Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

Определение эффективности электростатических сепараторов с камерной газовой средой

Рассмотрим схему потока твердых дисперсных материалов показанной на рисунке , на которой приводятся линии тока и профиль скоростей в камере электростатических сепараторов. Газовый поток в камере распределен неравномерно. Скорость в центре примерно в два раза превышает среднюю скорость потока .

В установившемся режиме скорость частицы считаем равной скорости потока W_h. В действительности из зависимости

(1)

следует, что уже при значениях имеем . Таким образом, в рассматриваемом случае процесс достижения установившейся скорости для мелкодисперсных частиц явление быстротечное.

В камерных электростатических сепараторах установившийся режим по скорости для мелкодисперсных частиц наступает еще при входе в сепарационную камеру. Разделение исходного материала осуществляется при установившейся скорости перемещения частиц.

Рассмотрим процесс осаждения частиц на электрод Р. Скорость осаждения частиц определяется внешними силами. Ламинарные течения потока дисперсных материалов в сепарационной камере могут быть выражены в декартовой системе координат через скорости:

W_h -скорость потока диспергированного материала (равной, по условию задачи, скорости воздуха), определяющая скорость изменения функции тока вдоль оси камеры;

W_l – поперечная составляющая скорости изменения функции токав воздушной массе .

Скорость осаждения частицы, характеризуемая при аналогичных условиях по формуле

(2)

полученная в [1] из функции тока

действительно только для случая, когда

Рисунок - Линии тока и профиль скоростей в сепарационной камере электростатических сепараторов с движущейся средой

Более полную зависимость можно получить из системы

( 3)

Физический смысл этой системы уравнений применительно к процессу осаждения в сепарационных камерах заключается в следующем. Если изменение тока по длине ( в направлении) потока равна нулю, т.е. , то поток стационарный. При этом уравнение (3 ) принимает вид

( 4)

Следовательно, частица осаждается с постоянной скоростью, а знак минус указывает на направление траекторий осаждающихся частиц в заданной системе координат. Появление дополнительных токов при, могут ускорить или затормозить этот процесс. По аналогии можно отметить, что означает, что профиль скоростей идеальный, т.е. скорость потока у электродов и в центре сепарационной камеры одинаковые. Но этот режим, соответствующий , на практике реализуется редко.

Для случая безынерционного движения частиц в потоке () скорость твердых дисперсных материалов определяется с помощью функции тока в следующей последовательности

.. ( 5)

( 6)

( 7)

(8)

( 9)

Приняв, что осаждение происходит одновременно на электродах P и N (рисунок ) с одинаковой скоростью можно получить выражение эффективности из соотношения [2]

(10)

где L= 2l – ширина сепарационной камеры ;

- средняя скорость потока в камере.

Литература

1. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. 2-е изд. М.: Стройиздат. 1981. - 296 с.

2.Верещагин И.П., Левитов В.И., Мирзабекян Г.З., Пашин М.М. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М.: Энергия. 1974. -480 с.