丝网除沫器的分离机理
当气液两相流通过丝网除沫器时,丝网阻碍气流前进,使气流多次改变运动速度和运动方向,这些改变引起液滴对丝网产生惯性碰撞、重力沉降、直接拦截、布朗扩散、静电吸引等作用而使液滴聚集。由于液滴粒径一般大于1μm,质量极小,且大部分呈电中性,故Holmes等认为丝网除沫器主要的分离机理为:惯性碰撞和直接拦截。
当气液两相流通过丝网除沫器时,丝网阻碍气流前进,使气流多次改变运动速度和运动方向,这些改变引起液滴对丝网产生惯性碰撞、重力沉降、直接拦截、布朗扩散、静电吸引等作用而使液滴聚集。由于液滴粒径一般大于1μm,质量极小,且大部分呈电中性,故Holmes等认为丝网除沫器主要的分离机理为:惯性碰撞和直接拦截。
惯性碰撞是丝网除沫器最主要的分离机理。当液滴随气流以一定的速度垂直向金属丝方向运动时,气液两相流受阻即需要改变运动方向以绕过金属丝。密度较大的液滴由于惯性较大,不能同气流一起及时改变运动方向,而是继续保持直线运动,直到与丝网发生碰撞而被捕集,形成大液滴后自丝网滴落分离,这种分离方式称为惯性碰撞分离。对于单根金属丝的惯性碰撞分离效率通常与St有关,即:
上式中ρl为液相密度(kg·m-3),u为气体表观速度(m·s-1),dd为液滴粒径(m),μg为气体运动黏度(m2·s-1),dw为金属丝丝径(m)。
直接拦截是气流中的液滴粒径较小或者气速较低时,液滴的惯性较小,在突然改变方向时,液滴不能够脱离气流,而是随着气流一起绕过金属丝。但如果液滴与金属丝的距离足够小时(液滴圆心与金属丝的距离小于液滴的半径),液滴便能与金属丝接触从而被捕集。Chen提出直接拦截的分离效率和液滴粒径与金属丝丝径之比有关:
高效率一直是人们在工业生产上所重视的,但是令人奇怪的是有的企业不重视设备的热转换率。我们必须认识到,设备热转化率的提高可以减少产生的废热、节省燃料的使用,它已经渐渐成为现今轧钢加热温度控制研究的主要方向之一,企业对此必须重视起来。具体来说,企业可以通过以下措施来提高热转化率:选择科学合理的加热炉型结构,使用可靠新型的耐高温、保温性能好的制作材料,采用先进的燃烧技术和燃烧装置等。另外,国家也应该加大人力物力的投入,帮助广大企业去做好这方面的研究工作,鼓励扶持科学技术研究的开展,甚至可以开设相关的科研奖项,对那些有突出研究的企业和研究人员颁发奖励,以促进设备热转化率技术方面的更好发展。
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