Осаждение частиц за счет касания (зацепления)

Размер частиц играет важное значение при захвате частиц за счет касания частицей поверхности обтекаемого тела. Если пре­небречь инерционными эффектами и считать, что частица точно следует в соответствии с линиями тока, то частица осаждается не только в том случае, когда ее траектория пересечется с поверх­ностью тела, но и в случае пересечения линии тока на расстоянии от поверхности тела, равном ее радиусу. Таким образом, эффектив­ность зацепления выше нуля и тогда, когда инерционное осажде­ние отсутствует. Эффект зацепления характеризуется параметром , который представляет собой отношение диаметров частицы и обтекаемого тела .

При потенциальном обтекании шара, когда величина столь мала, что можно пренебречь инерционными эффектами, эффектив­ность зацепления составляет [2]

В этом же случае для цилиндра верно соотношение

В другом предельном случае, когда за счет большого значения инерционных эффектов траектории оседающих частиц прямоли­нейны, имеем следующие соотношения для шара

(2.34)

для цилиндра

(2.35)

Таким образом, при потенциальном обтекании шара эффектив­ность механизма зацепления находится в пределах 2R - 3R, а при потенциальном обтекании цилиндра R - 2R.

Для определения эффективности осаждения частиц за счет ка­сания при вязком обтекании цилиндра предложены следующие уравнения

Из приведенных выше уравнений следует, что эффект зацепле­ния становится значительным при осаждении частиц на сферах с малым диаметром. Кроме того, они показывают, что осаждение частиц за счет эффекта зацепления не зависит от скорости газов, но в значительной степени определяется режимом течения газово­го потока.

Эффективность осаждения частиц на обтекаемом теле зацеп­лением может быть представлена и в критериальной форме. В этом случае помимо критерия Стокса следует учитывать и дру­гой комплекс, представляющий собой отношение критериев

где / - критерий Рейнольдса для обтекаемого тела

Тогда эффективность осаждения при зацеплении может быть пред­ставлена в виде