I precipitatori elettrostatici sono diventati la norma nelle industrie. A causa di regolamentazioni severe e dell'inquinamento atmosferico sempre crescente, l'installazione di un precipitatore elettrostatico in una centrale termoelettrica o in qualsiasi altra centrale elettrica dove vengono rilasciati gas di scarico, è diventata una necessità. Ma se i precipitatori elettrostatici svolgono la funzione attesa da loro, può essere determinato misurando l'efficienza del dispositivo. Diverse industrie hanno diversi requisiti di efficienza. Cercheremo di trovare un modo per calcolare l'efficienza del precipitatore elettrostatico.
I seguenti fattori influiscono sull'efficienza di un precipitatore elettrostatico.
Prima di entrare nell'efficienza di un precipitatore elettrostatico, comprendiamo prima cosa sia il rapporto di potenza della corona (non confondere con scarica corona). Il rapporto di potenza della corona è il rapporto tra la potenza consumata in watt e il flusso d'aria in piedi cubi al minuto. Ciò ci dice quanto energia viene consumata per filtrare un piede cubo d'aria al minuto. Il rapporto di potenza della corona influenza l'efficienza del precipitatore elettrostatico. Più alto è il rapporto di potenza della corona, più alta è l'efficienza del precipitatore elettrostatico. L'immagine sottostante mostra la variazione dell'efficienza del precipitatore elettrostatico con il rapporto di potenza della corona.
L'efficienza di un precipitatore elettrostatico dipende dalla sua capacità di raccogliere la polvere dai gas di scarico. L'efficienza di raccolta della polvere dipende dalla sua resistività elettrica. Le particelle con resistività nella zona normale vengono raccolte molto facilmente dai precipitatori elettrostatici. L'efficienza di raccolta della polvere si riduce nel caso di particelle che cadono nella zona di bassa resistività, poiché perdono la loro carica quando arrivano alle piastre di raccolta e rientrano nell'area di raccolta della polvere. Questo fenomeno è chiamato ritenzione. Anche per le particelle nella zona di alta resistività, l'aumento della resistività elettrica riduce l'efficienza. Pertanto, la resistività elettrica delle particelle influenza notevolmente l'efficienza del precipitatore elettrostatico.
L'efficienza del precipitatore elettrostatico dipende dalla dimensione delle particelle dell'aerosol (polvere, nebbia) da raccogliere. L'efficienza di raccolta è alta per particelle più grandi e bassa per particelle piccole.
La formula per calcolare l'efficienza
L'equazione Deutsch-Anderson fornisce l'efficienza di un precipitatore elettrostatico, ed è la seguente:
η = efficienza di raccolta frazionaria
W = velocità di deriva terminale in m/s
A = area totale di raccolta in m2
Q = portata volumetrica dell'aria in m3/s
Non entreremo nella derivazione della formula, ma cercheremo solo di comprenderne il significato.
La velocità di deriva terminale è la velocità che un oggetto raggiunge quando cade attraverso l'aria (o qualsiasi altro mezzo). L'area totale di raccolta indica l'intera area delle piastre di raccolta. La portata volumetrica dell'aria è il volume di gas che passa per unità di tempo. Utilizzando l'equazione sopra, possiamo calcolare l'efficienza di raccolta frazionaria del precipitatore elettrostatico.
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