Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J
S e r i a : I N Ż Y N I E R I A Ś R O D O W I S K A z. 9 3 N r k o l . 1 0 3 3
_________1990
O a n u e z P I O T R O W S K I O a n K O N I E C Z Y Ń S K I O a c e k Ż E L I N S K I
I n s t y t u t O g r z e w n i c t w a , W e n t y l a c j i i O c h r o n y P o w i e t r z a
P o l i t e c h n i k a Ś l ą s k a
B A O A N I A W P Ł Y W U K S Z T A Ł T U E L E K T R O D Z B I O R C Z Y C H N A P O L E P R Ę D K O Ś C I G A Z U W I C H S Ą S I E D Z T W I E
S t r e s z c z e n i e . C e l e m b a d a ń b y ł a o c e n a w p ł y w u k s z t a ł t u w y b r a n y c h e l e k t r o d z b i o r c z y c h n a z j a w i s k a r u c h u g a z u p o d k ą t e m m o ż l i w o ś c i z w i ę k s z e n i a s k u t e c z n o ś c i p r o c e s u w y t r ą c a n i a p y ł u w e l e k t r o f i l t r z e .
B a d a n i a o g r a n i c z o n o d o o b s e r w a c j i p r z e p ł y w ó w d w u w y m i a r o w y c h w w a n n i e h y d r a u l i c z n e j , p r z y c z y m r e a l i z o w a n e o n e b y ł y n a m o d e l a c h w p o m n i e j s z o n e j s k a l i . A n a l i z ę w p ł y w u k s z t a ł t u e l e k t r o d n a z j a w i s k a a e r o d y n a m i c z n e p r z e p r o w a d z o n o w o p a r c i u o p o m i a r y r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i w c h a r a k t e r y s t y c z n y c h p u n k t a c h s t r u m i e n i a o r a z w i z u a l i z a c j ę p r z e p ł y w u .
1. W S T Ę P
P r z e p r o w a d z o n e b a d a n i a m i a ł y n a c e l u o c e n ę w p ł y w u k s z t a ł t u w y b r a n y c h ’ e l e k t r o d z b i o r c z y c h n a z j a w i s k a r u c h u g a z ó w w b e z p o ś r e d n i e j b l i s k o ś c i p o w i e r z c h n i t y c h e l e k t r o d p o d k ą t e m m o ż l i w o ś c i z w i ę k s z e n i a s k u t e c z n o ś c i p r o c e s u w y t r ą c a n i a p y ł u w e l e k t r o f i l t r z e .
B a d a n i a z e w z g l ę d u n a s t u d i a l n o - p o z n a w c z y c h a r a k t e r o g r a n i c z o n o d o o b s e r w a c j i p r z e p ł y w ó w d w u w y m i a r o w y c h w w a n n i e h y d r a u l i c z n e j , p r z y c z y m r e a l i z o w a n e o n e b y ł y n a m o d e l a c h w p o m n i e j s z o n e j s k a l i [ V ] * A n a l i z a w p ł y * w u k s z t a ł t u e l e k t r o d n a f o r m o w a n i e p r z e p ł y w u w p o b l i ż u i c h p o w i e r z c h n i z o s t a ł a p r z e p r o w a d z o n a n a p o d s t a w i e p o m i a r ó w r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i w c h a r a k t e r y s t y c z n y c h p u n k t a c h s t r u m i e n i a o r a z n a p o d s t a w i e w i z u a l i z a c j i p r z e p ł y w u r e j e s t r o w a n e j z a p o m o c ? z d j ę ć f o t o g r a f i c z n y c h .
2. Z N A C Z E N I E E L E K T R O D Z B I O R C Z Y C H W P R Z E B I E G U P R O C E S U O D P Y L A N I A
O d p y l a c z e e l e k t r o s t a t y c z n a , j a k o z n a n e i s t o s o w a n e o d w i e l u l a t , p o s i a d a j ą o b s z e r n ą l i t e r a t u r ę f a c h o w ą , p o z w a l a j ą c ą w n i k l i w i e p o z n a ć i c h b u d o w ę i d z i a ł a n i a [ 2 , 3 , 4 j .
190 3. Piotrowski. 3. Konieczyńakl, 3. Źellńaki
Z p u n k t u w i d z e n i a w y t y c z n y c h p r o j e k t o w a n i a o m a w i a n e t a m s ą p r z e d e w s z y s t k i m c z y n n i k i w p ł y w a j ą c e n a s k u t e c z n o ś ć o d p y l a n i a o d s t r o n y f i z y c z n y c h p o d s t a w e l e k t r o s t a t y c z n e g o o d p y l a n i a g a z ó w i p a r a m e t r ó w p r a c y u r z ą d z e n i a , j a k n p . : z n a c z e n i e w y m i a r ó w p o l a e l e k t r y c z n e g o .1 j e g o n a t ę ż e n i a , w p ł y w o b c i ę ż e n i e g a z o w e g o , s t ę ż e n i a z a p y l e n i a , w i e l k o ś c i c z ę s t e k i c h r o d z a j u i w ł a s n o ś c i e l e k t r y c z n y c h o r a z s p o s o b u w s t ę p n e g o p r z y g o t o w a n i a g a z ó w . Z j a w i s k a a e r o d y n a m i c z n e p o r u s z a n e s ę m a r g i n e s o w o , p r z y c z y m z w r a c a s i ę o g ó l n i e u w a g ę n a p o t r z e b ę w ł a ś c i w e g o u k s z t a ł t o w a n i a p o w i e r z c h n i e l e k t r o d z b i o r c z y c h z a r ó w n o o d s t r o n y e l e k t r y c z n e j , j a k i a e r o d y n a m i c z n e j .
S k u t e c z n o ś ć d z i a ł a n i a e l e k t r o f i l t r u w p o w a ż n y m s t o p n i u z a l e ż y o d c h a r a k t e r y s t y k i e l e k t r o d z b i o r c z y c h . Z a l e ż n o ś ć t a w y p ł y w a p r z e d e w s z y s t k i m z f a k t u , ż e w ł a ś c i w y p r o c e s o s a d z a n i a p y ł u z a c h o d z i n a p o w i e r z c h n i t y c h e l e k t r o d .
D a k i e k o l w i e k z a b u r z e n i a p r z e p ł y w u p o w s t a j ą c e w t e j c z ę ś c i u r z ą d z e n i a p o w o d u j ą , ż e s t r u m i e ń g a z u u n o s i d a l e j p y ł , k t ó r y n i e z o s t a ł z a t r z y m a n y p r z e z e l e k t r o d ę . P o d s t a w o w e z a d a n i e e l e k t r o d y z b i o r c z e j p o l e g a n a g r o m a d z e n i u r o z ł a d o w a n e g o p y ł u , a n a s t ę p n i e o d p r o w a d z e n i u g o d o z b i o r n i k ó w u m i e s z c z o n y c h p o d p o l e m e l e k t r y c z n y m .
O d p a d a n i e p y ł u z p o w i e r z c h n i z b i o r c z e j , w s t r z ą s a n e j m e c h a n i z m a m i s t r z e p u j ą c y m i , z a c h o d z i n a o g ó ł w c z a s i e r ó w n o c z e s n e g o p r z e b i e g u p r o c e s u o s a d z a n i a p y ł u z p r z e p ł y w a j ą c e g o s t r u m i e n i a g a z u . W y n i k a z t e g o s z e r e g w a r u n k ó w , j 8 k i e m u s z ą b y ć z a c h o w a n e w c e l u u z y s k a n i a o d p o w i e d n i o w y s o k i e j s k u t e c z n o ś c i o d p y l a n i a .
