气流中粉尘分离的辅助机理

1.粉尘分离的扩散过程

绝大多数悬浮粒子在触及固体表面后就留在表面上,以此种方式从该表面附近的粒子总数中分离出来所以,靠近沉积表面产生粒子浓度梯度。因为粉尘微粒在某种程度上参加其周围分子的布朗运动,故而粒子不断地向沉积表面运动,使浓度差趋向平衡。粒子浓度梯度越大,这一运动就愈加剧烈,悬浮在气体中的粒子尺寸越小,则参加分子布朗运动的程度就越强,粒子向沉积表面的运动也相应地显得更加剧烈。

上面描述的过程称为粒子的扩散沉降。这一过程在用织物过滤器捕集细微粉尘时起着特别明显的作用。

2.热力沉淀作用

管道壁和气流中悬浮粒子的温度差影响这些粒子的运动。如果在热管壁附近有一个不大的粒子,则由于该粒子受到迅速而不均匀加热的结果,其*靠近管壁的一侧就显得比较热,而另一侧则比较冷。靠近较热侧的分子在与粒子碰撞后,以大于靠近冷侧分子的速度飞离粒子,结果是作用于粒子的脉冲产生强弱差别,促使粒子朝着背离受热管壁的方向运动。在粒子受热而管壁处于冷态的情况下,也将发生类似现象,但此时,悬浮在气体中的粒子将不是背离管壁运动,而是向着管壁运动,从而引起粒子沉降效应,即所谓热力沉淀。

热力沉淀的效应不仅显现在粒子十分微细的情况下,且显现在粒子较粗的场合。但在第二种情况下热力沉淀的物理过程更为复杂,虽然这一过程的原理依然是在温度梯度条件下粒子周围的分子运动速度不同。

当除尘器内的积尘表面用人工方法冷却时,热力沉淀的效应特别明显

3.凝聚作用

凝聚是气体介质中的悬浮粒子在互相接触过程中发生黏结的现象。之所以会发生这种现象,也许是粒子在布朗运动中发生碰撞的结果,也可能是由于这些粒子的运动速度存在差异所致。粒子周围介质的速度发生局部变化以及粒子受到外力的作用,均可能导致粒子运动速度产生差异。

当介质速度局部变化时,所发生的凝聚作用在湍流脉动中显得特别明显,因为粒子被介质吹散后,由于本身的惯性,跟不上气体单元体积运动轨迹的迅速变化,结果粒子互相碰撞。

引起凝聚作用的外力可以是使粒子以不同悬浮速度运动的重力,或者是在存在外部电场条件下荷电粒子所受的电力。

粒子的相互运动也可能是气体中悬浮粒子荷电的结果:在同性电荷的作用下粒子互相排斥,而在异性电荷的作用下一互相吸引。

如果是多分散性粉尘,细微粒子与粗大粒子凝聚,而且细微粒子越多,其尺寸与粗大粒子的尺寸差别越大,凝聚作用进行越快。粒子的凝聚作用为一切除尘设备提供良好的捕尘条件,但在工业条件下很难控制凝聚作用。