1.2.2  Дисперсність

 

Дисперсність – характеризує розмір частинок пилу – є основним фактором при виборі пиловловлювача.

Частинки промислового пилу мають різну форму (кульки, палички, пластинки, голки, волокна тощо). Частинки пилу можуть коагулювати і об’єднуватися в агломерати, тому поняття розміру частинок умовне. В пи­ловловлюванні прийнято характеризувати частинки величиною, яка визна­чає швидкість їх осаджування. Такою величиною служить седиментаційний діаметр – діаметр кулі, швидкість осаджування і густина якого рівні швид­кості осаджування і густині частинки. При цьому сама частинка має дові­льну форму. Пилові частинки різної форми при одній і тій же масі осіда­ють з різною швидкістю. Чим ближче їх форма до сферичної, тим швидше вони осідають.
Найбільший і найменший розміри частинок характеризують діапазон дисперсності даного пилу. Для характеристики  дисперсного складу пилу розбивають всю масу пилинок на деякі фракції, обмежені частинками визначеного розміру із вказівкою, яку долю у відсотках за масою (чи за кількістю частинок) вони складають.
Дисперсний склад пилу зображується у вигляді інтегральних кривих. Більшість промислового пилу підлягає логарифмічно-нормальному закону розподілу (ЛНР) частинок за розміром [6-12]:
,                (1.1)

де    – відносна доля частинок розміром не менше , %;
          – медіанний розмір частинок, при якому долі частинок розміром  більше і менше  рівні;
         –  середньоквадратичне відхилення у функції даного розподілу.

 

Графіки нормально-логарифмічного розподілу будують в ймові­рно-логарифмічній системі координат, поточний розмір частинок відкла­дають на осі абсцис, а на осі ординат – відносну долю частинок із розмі­рами менше . Шкалу осі абсцис будують за логарифмом діаметра части­нок, а осі ординат – вирахуванням кожного із значень шкали за формулою:  
,                      (1.2)
де  .

 

Якщо в цій системі координат інтегральне розподілення частинок за розмірами описується прямою лінією, то дане розподілення підлягає ЛНР. В такому випадку  знаходять як абсцису точки графіка, ордината якої рівна 50%, а  – з формули
                        (1.3)

 

Для характеристики пилу достатньо мати  два параметри:  і . Значення  дає середній розмір частинок, а  – ступінь поліди-сперсності  пилу. В табл. 1.2 наведені значення   і  для деякого пилу.

 

Таблиця 1.2 – Дисперсний склад пилу, утворюваного при деяких технологічних процесах

Технологічний процес	Вид пилу	, мкм
Заточка інструменту	Метал, абразив	38	0,214
Розмелення в кульовому млині	Цемент	20	0,468
Сушіння вугілля в барабані	Кам’яне вугілля	15	0,334
Експериментальні дослідження	Кварцовий пил	3,7	0,405
Електролізер алюмінію	Окисли алюмінію	20	0,352
Обертова піч обпалювання	Магнезит	43	0,615
Розпилення у  сушарці	Подвійний суперфосфат	80	0,210

 

За дисперсністю пил класифікують на 5 груп:
І  – дуже високодисперсний,  > 140 мкм;
ІІ – великодисперсний,  = 40…140 мкм;
ІІІ – середньодисперсний,  = 10…40 мкм;
ІV – дрібнодисперсний,  = 1…10 мкм;
 V  –  дуже дрібнодисперсний,  < 1 мкм.

 

Крім стоксовського (опір кулі залежить від діаметра при русі у в’язкому середовищі) діаметра частинок, в техніці пиловловлювання вико­ристовується аеродинамічний діаметр частинки dча, що характеризує діа­метр сфери, швидкість осадження якої відповідає швидкості осадження (седиментації) частинки густиною 1000 кг/. Величина dча може бути ви­значена зі співвідношення
                                 (1.3)
де    – густина частинок, кг/;
       – поправка Кенінгема-Міллікена [5-7]. Деколи розмір частинок характеризують швидкістю витання,  м/с, яка є швидкістю вільного падіння частинок в нерухомому повітрі. Номограма для визначення сток-совського діаметра частинок за швидкістю їх витання наведена на рис. 1.3.

 

Вінниця ВНТУ 2010