ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ.

Некляев С. А., Доровских Д. В.

Работа выполнена под руководством к.т.н. Доровских Д. В.

ГОУВПО ТГТУ, Кафедра «А и АТ»

Взаимозависимость некоторых характеристик иллюстрируют следующие примеры. Сопротивление фильтра можно снизить, если уменьшить толщину слоя или листа. Но в этом случае аэрозоль будет проходить более короткий путь в слое волокон, и частицы будут проникать в большей степени. В то же время при этом уменьшится прочность среды.

Очевидным путем снижения сопротивления фильтра является увеличение в нем рабочей поверхности материала, что позволяет уменьшить сопротивление приблизительно пропорционально изменению скорости. Увеличение же фильтрующей поверхности ведет к увеличению объема фильтра, его стоимости и, вероятно, вызовет трудности в герметизации материала в корпусе, но уменьшит скорости забивания. В то же время при уменьшении скорости высокоэффективная среда будет иметь меньший коэффициент проскока по субмикронным аэрозолям.

Эти примеры относятся к тем случаям, когда изменение какого-либо одного параметра вызывает изменение других. Ниже мы рас смотрим прямое влияние только на определенные характеристики.

Сопротивление и лобовая скорость. Анализ экспериментальных данных показывает, что приблизительно выражается соотношением

(1)

где — сопротивление; v — лобовая скорость; А и В — константы (А>В).

При низких скоростях, обычных для высокоэффективной фильтрации, величина второго члена чаще незначительна, так что уравнение (1) может быть записано в виде:

(2)

Коэффициент проскока и скорость. Коэффициенты проскока монодисперсных аэрозолей растут с увеличением скорости, так как диффузионное осаждение становится менее эффективным; затем они достигают максимального значения, а при дальнейшем возрастании скорости снова уменьшаются в связи с тем, что роль инерционного осаждения становится более существенной. Скорость потока аэрозоля, соответствующая максимальному коэффициенту проскока, зависит от характеристики частиц и волокон и плотности упаковки слоя.

В случае полидисперсных аэрозолей, используемых для испытания высокоэффективных фильтров, например метиленовой голубой или хлористого натрия (максимальный размер частиц около 1,5 мкм, 50% частиц по весу имеют размеры более 0,6 мкм и 50% частиц по счету — менее 0,1 мкм), коэффициент проскока при увеличении скорости от 0 до 20 см/сек постоянно возрастает и начинает уменьшаться только при очень высокой скорости, когда сопротивление возрастает до недопустимой величины. Чем выше качество фильтрующего материала, тем более резко выражено изменение коэффициента.

Для ориентировочной оценки коэффициента проскока с изменением скорости в 2—3 раза можно воспользоваться следующим уравнением:

(3)

где К — коэффициент проскока, %; — константа; z — величина, являющаяся функцией К. Характер изменения z для некоторых материалов на основе опытных данных показан на рис. 4.1.

Уравнение (2) неприменимо для аэрозолей с частицами размером более 3 мкм, когда с ростом скорости вместо ожидаемого увеличения К будет происходить его снижение, так как инерционный эффект для таких частиц становится значительным даже при низких скоростях потока.

 

Список используемых источников

1. M i 1 1 i k a n R. Phys. Rev., 22, 1 (1923).

2. L а Мег V. et al. J. Colloid Sci., 5, 471 (1950).

3. Thomas D. J. Instn. Heat, and Ventilat Engrs, 20, 35 (1952),