E l e k t r o d y z b i o r c z e p o w i n n y w y r ó ż n i a ć s i ę n a s t ę p u j ą c y m i c e c h a m i [ 2 ] s
- d u ż ą p o w i e r z c h n i ą z b i o r c z ą ,
- s t r ą c a n i e p y ł u p o w i n n o n a s t ę p o w a ć w p r z e s t r z e n i o s ł o n i ę t e j o d w ł a ś c i w e g o s t r u m i e n i a g a z u i w p r z e s t r z e n i o n i s k i m n a t ę ż e n i u p o l a ,
- w o k r e s i e o p a d a n i a p y ł n i e p o w i n i e n m l e ć m o ż l i w o ś c i p o n o w n e g o d o s t a w a n i a s i ę d o s t r u m i e n i a g a z u ,
- p o w i e r z c h n i a z b i o r c z a p o w i n n a b y ć m o ż l i w i e g ł a d k a i p o z b a w i o n a j a k i c h k o l w i e k o s t r y c h k r a w ę d z i ,
- p o w i n n y m i e ć m a ł y c i ę ż a r , p r o s t ą b u d o w ę i w y s o k ą s z t y w n o ś ć n a w e t w w y s o k i c h t e m p e r a t u r a c h ,
- d o b r z e p o w i n n y p r z e n o s i ć d r g a n i a n a c a ł ą p o w i e r z c h n i ę w o k r e s i e s t r z e p y w a n i a .
W p r a k t y c e i s t n i e j e w i e l k a r ó ż n o r o d n o ś ć r o z w i ą z a ń k o n s t r u k c y j n y c h e l e k t r o d z b i o r c z y c h . R ó ż n i c e m i ę d z y s t o s o w a n y m i e l e k t r o d a m i n i e z n a j d u j ą c z ę s t o u z a s a d n i e n i a o d n o ś n i e d o r ó ż n y c h w ł a ś c i w o ś c i l u b z b i e r a n i a i o d p r o w a d z a n i a p y ł u . W w i e l u p r z y p a d k a c h k s z t a ł t y e l e k t r o d w y n i k a j ą z o g r a n i c z e ń o k r e ś l o n y c h i s t n i e j ą c y m p a r k i e m m a s z y n o w y m l u b s t o s o w a n y m i p r o f i l a m i p r e f a b r y k a t ó w . N i e k t ó r e z e s t o s o w a n y c h k s z t a ł t ó w z a s t r z e ż o n e z o s t a ł y o g r a n i c z e n i e m p a t e n t o w y m , z g ł a s z a n y m p r z e z f i r m y , k t ó r e j e o p r a c o w a ł y .
Badania wpływu kształtu elektrod.. 191
W e l e k t r o f i l t r a c h p r a c u j ą c y c h n a s u c h o s t o s u j e s i ą p r a w i e w y ł ą c z n i e e l e k t r o d y s e g m e n t o w e , w y k o n a n e z e l e m e n t ó w o s z e r o k o ś c i 2 0 0 - 5 0 0 m m 1 w y s o k o ś c i p o l a e l e k t r y c z n e g o , k t ó r a z a z w y c z a j w y n o s i o d 3 , 0 d o 1 0 , 0 m.
S e g m e n t y z e s t a w i a sią w r z ę d y p o w i e r z c h n i z b i o r c z y c h , d z i e l ą c y c h w o d p o w i e d n i e j p o d z i a ł e ś k o m o r ę e l e k t r o f i l t r u n a m i ę d z y e l e k t r o d o w e p r z e s t r z e n i e p r z e p ł y w u g a z u . P o d z i a ł c a ł e g o r z ę d u n a k i l k a l u b k i l k a n a ś c i e e l e m e n t ó w u m o ż l i w i a s t o s o w a n i e i n d y w i d u a l n e g o u d a r u p r z y s t r z e p y w a n i u d l a k a ż d e j z e l e k t r o d , co na i s t o t n y w p ł y w n a s k u t e c z n o ś ć o d p y l a n i a e l e k t r o f i l t r u .
P r z y e l e k t r o d a c h s e g m e n t o w y c h z g ł a d k ą p o w i e r z c h n i ą z b i o r c z ą p r o f i l e u s z t y w n i a j ą c e t w o r z ą t a k ż e o s ł o n ę p o w i e r z c h n i z b i o r c z e j p r z e d d z i a ł a n i e m g ł ó w n e g o s t r u m i e n i a g a z u , p r z e p ł y w a j ą c e g o p r z e z p o l e e l e k t r y c z n e , t w o r z ą c t z w . a e r o d y n a m i c z n y c i e ń d l a p r z e p ł y w u . W p r z e s t r z e n i o s ł o n i ę t e j p y ł m o ż e s p o k o j n i e o p a d a ć w d ó ł , n i e b ę d ą c n a r a ż a n y n a p o n o w n e p o r w s n i e . W z w i ą z k u z t y m w z a l e ż n o ś c i od b u d o w y e l e k t r o d y d o p u s z c z a s i ę o k r e ś l o n ą n a j w i ę k s z ą p r ę d k o ś ć g a z u w e l e k t r o f i l t r z e [ 2 , 3^.
S t o s o w a n e w e l e k t r o f i l t r a c h p r ę d k o ś c i p r z e p ł y w u g a z u w a h a j ą s i ę w g r a n i c a c h o d 0 , 4 d o 3,0 m / s , w z a l e ż n o ś c i o d r o d z a j u u k ł a d u g a z o w o - p y ł o w e g o , o c z e k i w a n e j s k u t e c z n o ś c i o d p y l a n i a i t y p u e l e k t r o d z b i o r c z y c h .
D o b a d a ń o p ł y w u e l e k t r o d p r z y j ę t o ś r e d n i ą p r ę d k o ś ć p r z e p ł y w u w y n o s z ą c ą 1 , 5 m / s . J a k o c h a r a k t e r y s t y c z n ą d l a s u c h y c h o d p y l a c z y e l e k t r o s t a t y c z n y c h z p ł a s k i m u k ł a d e m e l e k t r o d o p o z i o m y m p r z e p ł y w i e g a z u .
