ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые особенности адгезии частиц в воздушном потоке из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Адгезия и термические процессы. При соприкосновении частиц со стенкой возникают, помимо уже рассмотренных (см. 5,6,15—17), дополнительные силы за счет плавления частиц в зоне контакта и трибоэффекта, что способствует прочному удержанию пылинок на поверхности. [c.292] На особенности адгезии двух групп веществ обратил внимание Румф [262]. При небольших скоростях соприкосновения (рис. IX, 8, б) частиц, не чувствительных к температуре, сила адгезии превалирует над упругой силой отрыва. С увеличением скорости потока возможен отскок частиц. Отскок стеклянных шарообразных частиц диаметром до 30 мкм от стальной поверхности, расположенной перпендикулярно к запыленному потоку, наблюдается при скорости м/с. [c.293] Для частиц, чувствительных к температурным воздействиям (рис. IX, 8, а), первоначальное прилипание обусловлено теми же процессами, что и для упругих частиц, с той лишь разницей, что начальный участок (до точки 1к) ограничен меньшими пределами. Увеличение скорости потока приводит к повышению энергии удара и расплавлению частиц в зоне контакта, что сказывается на росте адгезии (точка 2к). При дальнейшем возрастании скорости количество выделившегося тепла не изменяется, что приводит к появлению третьей критической точки (Зк). Опыты показывают, что для всех видов пыли при скорости потока, превышающей определенную величину (Зк — для первой и 1к — для второй группы частиц), адгезия (рис. IX, 8) не наблюдается. [c.293] Если частица прилипает в расплавленном состоянии, а затем затвердевает, то сила адгезии такой частицы увеличивается. Так, у раскаленных частиц железа, образующихся при торможении железнодорожных вагонов в результате трения колес о тормозные колодки и бандажи, площадь истинного контакта с поверхностью увеличивается за счет пластичности, а при охлаждении таких частиц наблюдается их сварка с исходной поверхностью [263]. [c.293] При Л Лкр = 2у я плавление невозможно, так как температура в зоне контакта будет ниже температуры плавления при А Лкр наблюдается плавление частиц в зоне контакта и последующее увеличение адгезии при охлаждении. [c.294] Осаждение частиц из нагретого потока. Причиной осаждения аэрозольных частиц из горячего потока на холодные поверхности является движение частиц в неравномерно нагретой среде в направлении, противоположном температурному градиенту, т. е. из зоны с высокой температурой в зону с более низкой температурой [265]. Под действием термофоретической силы появляются радиальная составляющая скорости от центра нагретого потока к более холодной стенке и дополнительная возможность контакта частиц с поверхностью. Осаждение пыли характеризуется коэффициентом осаждения Ко, равным в данном случае отношению (в процентах) массы частиц, осевших на 1 пог. см трубы, к массе всех частиц, прошедших через данное сечение трубы. [c.294] Исследования термофоретического осаждения частиц при их концентрации 5—70 г/см на стенках горизонтальных и вертикальных трубок диаметром 4, 7, 14 и 24 мм при охлаждении потока водой от 500 до 100 °С в диапазоне чисел Рейнольдса 100—300 (расход воздуха 33,3—133,2 см /с) показали справедливость уравнения (IX, 50). [c.294] Коэффициент осаждения в данном случае не зависит от диаметра трубок (в пределах 4—24 мм). Изменение коэффициента по длине трубки (от максимального значения в начальном сечении) объясняется падением температуры потока. Исследование осадка на стенках трубы с помощью электронного микроскопа показало, что осевшие частицы РЬСЬ имеют размеры от 0,5 до 3 мкм. [c.294] При контакте частиц кварца, талька и крахмала с поверхностью, изготовленной из пирекса, наблюдалось симметричное заряжение, т. е. число положительно и отрицательно заряженных частиц оказалось примерно равным [267]. В некоторых случаях заряд частиц одного знака превалировал над зарядом частиц другого знака. Отрицательный заряд получают частицы при контакте со слоем поликристаллической серы. Частицы серы при соприкосновении с кварцевой поверхностью, наоборот, заряжались положительно. [c.295] Знак заряда не может влиять на адгезию за счет сил зеркального отражения (см. 16). Для симметричного заряжения при образовании слоя прилипших частиц возможна разрядка и уменьшение сил аутогезии частиц в слое и сил адгезии слоя к поверхности на величину кулоновской составляющей. [c.295] Радж обнаружил наибольшую величину заряда у порошка какао и кукурузной муки в медной трубке. При продувании порошка сахара через узкую стеклянную трубку может возникнуть разность потенциалов порядка 20 кВ. Угольный порошок при продувании