ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Адгезия частиц в зависимости от скорости запыленного потока из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Закономерности адгезионного взаимодействия в воздушном потоке. [c.267] Адгезия частиц различного размера на поверхностях, расположенных на пути движения запыленного потока, будет определяться скоростью частиц, их размерами и особенностью движения пылинок. Адгезия частиц из потока возможна при появлении сил, препятствующих удалению частиц с поверхности (см. гл. IV), но необходимым условием адгезии является прежде всего подход частицы к поверхности и время контакта с ней. В этом параграфе, как и в последующих параграфах этой главы, не рассматриваются особенности движения частиц у поверхности, а разбираются условия, предотвращающие или способствующие контакту частиц с подложкой и адгезии. [c.267] При адгезии важное значение приобретает скорость в процессе контакта частиц с поверхностью, т. е. скорость частиц, при которой происходит их адгезия. Для неподвижного объекта эта скорость является абсолютной, а для подвижного необходимо сопоставить скорость объекта со скоростью запыленного потока, т. е. учитывать относительную скорость контакта. [c.267] С увеличением скорости частиц растет сила упругого отталкивания, облегчается условие отрыва частиц и снижается число прилипших частиц (участок I рис. IX, 1). Это снижение происходит до тех пор, пока силы упругого отталкивания не придут в равнове-сие с силами, препятствующими отрыву частиц, т. е. с силами адгезии. [c.269] Следовательно, первая критическая скорость возникает при условии, когда силы упругого отталкивания определяют максимальный отскок частиц. [c.269] При рассмотрении адгезии и отскока частиц необходимо учитывать условия контакта частиц с поверхностью при обдуве ее запыленным воздушным потоком. [c.269] Величина / упр прямо пропорциональна квадрату радиуса частиц г2, а сила адгезии (см. 20) пропорциональна 1/г. Отсюда отношение Рад1Рущ, 1/г зависит как от условий обтекания препятствий, так и от упругих свойств поверхности. При одинаковых условиях обтекания величина N прямо пропорциональна отношению / ад/-Рупр. Так как это отношение растет с уменьшением размера частиц, то, следовательно, с уменьшением г будет увеличиваться и N. Это и наблюдал [114] Текенов в опытах по адгезии лессовых частиц к стеклянной поверхности. При небольших скоростях (до 4 м/с) частицы всех размеров прилипают к плоской стеклянной поверхности. При увеличении скорости воздушного потока прилипание крупных частиц уменьшается. Частицы диаметром менее 1 мкм прилипают все даже при относительно больших скоростях потока (до 15 м/с). [c.270] можно утверждать, что для монодисперсных частиц существует некоторая критическая скорость, выше которой будет происходить отскок частиц от поверхности. При дальнейшем повышении скорости частиц до нескольких сот м/с (см. рис. IX, 1, участок П1) наблюдается внедрение пылинок в материал поверхности и прочное закрепление их. [c.270] Минимальное прилипание частиц к поверхности будет наблюдаться (см. рис. IX, 1, участок II) в некотором интервале скоростей. Наименьшее значение скорости соответствует случаю, когда частицы не в состоянии преодолеть упругие свойства поверхности (первая критическая скорость), верхнее значение, — когда частицы преодолевают упругие свойства поверхности (вторая критическая скорость). Таким образом, усиление адгезии наблюдается, когда скорость частиц ниже первой или превышает вторую критическую скорость. Значение первой критической скорости можно рассчитать, зная упругие свойства контактирующих поверхностей. Эти расчеты проверены экспериментально [236,237]. [c.270] Уравнение (IX, 5) учитывает молекулярное взаимодействие контактирующих тел. Поскольку величина Я не поддается точному определению, расчеты по уравнению (IX, 5) нужно рассматривать как приближенные. [c.271] Как следует из уравнения (IX, 5), энергия прилипания движущихся частиц к поверхности зависит от радиуса площади контакта Гк, в свою очередь определяющегося упругими свойствами контактирующих тел. Для уменьшения сил адгезии частиц пыли нужно выбирать покрытия с повышенной твердостью. [c.271] Анализируя данные Джиллеспи, можно сделать вывод, что кинетическая энергия удара превышает энергию адгезии частиц диаметром 2 мкм при скорости движения более 10 см/с. Согласно уравнению (IX,9), по Иордану, прилипание кварцевых частиц диаметром 2 мкм к гладким кварцевым поверхностям возможно при скорости движения частиц менее 15 см/с. [c.271] Проведены эксперименты по адгезии свободно падающих стеклянных шарообразных частиц в зависимости от угла наклона поверхности, окрашенной перхлорвиниловой эмалью. Для частиц диаметром 90, 70, 40 и 15 мкм при угле наклона поверхности, превышающем 10, 22, 42 и 48°, соответственно, прилипают только 50% частиц, соприкасающихся с этой поверхностью. Свободно падающие частицы практически не в состоянии достигнуть вертикальной поверхности, поэтому в реальных условиях для осуществления контакта частиц пыли угол а должен быть несколько меньше 90°. Для стеклянных сферических частиц диаметром 15—90 мкм с увеличением угла наклона запыляемой поверхности доля прилипших частиц уменьшается за счет роста числа частиц, отскакиваемых от поверхности. [c.272] первая критическая скорость определяет возможность отскока частиц от поверхности. Эта скорость зависит от размеров частиц, их скорости, а также от упругих свойств контактирующих тел. Она может быть определена для реальных систем частицы — поверхность — газовый поток. [c.272] Вторая критическая скорость. Вернемся к рис. IX, 1 и данным, приведенным на с. 268. При увеличении скорости частиц выше первой критической сначала число прилипших частиц остается примерно постоянным (участок II). Дальнейшее увеличение скорости обусловливает рост числа прилипших частиц, который наблюдается при переходе от участка II к участку III. Причиной роста числа прилипших частиц является то обстоятельство, что частицы преодолевают упругость материала поверхности и внедряются в него (см. рис. IX, 2). [c.272] В дальнейшем при определении второй критической скорости приняты следующие допущения прочность материала частиц значительно превышает прочность подложки частицы при контакте с поверхностью не подвергаются деформации и сохраняют свою форму. [c.272] При внедрении частицы площадь контакта ее с поверхностью увеличивается пропорционально произведению Hd, где Н — глубина внедрения. Рост площади истинного контакта в свою очередь обусловливает увеличение сил адгезии и трения. Кроме того, аэродинамическая сила потока уменьшается вследствие уменьшения лобового сопротивления частицы и становится равной нулю, когда глубина внедрения превышает диаметр частиц. [c.272] Однако непосредственное наблюдение и измерение глубины внедрения частиц в непрозрачные материалы связано с большими техническими трудностями. Поэтому для измерения глубины внедрения частиц использовали парафин. Парафин заливали в специальный латунный стакан. После его запыления вырезали при помощи ножа гистологического ми-кротома продольные слои толщиной до 10 мкм. Благодаря прозрачности парафина глубина внедрения частиц и их диаметр определяли при помощи микроскопа. [c.273] Данные опыта представлены на рис. IX, 3, из которого следует, что с увеличением скорости частиц глубина их внедрения увеличивается, причем мелкие частицы диаметром до 4 мкм внедряются в парафин уже при скорости 50 м/с. При определенной скорости чем больше размер частиц, тем меньше глубина внедрения. [c.273] Положим, что расход энергии частицы на собственную пластическую деформацию отсутствует, а вся энергия ее расходуется на производство механической работы по преодолению сил сопротивления поверхности. [c.274] Вернуться к основной статье