Об оптимизации процесса акустической коагуляции промышленных аэрозолей

Секция чичтой воды и чистого воздуха

Результатами исследований установлено, что ИЧВ является более чувствительным биоиндикационным показателем в сравнении с изменением радиального годичного прироста у сосны обыкновенной (в зоне 1 наблюдается снижение ИЧВ в 15 раз по сравнению с условным контролем, в то время как наблюдается снижение радиального годичного прироста в 2,5 раза), поэтому он может использоваться для выявления более низких уровней загрязнения атмосферного воздуха.

Если оценивать уровень загрязнения атмосферного воздуха Кемерово по ИЧВ как более чувствительному показателю, то выброс атмосферных загрязнителей предприятиями города должен быть снижен в 15 раз.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зайцев В.И., Михайлуц А.П. Гигиеническая оценка загрязнений окружающей среды при многолетней эксплуатации сосредоточенных химических предприятий. Кемерово: Летопись, 2001. 192 с.

2. Николаевский В.С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. М.: МГУЛ, 1999. 193 с.

3. Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISTICA - Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Информационно-издательский дом "Фи-линъ", 1998. 608 с.

4. Зайцев В.И. Здоровье населения и окружающая среда // Информационный сборник.. Кемерово, 2000. Вып.10. С.221.

ОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА АКУСТИЧЕСКОЙ КОАГУЛЯЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АЭРОЗОЛЕЙ

Н.Н. Чернов

Таганрогский государственный радиотехнический университет

В реальных промышленных установках технологическая схема расположения источника загрязнения и осадителя, а также величина скорости пылегазового потока таковы, что в случае расположения мощного источника звука в газоходах перед охладителем время пребывания частиц аэрозоля в звуковом поле не превышает 1,5 - 2,0 с. А, как известно [1], интенсивность укрупнения частиц за счет акустической коагуляции резко зависит от времени озвучивания. Повысить эффективность процесса акустической коагуляции можно путем удлинения пути движения частиц в звуковом поле, заставив их двигаться по спиральным траекториям. Для этой цели необходимо использовать звуковые поля, представляющие собой суперпозицию двух акустических полей, векторы колебательной скорости которых ортогональны и лежат в плоскости, параллельной вектору скорости движения пылегазового потока.

С учетом скорости движения потока траектория движения частиц аэрозоля в таких акустических полях представляет собой спираль, радиус которой равен амплитуде колебательного смещения, а шаг - скорости движения среды, поделенной на период колебания частицы.

В промышленных низкочастотных коагуляционных установках амплитуда колебательного смещения частиц достигает 1000 мкм, а скорость пылегазового потока порядка 10 м/с. Шаг спирали траектории движения частиц в диапазоне частот 800 -3000 Гц имеет тот же порядок величины, что и амплитуда смещения частиц. Движение частиц по спирали в таких акустических полях приводит к удлинению пути, про-

Известия ТРТУ

Экология 2002 - море и человек

ходимому частицами за период колебания, что, в свою очередь, вызывает увеличение эффекта взаимного гидродинамического дрейфа частиц.

Проведенный расчет гидродинамического дрейфа частиц во взаимно перпендикулярных акустических полях показал, что укрупнение частиц в них при прочих равных условиях происходит в 1,4 раза быстрее, чем в едином поле, т.е. по эффективности коагулирующего воздействия такие поля аналогичны акустическим полям с одним источником звука с удвоенной амплитудой колебательной скорости.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тимошенко В.И. О кинетике акустической коагуляции // Прикладная акустика. Таганрог, 1968. Вып. I. С.200 - 229.

О СБЛИЖЕНИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ЗА СЧЕТ СИЛ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЯХ

Н.Н. Чернов

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Анализ основных гипотез, объясняющих поведение аэрозольнывх частиц в звуковом поле, позволяет сделать вывод, что сближение частиц происходит вследствие взаимного возмущения гидродинамических полей обтекания близкорасположенных частиц, что приводит к появлению асимметрии в их колебательном движении. В результате асимметрии полей обтекания частиц средой возникают силы, вызывающие относительное движение частиц: сближение или расхождение. Силы гидродинамического взаимодействия существенно зависят от режима обтекания частиц среды [1]. Основу большинства промышленных дымов современных предприятий составляют частицы размером 1 - 10 мкм, для которых в низкочастотных акустических полях с уровнем звукового давления до 150 дБ реализуется вязкий режим обтекания. Физически это означает, что силы вязкости преобладают над силами инерции. При выполнении условия квазистационарности обтекания и <<1 поле скоростей колеблющейся шаровой частицы имеет симметричную форму и с достаточной точностью описывается аналитическими соотношениями, полученными Стоксом, решения которых для случая, когда колебательная скорость частиц среды изменяется по единому закону

Щ) = и0ео8(ш1 + ф),

приведено в работе [2].

Однако получаемые на основе этих решений расчетные данные не всегда совпадают с результатами экспериментальных исследований. Это обусловлено тем, что на частицы в промышленных установках действуют сложные акустические поля, представляющие собой суперпозицию двух и более полей, возникающих за счет отражения от стенок газоходов, резонирования газоходов на основной частоте и гармониках. Для уточнения закономерностей микропроцесса акустической коагуляции при наличии двух и более источников звука необходимо найти и проанализировать решение задачи с гидродинамическим взаимодействием частиц в акустических полях, под действием которых колебательная скорость частиц изменяется по сложному закону. Всякое сложное поле можно представить как суперпозицию трех полей, векторы колебательной скорости которых Ух,Уу,У2 взаимноперпендикулярны и направлены по осям х, у и 7.