в стеклянной трубке заряжается отрицательно и прилипает к внутренним стенкам трубы [267]. [c.295] В работе [268] пропускали угольный порошок, просеянный через сито и окисленный на воздухе при 350 °С, через железный барабан так, чтобы порошок несколько раз ударялся о металлическую поверхность. Измеренный заряд поверхности составлял 6,6-10 элементарных зарядов на 1 г порошка, или 10 —10 элементарных зарядов на одну частицу. При незначительной площади контакта плотность зарядов в зоне контакта достигает значений, оказывающих влияние на адгезию (см. 15). [c.295] Влияние электрических сил на адгезию частиц из потока. Адгезию частиц из потока можно усилить за счет электрических сил. Для этой цели на запыляемую поверхность должен быть подан определенный потенциал. Например, если на цилиндр, сделанный из плексигласа, диаметром 1,5 см и длиной 7 см с вмонтированными медными электродами подавать постоянное напряжение 12 кВ, то при скорости потока, равной 3 м/с [92] на фронтальной поверхности образца осаждается большее число частиц, чем в обычных условиях. Если число прилипших частиц без воздействия электрического поля принять за единицу, то под действием электрического поля для фракции 1—5 мкм осаждение частиц увеличивается в 3 раза для частиц диаметром 10—20 мкм — в 1,5 раза. Такое увеличение числа прилипших частиц происходит за счет сил зеркального отображения. Для частиц более 40 мкм рост сил адгезии в электрическом поле в данном случае не на-блюдался.гОсобенности адгезии частиц из потока на цилиндрической поверхности, на которую подан определенный потенциал, рассмотрены в работе [270]. [c.297] Различные случаи адгезии частиц в зависимости от параметра Я показаны на рис. IX, 9 при G = 0,25 (рис. IX, 9, а, б, б) и G == = —0,25 (рис. IX, 9, г, (3, е). Параметр G зависит от напряженности электрического поля. Если силовые линии направлены в сторону потока, то параметр G будет положительным (G 0). Когда силовые линии направлены против потока, то этот параметр принимает отрицательное значение (G 0). [c.297] Действие электрического поля на процессы осаждения и адгезии частиц можно условно разделить на слабое и сильное. Слабым действием электрического поля считается такое, которое не в состоянии изменить траекторию полета частиц. В результате сильного действия электрического поля движение частиц около препятствия и их адгезия определяются главным образом наличием электрического поля. В условиях сильного действия электрического поля адгезия частиц будет зависеть от соотношения параметров G и Я. Отсутствие адгезии под действием электрического поля представлено на рис. IX, 9 случаями в, д и е, адгезия к части поверхности показана на рис. б, г, а по всей поверхности препятствия — на рис. а. [c.297] Во всех случаях отсутствия адгезии частиц коэффициент захвата равен нулю. Причина отсутствия адгезии схематически показана на рис. IX, 9. В случаях вне параметр Н положителен и равен 0,5. Положительное значение параметра Н означает, что заряд цилиндрической поверхности Q и заряд частицы q, в соответствии с формулой (IX, 51), совпадают. Аналогичные явления имеют место в случае д при несовпадении направлений электрического поля и скорости потока. [c.298] Кроме рассмотренных представлений возможна другая трактовка воздействия электрического поля на процесс адгезии. Если на стенку трубопровода подавать потенциал, то адгезия частиц будет зависеть от величины имеющей единицы измерения (см/с)/(В/см) и характеризующей подвижность частиц. Минимальное значение X и максимальная адгезия достигаются для частиц диаметром 0,4 мкм при напряженности поля 2 В/см [250]. [c.299] В случае, когда коэффициент диффузии для частиц диаметром 1 мкм равен 2,76-10 см /с и / = 10 мкм, константа скорости процесса без воздействия электрического поля равна 10 мин, а при воздействии электрического поля она увеличивается до 0,15 мин, т. е. на несколько порядков. [c.299] При воздействии электрического поля константа скорости процесса практически не зависит от концентрации частиц в диапазоне от 30 до 400 частиц в 1 см но уменьшается в зависимости от времени нахождения запыленного потока в замкнутом пространстве. Так, при увеличении этого времени до 18 мин константа ken снижается от 0,150 до 0,040 мин. В целом при воздействии электрического поля примерно 75% частиц осаждается на стенках и прилипает к ним. [c.299] в зависимости от потенциала, подаваемого на поверхность, скорости воздушного потока и свойств частиц можно изменять адгезию частиц из воздушного потока при обтекании им различных препятствий и при движении в воздуховодах. Это изменение адгезии в некоторых случаях поддается количественной оценке. [c.299] Вернуться к основной статье