Z g o d n i e
z
p r o g r a m e m b a d a ń[V]
p r z e p r o w a d z o n o o p t y m a l i z a c j ę e l e m e n t ó w r o b o c z y c h e l e k t r o f i l t r u s p r o w a d z a j ą c ą s i ę d o d o k o n a n i a w y b o r u s p o ś r ó d p r z e d s t a w i o n y c h p r z e z P P i O U O P O P A M , c z t e r e c h k o n s t r u k c j i e l e k t r o d z b i o r c z y c h , r o z w i ą z a n i a n a j d o g o d n i e j s z e g o z p u n k t u w i d z e n i a o d d z i a ł y w a n i a i c h p o w i e r z c h n i n a z j a w i s k a p r z e p ł y w u g a z u w p r z e s t r z e n i m i ę d z y e l e k t r o d o w e j .3. Z A G A D N I E N I A P R Z E P Ł Y W U G A Z U W O B S Z A R Z E E L E K T R O D Z B I O R C Z Y C H
Z a ł o ż e n i e s t a ł e j p r ę d k o ś c i p r z e p ł y w u g a z u p r z e z e l e k t r o f i l t r j e s t z n a c z n y m p r z y b l i ż e n i e m . P r a k t y c z n i e b o w i e m p r ę d k o ś ć u n o s z e n i a , b ę d ą c a c h a r a k t e r y s t y c z n y m p a r a m e t r e m e l e k t r o f i l t r u . J e s t o k r e ś l o n a r o z k ł a d e m p r ę d k o ś c i , n a k t ó r y w p ł y w a k s z t a ł t e l e k t r o d , p r ą d e l e k t r y c z n y , t a r c i e o ś c i a n y k o m ó r itp.
I s t o t n y m c z y n n i k i e m r z u t u j ą c y m n a s k u t e c z n o ś ć d z i a ł a n i a u r z ą d z e n i a J e s t r o z k ł a d ś r e d n i c h p r ę d k o ś c i p r z e p ł y w u p r z e z p o s z c z e g ó l n e c z ę ś c i k o m o r y e l e k t r o f i l t r u . N a r o z k ł a d p r ę d k o ś c i g a z u w p o l u e l e k t r o f i l t r u w i ę k s z y w p ł y w n i ż p o d z i a ł k o m o r y p r z e z p ł a s z c z y z n y e l e k t r o d w y w i e r a u k s z t a ł t o w a n i e i w y m i a r y p r z e w o d ó w d o p r o w a d z a j ą c y c h i o d p r o w a d z a j ą c y c h g a z d o o d p y l a c z a . N a w l o c i e d o p o l a e l e k t r y c z n e g o w y m a g a n y j e a t J u ż m o ż l i w i e r ó w n o m i e r n y r o z d z i a ł g a z u , p r z y c z y m p r z e d m i o t e m f o r m o w a n i a e t r u m i e n i a s ą t u z a z w y c z a j p r z e w o d y d o p r o w a d z a j ą c e l u b c z ę ś ć w l o t o w a k o m o r y e l e k t r o -
192 3. Piotrowski, 3. Konleczyński, 3. Źeliński
f i l t r u . D o b ó r s p o s o b ó w w y r ó w n a n i a s t r u m i e n i a p r z e p r o w a d z a s i ę d r o g ę b a d a ń m o d e l o w y c h p r o w a d z o n y c h z a p o m o c ą c z y s t e g o p o w i e t r z a .
O d u k s z t a ł t o w a n i a e l e k t r o d z b i o r c z y c h z a l e ż y w d u ż e j m i e r z e s k u t e c z n o ś ć d z i a ł a n i a e l e k t r o s t a t y c z n e g o u r z ą d z e n i a o d p y l a j ą c e g o . P r a w i d ł o w o p r a c u j ą c a e l e k t r o d a z b i o r c z a p o w i n n a b y ć t a k u k s z t a ł t o w a n a , a b y s t r ą c a n i e p y ł u n a s t ę p o w a ł o w p r z e s t r z e n i o s ł o n i ę t e j o d w ł a ś c i w e g o s t r u m i e n i a g a z u i w p r z e s t r z e n i o n i s k i m n a t ę ż e n i u p o l a e l e k t r y c z n e g o . M a t o ś c i s ł y z w i ą z e k z a e r o d y n a m i k ę p r z e p ł y w u g a z u w o k ó ł p r z e s z k o d y , j a k ą s t a n o w i e l e k t r o d a .
N a l e ż y t u z w r ó c i ć u w a g ę , ż e p r z y n a p r z e m i a n l e g ł y m u s y t u o w a n i u e l e k t r o d p r o f i l o w y c h o w y r a ź n i e r o z w i n i ę t y c h p r z e t ł o c z e n i a c h u s z t y w n i a j ą c y c h p r z e k r ó j p o p r z e c z n y ś c i e ż k i m i ę d z y e l e k t r o d o w e j m o ż e u l e g a ć c y k l i c z n y m z m i a n o m n a w e t w g r a n i c a c h 2 0 % , c o s t a n o w i J u ż d o s t a t e c z n i e d u ż y s t o p i e ń r o z s z e r z a n i a s i ę k a n a ł u i s p r z y j a o d e r w a n i u s i ę s t r u m i e n i a o d ś c i a n e k z p o w s t a n i e m r u c h u p o w r o t n e g o w a r s t w y p r z y ś c i e n n e j .
T w o r z ą c e s i ę n a s k u t e k o d e r w a n i a s t r u m i e n i a p o w i e r z c h n i e r o z d z i a ł u ( n i e c i ą g ł o ś c i ) o d z n a c z a j ą s i ę w i e l k ą s k ł o n n o ś c i ą d o p o w s t a w a n i a n a n i c h p r z y p a d k o w y c h w y g i ę ć o r a z n a r a s t a n i a w j e d n y c h m i e j s c a c h r ó ż n i c p r ę d k o ś c i , w i n n y c h z a ś s p a d k u . N i e z a c h o w u j ą o n e s w e g o p i e r w o t n e g o k s z t a ł t u i r o z p a d a j ą s i ę n a w i e l k ą i l o ś ć p r z e w a ż n i e n i e r e g u l a r n y c h w i r ó w [ V ] .
W z a b u r z o n e j p r z e s t r z e n i p o d p o w i e r z c h n i ą r o z d z i a ł u , w k t ó r e j o b s e r w u j e s i ę s k o k o w ą z m i a n ę p r ę d k o ś c i w k i e r u n k u p o p r z e c z n y m d o p r z e p ł y w u t w o r z y s i ę 3 t r e f a z a s t o j u w y p e ł n i o n a w r ó ż n y m s t o p n i u w i r a m i . W t e j s t r e f i e p r ę d k o ś ć p r z e p ł y w u J e s t z n a c z n i e m n i e j s z a o d p r ę d k o ś c i p r z e p ł y w u w o b s z a r z e n a z e w n ą t r z n i e j . Z t e g o p u n k t u w i d z e n i a n a l e ż y d ą ż y ć d o t a k i e g o u k s z t a ł t o w a n i a p r z e p ł y w u w p o b l i ż u p o w i e r z c h n i e l e k t r o d z b i o r c z y c h , a b y s t r e f a z a s t o j u o b e j m o w a ł a j a k n a j w i ę k s z e o b s z a r y w b e z p o ś r e d n i m s ą s i e d z t w i e e l e k t r o d , n a k t ó r y c h g r o m a d z i s i ę z a t r z y m a n y p y ł .
4. BADANI A MOD EL OW E
D o b a d a ń z g o d n i e z p r z y j ę t y m i z a ł o ż e n i a m i w y b r a n o e l e k t r o d y o r o z w i ą z a n i a c h k o n s t r u k c y j n y c h , w g d o k u m e n t a c j i t e c h n i c z n e j B i u r a K o n s t r u k c y j n e g o P P i D U O P - O P A M , o z n a c z a j ą c j e s y m b o l a m i A , B , C , D.
