者是在存在外部電場(chǎng)條件下荷電粒子所受的電力。

粒子的相互運(yùn)動(dòng)也可能是氣體中懸浮粒子荷電的結(jié)果:在同性電荷的作用下粒子互相排斥,而在異性電荷的作用下一互相吸引。

如果是多分散性粉塵,細(xì)微粒子與粗大粒子凝聚,而且細(xì)微粒子越多,其尺寸與粗大粒子的尺寸差別越大,凝聚作用進(jìn)行越快。粒子的凝聚作用為一切除塵設(shè)備提供良好的捕塵條件,但在工業(yè)條件下很難控制凝聚作用。