Os precipitadores eletrostáticos tornaram-se a norma nas indústrias. Devido à regulação rigorosa e à poluição do ar cada vez maior, instalar um em uma usina termelétrica ou em qualquer outra usina de energia onde os gases de exaustão são liberados, tornou-se uma necessidade. Mas se os precipitadores eletrostáticos desempenham a função esperada deles pode ser determinado medindo a eficiência do dispositivo. Diferentes indústrias têm diferentes requisitos de eficiência. Vamos descobrir uma maneira de encontrar a eficiência do precipitador eletrostático.
Os seguintes fatores afetam a eficiência de um precipitador eletrostático.
Antes de entrar na eficiência de um precipitador eletrostático, vamos primeiro entender o que é a razão de potência da corona (não confundir com descarga de corona). A razão de potência da corona é a relação entre a potência consumida em watts e o fluxo de ar em pés cúbicos por minuto. Isso nos informa sobre a energia consumida para filtrar um pé cúbico de ar por minuto. A razão de potência da corona afeta a eficiência do precipitador eletrostático. Quanto maior a razão de potência da corona, maior é a eficiência do precipitador eletrostático. A imagem abaixo mostra a variação da eficiência do precipitador eletrostático com a razão de potência da corona.
A eficiência de um precipitador eletrostático depende de sua capacidade de coletar o pó dos gases de exaustão. A eficiência da coleta de pó depende de sua resistividade elétrica. Partículas com resistividade na zona normal são coletadas muito facilmente pelos precipitadores eletrostáticos. A eficiência de coleta de pó diminui no caso de partículas que caem na zona de baixa resistividade, pois elas perdem sua carga quando chegam às placas de coleta e reentram na área de coleta de pó. Este fenômeno é chamado de retranqueamento. Mesmo para partículas na área de alta resistividade, o aumento da resistividade elétrica reduz a eficiência. Portanto, a resistividade elétrica da partícula afeta dramaticamente a eficiência do precipitador eletrostático.
A eficiência do precipitador eletrostático depende do tamanho das partículas do aerossol (poeira, névoa) a ser coletado. A eficiência de coleta é alta para partículas maiores e baixa para partículas pequenas.
A fórmula para calcular a eficiência
A equação Deutsch-Anderson fornece a eficiência de um precipitador eletrostático, e a equação é a seguinte:
η = eficiência de coleta fracionária
W = velocidade terminal de deriva em m/s
A = área total de coleta em m2
Q = taxa de fluxo volumétrico de ar em m3/s
Não vamos entrar na derivação da fórmula, mas apenas tentaremos entender o significado dela.
A velocidade terminal de deriva é a velocidade que um objeto atinge quando cai pelo ar (ou qualquer outro meio). A área total de coleta aqui denota a área total das placas de coleta. A taxa de fluxo volumétrico de ar é o volume de gás que passa por unidade de tempo. Usando a equação acima, podemos encontrar a eficiência de coleta fracionária de um precipitador eletrostático.
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