W p r z y p a d k u p r z e p ł y w ó w p ł a s k i c h k o r z y s t n i e j e s t zastoso wa ć w m o d e l u zamiast gazu c i e c z , n p . : w o d ę o s w o b o d n e j powierzchni. W y k o r z y s t u j e s i ę w t y m p r z y p a d k u a n a l o g i ę z a c h o d z ą c ą m i ę d z y obydwoma pr ze pływami, w y n i k a j ą c ą z a n a l i z y r ó w n a ń r ó ż n i c z k o w y c h o p i s u j ą c y c h o b a zjawi sk a jjó^. P r z e p ł y w w o d y m o ż n a z ł a t w o ś c i ą o b s e r w o w a ć i f o t o g r a f o w a ć . W a dą j e s t n i e m o ż n o ś ć o s i ą g n i ę c i a d u ż y c h w a r t o ś c i l i c z b R e i p ł a s k i c h a r a k t e r p r z e p ł y w u . W c e l u z a c h o w a n i a p o d o b i e ń s t w a p r z e p ł y w u m u s z ą z o s t a ć s p e ł n i o n e w a r u n k i p o d o b i e ń s t w a g e o m e t r y c z n e g o i m e c h a n i c z n e g o , s p r o w a d z a j ą c e s i ę d o r ó w n o ś c i l i c z b R e w b a d a n y c h i p o r ó w n y w a n y c h p r z e p ł y w a c h .
Badania wpływu kształtu elektrod.. 193
Z u w a g i na p e ł n e w y k o r z y s t a n i e p r z e s t r z e n i p o n l s r o w e j w a n n y n o d e l e e l e k t r o d w y k o n a n o w s k a l i g e o m e t r y c z n e g o p o d o b i e ń s t w a 1 : 2 , 5 ; ■=
0
,4
.W y s o k o ś ć k a ż d e j e l e k t r o d y w y n o s i ł a 1 8 0 m m , o d s t ę p m i ę d z y s ę s i e d n i m i r z ę d a m i e l e k t r o d w y n o s i ł 1 6 0 m m ( l u b 1 2 0 m m ) , c o o d p o w i a d a w r z e c z y w i s t o ś c i p o d z i a ł c e m i ę d z y e l e k t r o d o w e j 4 0 0 m m l u b 3 0 0 m m .
D o p o m i a r u p r ę d k o ś c i w o d y u ż y t o t e r m o a n e m o m e t r u s t a ł o t e m p e r a t u r o w e g o f i r m y O I S A typ 5 5 M 0 1 z m o s t k i e m s t a n d a r d o w y m 5 5 M 1 0 , w s p ó ł p r a c u j ę c y m z c z u j n i k i e m w a r s t w o w y m s t o ż k o w y m 5 5 A 8 7 . W z o r c o w a n i e u k ł a d u z o s t a ł o p r z e p r o w a d z o n e w s w o b o d n y m z a t o p i o n y m p r z e p ł y w i e w o d y z d y s z y , M e t o d a p o z w o l i ł a n a u z y s k B n i e d o k ł a d n o ś c i p o m i a r ó w ^ 0 , 5 % w z a k r e s i e p r ę d k o ś c i
0 , 3 - 4 , 0 c m / s ora z ^ 0 , 2% w z a k r e s i e p r ę d k o ś c i 3 . 0 - 1 1 , 0 c m / s . O g ó l n y w i d o k s t a n o w i s k a b a d a w c z e g o z w y p o s a ż e n i e m a n e m o m e t r y c z n y m p r z e d s t a w i a r y s . 1.
R y s . 1. O g ó l n y w i d o k s t a n o w i s k a ( c z u j n i k a n e m o m e t r u D I S A 5 5 M 1 0 u m i e s z c z o n y n a d p o w i e r z c h n i ę w o d y
F i g . 1. G e n e r a l v i e w o f t h e m e a s u r e m e n t s t a n d ( T h e s e n s o r o f t h e a n e m o m e t e r D I S A 5 5 M 1 0 p l a c e d o v e r t h e w a t e r s u r f a c e )
D l a u s t a l o n y c h w a r u n k ó w p r z e p ł y w u w w a n n i e h y d r a u l i c z n e j ś r e d n i a p r ę d k o ś ć w o d y w y n o s i ł a 8 , 7 c m / s , c o w o d n i e s i e n i u d o z a ł o ż o n e j p r ę d k o ś c i g a z u w k o m o r z e e l e k t r o f i l t r u d a j e s k a l ę p r z e n i e s i e n i a p r ę d k o ś c i « 0 , 0 5 8 . B i o r ę c p o d u w a g ę p r z y j ę t e d o b a d a ń p a r a m e t r y c z y n n i k ó w i s k a l ę p o d o b i e ń s t w a g e o m e t r y c z n e g o S. = 0 , 4 m o ż n a w y z n a c z y ć s t o s u n e k w a r t o ś c i l i c z b y
II . A
R e w m o d e l u i R e w k o m o r z e e l e k t r o f i l t r u z w a r u n k u p o d o b i e ń s t w a m e c h a n i c z n e g o R e " « Re':
c o p o w s t a w i e n i u w a r t o ś c i l i c z b o w y c h d a j e S R e ■ 0 , 5 3 , p r z y p r z e c i ę t n y c h w a r t o ś c i a c h l i c z b y R e " » 1 , 9 6 . 1 0 4 d l a w a r u n k ó w p r o w a d z o n y c h b a d a ń .
194 3. Piotrowski. 3. Konleczyńskl, 3. 2alińskl
3 a k z a t e m w i d a ć , l i c z b a R e " w e o d e l u w o d n y m J e s t n i e m a l o p o ł o w ę m n i e j s z a n i ż p r z y p r z e p ł y w i e g a z u w e l e k t r o f i l t r z e , l e c z w i e l o k r o t n i e p r z e k r a c z a l i c z b ę R e k r y t y c z n ą .
W a r u n k i p r z e p ł y w u o d p o w i a d a j ą z a t e m w p e ł n i r o z w i n i ę t e m u r u c h o w i b u r z l i w e m u i d l a b a d a n y c h p r z e p ł y w ó w z a c h o d z i z j a w i s k o e e a o m o d e l o w a n i a [_7, 8j , a u z y s k a n e w y n i k i b ę d ą d o b r z e o d w z o r o w y w a ć p r z e p ł y w y c z y n n i k a w r z e c z y w i s t o ś c i .
N a z a p r e z e n t o w a n y m s t a n o w i s k u d o b a d a ć m o d e l o w y c h p r z e p r o w a d z o n o p o m i a r y i o b s e r w a c j e o p ł y w ó w m o d e l i e l e k t r o d z b i o r c z y c h , u m i e s z c z a j ą c b a d a n e p r o f i l e w d w u r z ę d a c h w c e l u o c e n y w z a j e m n e g o w p ł y w u o d d z i a ł y w a n i a i c h p o w i e r z c h n i n a z j a w i s k a p r z e p ł y w u . D l a n i e k t ó r y c h p r o f i l i w c e l a c h p o r ó w n a n i a o d d z i a ł y w a n i a n a g ł ó w n y s t r u m i e ń g a z u s t o s o w a n o m n i e j s z e p o d z i a ł k l m i ę d z y e l e k t r o d o w e o r a z o b s e r w o w a n o o p ł y w y d l a I n n y c h p r o p o r c j i w y m i a r o w y c h i k s z t a ł t ó w e l e k t r o d .
