Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zjawiska transportu kropel cieczy w strukturach włókninowych. Modelowanie procesów dla projektowania filtrów koalescencyjnych.

Gac J. M.

Prace Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej

|

2016

|

Vol. 38, z. 1

3--130

PL

Celem niniejszej monografii jest przedstawienie filtracji aerozoli ciekłych w filtrach włókninowych. Punktem wyjścia do sformułowania opisu filtracji jest analiza procesów transportu zachodzących wewnątrz filtra. Jest to oryginalne podejście do omawianego problemu na tle innych prac poświęconych filtracji aerozoli ciekłych. Typowe podejścia wykorzystują bowiem do opisu ilościowego omawianego procesu uproszczone równania bilansu materiałowego w połączeniu z formułami empirycznymi. Tymczasem, zrozumienie fizyki zjawisk zachodzących podczas procesu filtracji - przede wszystkim zjawisk zachodzących w skali mikro - pozwala lepiej zrozumieć zależności ilościowe opisujące ten proces oraz jego dynamikę. Przede wszystkim zaś, pozwala określić, które wielkości fizyczne najsilniej wpływają na proces filtracji i jego dynamikę, a które mają mniejsze znaczenie. To z kolei ułatwia sformułowanie zasad projektowania filtrów dla konkretnych zastosowań (np. dla z góry określonej prędkości liniowej powietrza czy koncentracji kropel). Nawet, jeśli część parametrów opisu płacy filtra zostanie wyznaczona na podstawie wyników eksperymentów (gdyż np. wyznaczenie ich za pomocą rozwiązania równań analitycznych lub modelowania numerycznego byłoby zbyt czaso-i pracochłonne lub wręcz niemożliwe ), to uwzględnienie fizycznych podstaw procesów transportu w opisie filtracji zapewnia większą uniwersalność uzyskanych wyników. Monografia niniejsza została napisana z zachowaniem porządku "od szczegółu do ogółu". Oznacza to, że w pierwszej kolejności zostaną omówione zjawiska i procesy transportu w skali mikro: oddziaływania pomiędzy pojedynczymi kroplami oraz pomiędzy kroplą a włóknem oraz dynamika kropel - zarówno przepływających swobodnie przez strukturę filtra, jak i zdeponowanych na powierzchni włókien. Ten opis posłuży następnie do sformułowania opisu w skali mezo, który pozwoli przewidzieć sprawność pojedynczego włókna oraz sposób uwzględnienia w opisie sprawności koalescencji kropel, ich wtórnego porywania z powierzchni włókien, ociekania włókien itp. Wyniki tego opisu posłużą wreszcie do sformułowania modelu opisującego pracę całego filtra, w szczególności wyznaczenia zależności sprawności filtracji i oporów przepływu gazu od struktury filtra i czasu procesu (a właściwie, jak to zostanie wykazane, ilości cieczy zatrzymanej przez filtr). Całościowy model może być określony jako opis w skali makro. Jego wyniki zostaną porównane z danymi z badań eksperymentalnych - zarówno dostępnych w literaturze przedmiotu, jak i własnych, uzyskanych w trakcie pracy nad omawianymi zagadnieniami, z wykorzystaniem oryginalnie wytworzonych filtrów włókninowych.

EN

The aim of the monograph is description of liquid aerosol filtration in fibrous filters. The starting point for the description of filtration is the analysis of transport processes occurring inside the filter. It is an original approach to the problem when compared with other works on filtration of liquid aerosols. Typical approaches use a simplified material balance equation together with empirical formulae for quantitative description of this process. However, understanding the physics of the phenomena occurring during the filtration process - first of all, phenomena occurring in the microscale - allows us to understand better the quantitative relationships describing the process and its dynamics. First of all, it can determine which physical variables affect the filtration process and its dynamics to the highest degree and which are less important. This facilitates formulation of the principles of filter design for particular applications (e.g. for a predetermined linear velocity of the air or concentration drops). Even if some parameters of the filter should be determined by means of the results of experiments, taking into account the physics of transport processes during the description of :filtration provides greater universality of the results.This monograph was written maintaining order "from the particular to the general". That means that at the beginning transport processes in the microscale are discussed, i.e. interaction between individual droplets and between the droplet and the droplet and fiber - both flowing freely through the filter structure and deposited on the fiber surface. This description is then used to the wording of the description on the mesoscale, which predicts the single fiber efficiency and indicates how to take into account the description of the efficiency of coalescence of droplets, their re-entrainment from the fibers, fibers drainage etc. The results of this description are finally used to formulate a model describing the entire filter, in particular the determination of the dependence of filtration efficiency and pressure drop on the filter structure and the time of the process. The results are compared with data from experimental studies - both available in the literature, as well as obtained during this work by use of the originally manufactured nonwoven filters.

2

Badanie porywania kropel zdeponowanych na włókninowych wkładach filtracyjnych

Gac J.M., Paziewska A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 3

82--84

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych porywania kropel zdeponowanych uprzednio na wkładach filtracyjnych, służących do filtracji aerozoli z rozproszona fazą ciekłą (mgieł), podczas normalnej pracy filtra. Zbadano wpływ średniej średnicy włókien filtracyjnych na liczba, rozkład i średnią średnicę kropel porywanych z filtra. Zaobserwowano, że wzrost średniej średnicy włókien filtracyjnych prowadzi do spadku liczby kropel obserwowanych w strumieniu gazu opuszczającym filtr oraz do wzrostu średniej średnicy tych kropel. Słowa kluczowe: filtracja mgieł, filtry włókninowe, porywanie kropel, optymalizacja struktury filtra.

EN

The experimental results of entrainment of drops deposited on the filters designed for filtration of liquid aerosol (mist) during normal operation of filters are presented. The influence of the average fiber diameter of filter on the amount, distribution and average diameter of droplets entrained from the filter was investigated. It was observed that the increase of the average fiber diameter of filter led to the decrease of amount of droplets observed in gas stream leaving the filter and the increase of average diameter of droplets.

3

Badanie nieustalonej filtracji aerozoli ciekłych na filtrach włóknistych

Gac J., Gradoń L.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2013

|

Nr 4

308--309

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych nad filtracją aerozoli ciekłych (mgieł) na filtrach włókninowych jedno- i wielowarstwowych. Zaobserwowano wpływ struktury filtra (rozkład średnic włókien, grubość poszczególnych warstw w przypadku filtrów wielowarstwowych) na sprawność i spadek ciśnienia. Przedstawiono również zmiany sprawności filtracji i spadku ciśnienia na filtrze, które następują w wyniku długotrwałej pracy filtra oraz sprecyzowano warunki, w jakich dochodzi do ociekania włókien filtracyjnych.

EN

Results of experimental investigations of liquid aerosols (mist) filtration on monolayer and multilayer fibrous filters are presented in the paper. Influence of filter structure (fiber diameter distribution, thickness of layers in multilayer filters) on the filtration efficiency and pressure drop in the filter was observed. Changes of efficiency and pressure drop as a result of long-lasting filter work are also shown. Finally, conditions at which the fiber drainage takes place are given.