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轨迹分析模型
发布时间: 2020-10-10 20:10:52 被阅览数: 602 次 来源:
丝网除沫器,兴化市东骏石化丝网填料厂官网,电话:13905269264
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依据前述滤层捕获悬浮颗粒的迁移-附着机理,原则上颗粒在滤床中的沉积速率 可通过跟踪颗粒在孔隙空间的轨迹和应用沉积判据(一旦颗粒与滤料表面接触即被去 除)来确定,此即为轨迹分析方法的基本思想。
轨迹理论最早应用于气体过滤的研究,其突出的特点是以丝网除沫器滤床中单元收集器来代 表多孔介质,研究气体中悬浮颗粒在单元收集器表面流场的运动轨迹、颗粒向收集器 表面迁移和附着的微观物理化学过程。轨迹分析着重研究颗粒沉积的内部机理、沉积 过程发生的物理化学变化及滤料结构和特性对沉积过程的影响。
按收集器结构,轨迹分析模型有单球模型口3価]、毛细管模型口。们、球池模 型[85,101~103]和喉管模型⑶1。流体通过收集器的流动由Navier-Stokes方程决定,求 解Navier-Stokes方程得到流函数,用流函数描述收集器周围或内部的流场;颗粒轨 迹方程由颗粒运动方程积分得到,颗粒运动方程由施加在颗粒上的力及力矩平衡关系 导得;以单位池收集效率来描述轨迹分析模型中的过滤效率,单位池收集效率的定义 是颗粒撞击收集器的速率与颗粒流向收集器的速率比,收集器结构不同"单位池收集 效率的表达式也不同;最后利用岩崎公式积分,求得过滤系数。轨迹分析十分复杂, 在多数情况下,只能获得数值解,故实际应用受到限制,但可帮助人们从孔隙层次上 理解深层过滤过程,并能较成功地预测丝网除沫器过滤初期的过滤系数和过滤效率。
轨迹分析模型是研究液体深层过滤较严密的连续介质模型,但目前提出的几种模 型仍存在一定的局限性。首先,该模型无法准确预测床层水头损失的变化,这主要是 因为,一方面,由于颗粒沉积导致渗透率的变化是一个逾渗过程,而球、管模型是不 能描述逾渗过程的[104];另一方面,池模型的边界条件不明确,没有考虑相邻单元对 18
收集器周围流场的影响口。5〕,在轨迹分析中,忽略了孔隙之间的相互贯通。另外,这 种方法主要考虑单粒径截留悬浮颗粒,而进入多孔介质的悬浮物一般都具有多孔的空 间结构;再者,以轨迹分析为基础所建立的过滤模型大多着眼于滤床的成熟期,即主 要考虑水中悬浮颗粒在清洁滤料表面的沉积,随着过滤过程的进行,沉积物形态、滤 层孔隙的形状和孔隙内水流流态的变化目前还无法精确地描述,因此,轨迹分析模型 的实用性受到了限制。
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