D l a k a ż d e j z b a d a n y c h e l e k t r o d d o d a t k o w o z a s t o s o w a n o o d m i e n n e o d z a ł o ż o n e g o w z a j e m n e u s t a w i e n i e p r o f i l i w c e l u u z y s k a n i a u z u p e ł n i a j ą c y c h i n f o r m a c j i o z j a w i s k a c h r u c h u g a z u .
5. W Y N I K I BAOAli M O D E L O W Y C H
Z n a j d u j ą c a s i ę n a w y p o s a ż e n i u L a b o r a t o r i u m I 0 W 1 0 P w a n n a h y d r a u l i c z n a p o s i a d a c z ę ś ć p o m i a r o w ą o d ł u g o ś c i 2 5 0 0 m m i s z e r o k o ś c i 5 0 0 m e . P r ę d k o ś ć p r z e p ł y w u o r a z g ł ę b o k o ś ć w o d y w c z ę ś c i p o m i a r o w e j j e s t r e g u l o w a n a . W c e l u z a p e w n i e n i a r ó w n o m i e r n e g o r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i w o d y n a w l o c i e d o c z ę ś c i p o m i a r o w e j z a s t o s o w a n o e l e m e n t y w y r ó n u j ą c e s t r u m i e ń . 3 a k o m e d i u m z e e t o s o w a n o w o d ę o t e m p e r a t u r z e o t o c z e n i a . Z d j ę c i a w y k o n y w a n o p r z y s t a ł y m c z a s i e e k s p o z y c j i t • 0 , 5 s. O o w i z u a l i z a c j i p r z e p ł y w u u ż y t o a l u m i n i o w e g o p y ł u r e f l e k s y j n e g o , k t ó r y m p o s y p a n a b y ł a p o w i e r z c h n i a w o d y . P r z e s u w c z u j n i k a d o p o m i a r u p r ę d k o ś c i r e a l i z o w a n y z a p o m o c ą ś r u b y p o c i ą g o w e j p o z w a l a ł na j e g o u s t a w i e n i e w p o l u p o m i a r o w y m z d o k ł a d n o ś c i ą - 0 , 5 mm. B a d a n i a o p ł y w ó w o m a w i a n y c h e l e k t r o d p r o w a d z o n o w t y c h s a m y c h w a r u n k a c h p o m i a r o w y c h .
5 . 1 . E l e k t r o d a A
3 e s t t o e l e k t r o d a s e g m e n t o w a , w a l c o w a n a o p r o f i l u s k r z y n k o w y m o t w a r t y m z g ł a d k ą p o w i e r z c h n i ą z b i o r c z ą . W y s o k o ś ć p r z e t ł o c z e n i a p r o f i l u w y n o s i 3 4 m m , a d ł u g o ś ć s e g m e n t u 5 1 0 m m . E l e k t r o d y d o w s p ó ł p r a c y w k o m o r z e e l e k t r o f i l t r u u s t a w i a n e s ą r ó w n o l e g l e .
W i z u a l i z a c j e o p ł y w u o m a w i a n e j e l e k t r o d y z o s t a ł a p r z e d s t a w i o n a n a r y s . 2, a w y n i k i p o m i a r u r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i n a r y s . 3.
Z a n a l i z y o b r a z u o p ł y w u e l e k t r o d y A o r a z w a r t o ś c i ś r e d n i c h z m i e r z o n y c h w o b s z a r z e o p ł y w u e l e k t r o d y w y n i k a , ż e J e j k s z t a ł t s t w a r z a k o r z y s t n e w a r u n k i w y t r ą c a n i a s i ę p y ł u j e d y n i e w p r z e s t r z e n i a c h o s ł o n i ę t y c h , o b j ę t y c h s t r e f ą o d e r w a n i a p r z e p ł y w u . W z g l ę d n e p r ę d k o ś c i w o b s z a r z e w n ę t r z a p r o f i l u
Badania wpływu kształtu elektrod.. 195
s k r z y n k o w e g o w y n o s z ę o d 5 d o 1 0 % w a r t o ś c i p r ę d k o ś c i w s t r u m i e n i u g ł ó w n y m ( 7 - 1 5 c a / s w s t o s u n k u d o 1 5 0 c a / s ) .
R y s . 2. W i z u a l i z a c j a o p ł y w u e l e k t r o d y z b i o r c z e j A
F i g . 2. V i s u a l i z a t i o n o f t h e f l o w a r o u n d t h e c o l l e c t i n g e l e c t r o d e A
S t r e f a o d e r w a n i B , z e w z g l ę d u n a b r a k o s t r y c h k r a w ę d z i , o b e j n u j e p r z e s t r z e ń n i e w i e l e w i ę k s z ę o d s z e r o k o ś c i e l e k t r o d y . W i e l k o ś ć w i r ó w i i c h p r ę d k o ś ć sa p o d o b n e w k a ż d y m z a g ł ę b i e n i u s k r z y n k i , n a t o m i a s t p o s t r o n i e w y p u k ł o ś c i p r o f i l u o b s e r w u j e s i ę p r ę d k o ś ć o w a r t o ś c i z b l i ż o n e j d o p r ę d k o ś c i p a n u j ę c e j w s t r u a i e n i u n i e z a k ł ó c o n y m .
Z m i a n a w z a j e m n e g o p o ł o ż e n i a p r o f i l u o b u p ł a s z c z y z n z b i o r c z y c h w s t o s u n k u do s i e b i e i z m n i e j s z e n i e p o d z l a ł k i a i ę d z y e l e k t r o d o w e j n i e w y w o ł u j e z m i a n w c h a r a k t e r z e r u c h u g a z u o p ł y w a j ę c e g o p r o f i l . E l e k t r o d y t e c e c h u j e r ó ż n o r o d n o ś ć z j a w i s k o p ł y w u w p r z e s t r z e n i a c h o s ł o n i ę t y c h i o p ł y w a n y c h b e z z a b u r z e ń w y p u k ł y c h c z ę ś c i p r o f i l u .
Z p u n k t u w i d z e n i a a e r o d y n a m i c z n e j p o p r a w n o ś c i w y k o r z y s t a n i a p o w i e r z c h n i n i e z a l e c a s i ę s t o s o w a n i a te j e l e k t r o d y w e w s p ó ł c z e s n y c h u r z ą d z e n i a c h d o e l e k t r o s t a t y c z n e g o w y t r ą c a n i a p y ł u .
5 . 2 . E l e k t r o d a B
O e s t t o e l e k t r o d a s e g m e n t o w a , w a l c o w a n a o p r o f i l u o t w a r t y m z g ł a d k ą p o w i e r z c h n i ą z b i o r c z ą . D o w s p ó ł p r a c y w k o m o r z e e l e k t r o f i l t r u s e g m e n t y u s t a w i o n e s ą n a p r z e m i a n l e g l e ( s y m e t r y c z n i e ) . D ł u g o ś ć s e g m e n t u p o s i a d a j ą c e g o 3 p r z e g i ę c i a k o n t u r u , c o 1 5 0 m m , w y n o s i 4 5 0 m m . G ł ę b o k o ś ć p r z e t t o c z e n i a w y n o s i 3 0 m m .
U s t a w i e n i e e l e k t r o d p o w o d u j e c y k l i c z n ą z a i a n ę o d l e g ł o ś c i a i ę d z y ś c i a n a m i o g r a n i c z a j ą c y m i s t r u m i e ń z a s a d n i c z y o 6 0 a a ; s t a n o w i t o 1 5 % z a i a n ę p r z e k r o j u p o p r z e c z n e g o p r z e p ł y w u w a t r e f a c h p r z e w ę ż o n y c h i p o s z e r z o n y c h .
196 3. Piotrowski, 3. Konieczyńaki, 3. Zelióaki
R y s . 3. P r o f i l e p r ę d k o ś c i p r z y r ó w n o l e g ł y » u s t a w i e n i u e l e k t r o d A , p r z y ś r e d n i e j p r ę d k o ś c i p r z e p ł y w u w g r - 1 , 5 2 n / s , e t a ł a c z a s o w a a n e m o n e t r u
T - 3 »
F i g . 3. V e l o c i t y p r o f i l e s a t p a r a l l e l p o s i t i o n o f t h e e l e c t r o d e s A , a t n e a n v e l o c i t y o f t h e f l o w w i r » 1 . 5 2 a / s , t h e a n e a o n e t e r t i n e c o n s t a n t
T - 3 a
Badania wpływu kaztałtu elektrod.. 197
W i z u a l i z a c j a o p ł y w u e l e k t r o d y B z o a t a ł a p r z e d a t a w l o n a n a r y a . 4 , a w y n i k i p o a l a r u r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i n a r y a . 5.
R y a . 4. w i z u a l i z a c j a o p ł y w u e l e k t r o d y z b i o r c z e j B
F i g . 4. V i s u a l i z a t i o n o f t h e f l o w a r o u n d t h e c o l l e c t i n g e l e c t r o d e B
Z a n a l i z y o b r a z u o p ł y w u e l e k t r o d y w y n i k a , ż e s t r e f a o d e r w a n i a a t r u m i e - n i a , z e w z g l ę d u n a b r a k o s t r y c h k r a w ę d z i , o b e j m u j e p r z e s t r z e ń n i e w i e l e w i ę k s z a o d s z e r o k o ś c i p r o f i l u . O b r a z s t r e f y o d e r w a n i a j e s t j e d n a k n i e c o o d m i e n n y n i ż w p o p r z e d n i o o m a w i a n y m p r z y p a d k u e l e k t r o d y A . W e w g ł ę b i e n i u p r o f i l u p o w s t a j e p o j e d y n c z y w i r o d o ś ć d u ż e j p r ę d k o ś c i w z g l ę d n e j . P o z o s t a - ł ę c z ę ś ć w y p e ł n i a m e d i u m o m a ł e j p r ę d k o ś c i c z ę s t e k , p r z y c z y m w y r ó ż n i a s i ę t u s t r e f a u m i e j s c o w i o n a p r z y p o c h y l o n y c h ś c i a n a c h p r o f i l u , g d z i e p r ę d k o ś c i w y n o s z ę 5 - 1 5 c m / s ( o k , 1 0 % w a r t o ś c i p r ę d k o ś c i w s t r u m i e n i u g ł ó w n y m ) . S t r e f a ta J e d n a k j e s t s t a l e z a b u r z a n a p r z e z f o r m u j ę c y s i ę w i r . T a k a s y t u a c j a z u w a g i na w y t r a c a n i a p y ł u j e s t n a p e w n o n i e k o r z y s t n a . P o w y p u k ł e j s t r o n i e p r o f i l u p o j a w i a j ę s i ę o b s z a r y o d u ż y c h p r ę d k o ś c i a c h , z p r z e p ł y w e m o c h a r a k t e r z e l i n i o w y m .
Z m i a n a w z a j e m n e g o p o ł o ż e n i a p r o f i l u o b u p ł a s z c z y z n z b i o r c z y c h w s t o s u n k u d o s i e b i e , j a k i z m i a n a p o d z i a ł k i n i e w y w o ł u j e z a s a d n i c z y c h z m i a n w c h a r a k t e r z e o p ł y w u . P r z y p u s z c z a s i ę , ż e o s a d z o n e z i a r n a p y ł u b y ł y b y p o w t ó r n i e p o r y w a n e p r z e z s t r u m i e ń g a z o w y n i e t y l k o w o k r e s i e s t r z e p y w a n i a , l e c z r ó w n i e ż w c z a s i e n o r m a l n e j p r a c y e l e k t r o d y , a t o p r z e z p r z e m i e s z c z a j ą c y s i ę w z d ł u ż z a g ł ę b i e n i a p r o f i l u w i r o d u ż e j w z g l ę d n e j p r ę d k o ś c i r u c h u .
Z n a c z n ę p o p r a w ę w w y k o r z y s t a n i u p o w i e r z c h n i e l e k t r o d y m o ż n e u z y s k a ć p r z e z z m i a n ę p r o p o r c j i w y m i a r o w y c h p r o f i l u , a m i a n o w i c i e z w i ę k s z a j ą c i l o ś ć p r z e g i ę ć w o b r ę b i e p o j e d y n c z e g o s e g m e n t u , t a k a b y c z ę ś ć r ó w n o l e g ł a p r o f i l u d o c z ę ś c i s k o ś n e j m i a ł a s i ę J a k 2 : 3 ( a k t u a l n i e l : l ) o r a z s z e r o k o ś ć e l e k t r o d y w s t o s u n k u d o d ł u g o ś c i J a k 1 : 4 ( o b e c n i e 1 : 7 ) . T a k a z m i a n a k a z t a ł t u
198 3. Piotrowski. 3. Konleczyóąkl. 3. Żallński
w y w o ł a ł a p o z y t y w n y a k u t a k . J e ś l i c h o d z i o z w l ę k e z e n l e p r z e s t r z e n i o s ł o n i ę , t y c h o d w p ł y w u o d d z i a ł y w a n i a s t r u m i e n i a p r z e p ł y w a j ą c e g o g a z u , b o w i e m o d d z i a ł y w a n i e s t r e f y z a s t o j u p r z e n o s i s i ę n a c z ę ś c i p r o f i l u p o p r z e d n i o o p ł y w a n e z d u ż y m i p r ę d k o ś c i a m i .
F i g . 5. V e l o c i t y p r o f i l e s a t s y m m e t r i c a l p o s i t i o n o f t h e e l e c t r o d e s B w 6(. « 1 , 5 5 m / s , T » 3 s
5 . 3 . E l e k t r o d a C
3 e s t t o e l e k t r o d a s e g m e n t o w a , w a l c o w a n a o p r o f i l u o t w a r t y m z g ł a d k a p o w i e r z c h n i ę z b i o r c z a . W y s o k o ś ć p r z e t ł o c z e n i a w y n o s i 2 0 m a , a d ł u g o ś ć
s e g m e n t u 5 1 0 m m . E l e k t r o d y d o w s p ó ł p r a c y u s t a w i a n e s ę n a p r z e a i e n l e g l e
Badania wpływu kształtu elektrod.. 199
( s y m e t r y c z n i e ) . P o d o b n i e J a k p o p r z e d n i o t a k i e u a t a w l e n i e p o w o d u j ą 1 0 % z m i a n ę p r z e k r o j u p o p r z e c z n e g o p r z e p ł y w u w a t r e f a c h p r z e w ę ż o n y c h i p o s z e r z o n y c h .
Z a n a l i z y o b r a z u o p ł y w u ( r y s . 6 ) i w y n i k ó w p o n i a r u r o z k ł a d u p r ę d k o ś c i ( r y s . 7 ) w y n i k a , ż e a t r e f a o d e r w a n i a s t r u m i e n i a o b e j m u j e 1 w y p e ł n i a c a ł ę p r z e s t r z e ń w g ł ę b i e n i a p r o f i l u , p r z y c z y m p o w s t a j e t u w i r r o z p a d a j ą c y s i ę n a c o r a z m n i e j s z a s t r u k t u r y . N i e z a l e ż n i e o d w z a j e m n e g o u s y t u o w a n i a s ą s i e d n i c h p o w i e r z c h n i z b i o r c z y c h w z g l ę d n e w a r t o ś c i p r ę d k o ś c i w o b s z a r z e w g ł ę b i e n i a p r o f i l u w y n o s z ę 5 - 1 0 % w a r t o ś c i p r ę d k o ś c i p a n u j ę c e j w s t r u m i e n i u g ł ó w n y m , p r z y c z y m s t r e f a m a ł y c h p r ę d k o ś c i o k r e s o w o o b e j m u j e o b s z a r s z e r s z y o d w ł a ś c i w e j s z e r o k o ś c i p r o f i l u .
R ys. 6. W i z u a l i z a c j a o p ł y w u e l e k t r o d y z b i o r c z e j C
F i g . 6. V l s u a l i z a t l o n o f t h e f l o w a r o u n d t h e c o l l e c t i v e e l e c t r o d e C
Z o b s e r w a c j i w y n i k a , ż e u k s z t a ł t o w a n i e e l e k t r o d y m o ż e s t w a r z a ć k o r z y s t n e w a r u n k i w y t r ą c a n i a s i ę p y ł u na. c a ł e j p o w i e r z c h n i z b i o r c z e j , p r a k t y c z n i e o s ł o n i ę t e j s t r e f ą c i e n i a a e r o d y n a m i c z n e g o , z w i ą z a n e g o z o d e r w a n i e m p r z e p ł y w u p o w s t a j ą c e g o n a w ą s k i c h r ó w n o l e g ł y c h e l e m e n t a c h p r o f i l u . S t a b i l n o ś ć s t r e f y c i e n i a a e r o d y n a m i c z n e g o m o ż n a b y p o p r a w i ć p r z e z z m n i e j s z e n i e p o d z i a ł k i l i n i i ł a m a n e j i p r o p o r c j i w y m i a r o w y c h s z e r o k o ś c i d o d ł u g o ś c i f a l i j a k I i 3 .
S p o ś r ó d d o t y c h c z a s p r z e b a d a n y c h p r o f i l i e l e k t r o d a C c h a r a k t e r y z u j e s i ę n a j l e p s z y m w y k o r z y s t a n i e m p o w i e r z c h n i , k t ó r e j d o m i n u j ą c a c z ę ś ć z n a j d u j e s i ę w o b s z a r z e z a s t o j u , o s ł o n i ę t y m o d p r z e p ł y w u z d u ż y m i p r ę d k o ś c i a m i , c o w p r a k t y c e p o w i n n o s t w a r z a ć w a r u n k i s p r z y j a j ą c e d l a z a t r z y m y w a n i a i w y t r ą c a n i a s i ę p y ł u .
200 3. Piotrowski, 3. Konieczyński, 3. Źelińeki
R y s . 7. P r o f i l e p r ę d k o ś c i p r z y s y m e t r y c z n y m u s t a w i e n i u e l e k t r o d D w ^ r = 1 , 4 5 m / s , T « 3 a
F i g . 7. V e l o c i t y p r o f i l e s a t s y m m e t r i c a l p o s s i t i o n o f t h e e l e c t r o d e s D w ^ r « 1 , 4 5 m / s , T » 3 s
*
5.4. Elektroda D
3 e s t t o e l e k t r o d a s e g m e n t o w a , w a l c o w a n a o p r o f i l u s k r z y n k o w y m o t w a r t y m z g ł a d k a p o w i e r z c h n i ę z b i o r c z a . E l e k t r o d a t a w p o r ó w n a n i u d o p r z e b a d a n y c h p o p r z e d n i o w y r ó ż n i a s i ę p r o p o r c j a m i w y m i a r o w y m i z m n i e j s z a j ą c y m i j e j s m u k - ł o ś ć . W y s o k o ś ć p r z e t ł o c z e n i a p r o f i l u w y n o s i t u 5 0 m m , a d ł u g o ś ć s e g m e n t u 3 2 2 m m , c o d a j e i c h w z a j e m n y s t o s u n e k J a k 1 : 6 . R ó w n i e ż k s z t a ł t p r o f i l u j e s t t u o d m i e n n y ; z p o s z e r z e n i a m i z a r y s u u m i e j s c o w i o n y m i n a p o c z ę t k u i n a k o ó c u s e g m e n t u . Z a b u d o w a n e d o w s p ó ł p r a c y e l e k t r o d y z b l i ż o n e s ę d o s i e b i e
Badania wpływu kształtu elektrod... 201
t y a l p o s z e r z e n i e m , p r z e z c o j e s z c z e b a r d z i e j w z r o s ł o i c h o d d z i a ł y w a n i e n a z j a w i a k a o p ł y w u t o w a r z y s z ą c e p r z e p ł y w o w i g a z u w z d ł u i p o w i e r z c h n i z b i o r c z e j .
R y s . 8. W i z u a l i z a c j a o p ł y w u e l e k t r o d y z b i o r c z e j O Fi g . 8. V l s u a l i z a t i o n o f t h e f l o w a r o u n d t h e c o l l e c t i v e e l e c t r o d e D
Z a n a l i z y o b r a z u o p ł y w u e l e k t r o d y O ( r y s . 8 ) w y n i k a , i e s t r e f a o d e r w a n i a s t r u n i e n l a o b e j m u j e o b s z a r p r z e p ł y w u s z e r s z y o d g ł ę b o k o ś c i p r o f i l u , p r z y c z y m j e s t o n z n a c z n i e z r ó ż n i c o w a n y . P r a w i e z u p e ł n y z a s t ó j p r z e p ł y w u o b s e r w u j e s i ę w z a g ł ę b i e n i a c h p r o f i l u z l o k a l i z o w a n y c h n a p o c z ę t k u i n a k o ó c u k a ż d e g o s e g m e n t u , g d z i e z m i e r z o n e p r ę d k o ś c i n i e p r z e k r a c z a j ę 5 c m / s , o s i ę g a j ę c p r a k t y c z n i e w a r t o ś c i o d 0 - 2 , 5 c n / s ( r y s . 9 ) .
S t r e f a o d e r w a n i a s t r u m i e n i a , z e w z g l ę d u n a s t o s u n k o w o o s t r e k r a w ę d z i e o p ł y w a n e g o p r o f i l u , w y p e ł n i o n a j e s t d u ż y m p o j e d y n c z y m w i r e m , k t ó r y p r z e m i e s z c z a s i ę w z d ł u ż p o w i e r z c h n i z b i o r c z e j , r o z p a d a j ę c s i ę r ó w n o c z e ś n i e n a o d r ę b n e w i r y o m a ł y c h p r ę d k o ś c i a c h o b r o t u . W r a z z c y k l i c z n y m p o j a w i e n i e m s i ę i w y g a s a n i e m w i r u p i e r w o t n e g o s t r u m i e ń z a s a d n i c z y n a p r z e m i a n p r z y l e g a d o p o w i e r z c h n i z b i o r c z e j e l e k t r o d y l u b J e s t o d n i e j o d p y c h a n y . M i m o z n a c z n e j n i e s t a b i l n o ś c i i n i e j e d n o r o d n o ś c i p r z e p ł y w u w o b r ę b i e s z e r o k o ś c i p r o f i l u z m i e r z o n o , ż e p a n u j ę c e t a m w a r t o ś c i p r ę d k o ś c i w y n o s z ę o d 1 0 - 2 0 % w a r t o ś c i p r ę d k o ś c i w s t r u m i e n i u g ł ó w n y m ( 1 0 - 3 0 c m / s ) , a w i ę c p r z e p ł y w w t e j s t r e f i e J e s t z n a c z n i e o g r a n i c z o n y , m i m o d e f o r m a c j i J e j s t r u k t u r y p r z e z s t r u m i e ń z a s a d n i c z y . M o ż n a s t w i e r d z i ć , ż e z p u n k t u w i d z e n i a p o p r a w n o ś c i w y k o r z y s t a n i e p o w i e r z c h n i e l e k t r o d y , m i m o r ó ż n o r o d n o ś c i c h a r a k t e r u r u c h u g a z u w p r z e s t r z e n i a c h o s ł o n i ę t y c h 1 o b j ę t y c h s t r e f ę o d e r w a n i a p r z e p ł y w u , p o s i a d a j ą c y c h z a r ó w n o o b s z a r y o m a ł e j , j a k 1 s t o s u n k o w o d u ż e j p r ę d k o ś c i . J e s t w y s t a r c z a j « c o d o b r a .
202 J. Piotrowski, 3. Konieczyński. O. Zelińaki
R y s . 9. P r o f i l e p r ę d k o ś c i p r z y r ó w n o l e g ł y m u s t a w i e n i u e l e k t r o d D w, = 1 , 4 8 m / s , T = 3 s
s r
F i g . 9 . V e l o c i t y p r o f i l e s a t p a r a l l e l p o s i t i o n o f t h e e l e c t r o d e s D.
w ^ r « 1 , 4 8 m / s , T = 3 s
6. P O D S U M O W A N I E
P r z y j ę t ę , n i e s k o m p l i k o w a n a , j a k o ś c i o w ę m e t o d ę b a d a ń w u k ł a d z i e p ł a s k i m w w a n n i e h y d r a u l i c z n e j z a l e c a s i ę s t o s o w a ć w ó w c z a s , k i e d y i s t n i e j e d u ż a m o ż l i w o ś ć k o m b i n a c j i z m i a n k s z t a ł t u w y b r a n y c h e l e m e n t ó w l u b d u ż a i l o ś ć i r ó ż n o r o d n o ś ć p o d d a n y c h b a d a n i o m r o z w i ę z a ń k o n s t r u k c y j n y c h .
Badania wpływu kształtu »lektrod.. 203
Mimo wprowadzenia do badań termc ane mo me try cz ne go wy posażenia pom ia ro we
go do określania rozkładu prędkości, badania uzyskape z opływów elektrod zbiorczych w wannie hydraulicznej na leży traktować Jako jakościowe, ze względu na płaski cha rakter prz epł yw u oraz stosowanie czystego medium, bez możliwości sprawdzenia zachowania się pyłu, który osadzajęc się na po
wierz ch nia ch zbiorczych może pro wadzić do deformacji kształtu elektrody i zmian w opływie profilu.
Anali za uzyskanych w yn i kó w wskazuje, że kształt elektrody zbiorczej zalecany dis praktyki posiada elektroda falista oznaczona sy mbolem C oraz elektroda sigma ozńaczons symbo le m 0, które w war unkach przemysłowych po
wi n ny zostać poddane obserwa cj i ich pracy i stopnia obłożenia warstwę pyłu na gazie zapylonym i pod działaniem pola elektrycznego.
L I T E R A T U R A
[1] Praca zbiorowa: Temat CPBR 11.2.11/16, Ae rod y n am i cz n a optymalizacja kształtu przestrzeni roboczej w urządz en iac h do oczys zcz an ia gazów odlotowych. Etap 2, Opty mal iz ac ja kształtu el em entów roboczych i do
prowadzenia gazów do elektrofiltru o pod ziałce 400 mm, Bibl. Pol. śl, Gliwi ce 1987.
[2] Lutyński 3. : E l ek t ro st at ycz ne odpylanie gazów. WNT, Wa r sz awa 1965.
fVj White H.3.: Eustau bun g in dustrieller Gase mit Elektrofiltren, VEB Oautscher Verlag für Grunds ta ffi nd us tri e, Leipzig 1969.
JYJ A ni oła 0., Dr zymała Z.: W y br an e za gadnienia z projektowania urządzeń ochrony atmosfery. Cz. I, Pod st a wy teoretyczne, AGH, Kraków 1973.
[ 5] Prandtl L.: Dyna mi ka przepływów. PWN, War sz awa 1956.
[6] M u ll er L.: Zas to so w a ni e anali zy wymiarowej w badaniach modeli. PWN, Wa rszawa 1983.
[V]
Mierzwiński S. , 1 in. : Zast oso wa ni e fizykalnego modelowania w pracach nad zmniejszeniem ucią żl iwo śc i źródeł pylenia. Ogrzewnictwo i We nt yl acja, Nr 6, Arkady, Wa r s z a w a 1976.
j~8^j Idielczik I.E.: Ae r oh y d ro d yn a m ik a technol ogi cz ie ski ch apparatow. Ma- szinostrojenie, Moskwa 1983.
4
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AHajiH3 b j i h h h h h $ op M H 3JieKTpoAOB Ha aapoAHHaMHHecKHe HBjieHHH 6bm npoBeASH c onopoft Ha H3MepeHHa pacnpeAezeHBH cxopocieä b zapaKiepHHz nyHKiax noioza a Ha BH3yaaH3aHH» leHeHHH.
204 3. Piotrowskl, 3. Knieczyhaki. 3. Zellrtekl
T E S T S O F T H E E F F E C T O F C O L L E C T I N G E L E C T R O D E S S H A P E S
ON
T H E A M B I E N T G A S V E L O C I T Y F I E L DS u m m a r y
T h e p a p e r p r e s e n t s c o m p a r a t i v e m o d e l t e e t s o f s o m e c o l l e c t i n g e l e c t r o d e s p r o f i l e s , c a r r i e d o u t i n o r d e r t o c h o o s e t h e m o s t s u i t a b l e d e s i g n in r e s p e c t o f a e r o d y n a m i c s .
T h e e f f e c t o f t h e s h a p e o f t h e e l e c t r o d e s o n t h e f l o w f o r m i n g i s a n a l y s e d i n a p l a n e w a t e r m o d e l w h e r e t h e o b s e r v a t i o n s a r e c o m p l e t e d w i t h v e l o c i t y d i s t r i b u t i o n m e a s u r e m e n t s .
