颗粒污染物控制技术基础.doc
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1、第五章 颗粒污染物控制技术基础第一节 粉尘的粒径及粒径分布一 单一颗粒的粒径1显微镜法a定向直径dF(Feret 直径):各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度b定向面积等分直径dM(Martin直径):各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度c投影面积直径dA(Heywood直径):与颗粒投影面积相等的圆的直径结论: Heywood测定分析表明,同一颗粒的dFdAdMa定向直径 b定向面积等分直径 c投影面积直径2筛分法筛分直径:颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛孔的大小用目表示每英寸长度上筛孔的个数3光散射法等体积直径dV:与颗粒体积相等的球体的直径4沉降法a斯托克斯(Sto
2、kes)直径ds:同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径b空气动力学当量直径da:在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度(1g/cm3)的球体的直径结论:斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关,是除尘技术中应用最多的两种直径补充;粒径的测定结果与颗粒的形状有关通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度圆球度:与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比s 1例如,正立方体s0.806,圆柱体s2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)P118表5-1给出某些颗粒的圆球度实测值二 粒径分布(分散度:各种粒径的颗粒所占的比例)个数粒径分布:不同粒径范围内颗粒的个数
3、所占的比例质量粒径分布:不同粒径范围内颗粒的质量所占的比例表面积粒径分布:不同粒径范围内颗粒的表面积所占的比例1个数粒径分布(粒数分布)的表示方法粒数分布:每一间隔内的颗粒个数1)个数频率:第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数ni之比 dpi0-55-1010-2020-40Nni5151020502)个数筛下累积频率:小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比 fi=Fa-Fb=,P= 个数筛上累积频率:大于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比P121图5-3,个数累积频率分布曲线3)个数频率密度:单位粒径间隔(即1m)时的频率分布,简称个数频度dF=Pddp,积分得,
4、F=,若积分上限为,则F=1;P121图5-4,个数频度分布曲线例题:P119表5-2 个数分布的测定数据及其计算结果2质量分布的表示方法类似于个数分布,也有质量频率、质量筛下累积频率、质量频率密度等1)质量频率:第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数ni之比2)质量筛下累积频率:小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比Gi=质量筛上累积频率:大于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比3)质量频率密度:单位粒径间隔(即1m)时的频率分布,简称个数频度3个数分布与质量分布的转化假定:a所有颗粒具有相同密度b颗粒质量与粒径立方成正比midpi3,以粒径间隔中点粒径dpi作为该粒
5、径间隔内的平均粒径,则Gi=gi=例题:P123表5-3计算三 平均粒径1长度(或算术)平均直径ni以dpi为粒径中值的粒径间隔内的颗粒个数2中位直径d50:累计频率F=0.5或G=0.5时对应的粒径个数中位径(NMD)质量中位径(MMD)或将频度分布曲线下面积两等分对应的粒径也为d503众径dd:频度p或q最大时对应的粒径4几何平均直径dg或5表面积平均直径6体积平均直径7体积表面积平均直径结论:1)对于频率密度分布曲线呈对称的分布,众径dd、中位直径d50和算术平均直径相等;2)频率密度非对称的分布,dd d50。第二节 粉尘的物理性质一 粉尘的密度定义:单位体积粉尘的质量,kg/m3或g
6、/cm31真密度粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙,用表示;研究尘粒在气体中的运动时用或将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得的粉尘自身的密度,以表示;2堆积密度用堆积体积计算,包括粉尘颗粒间在内的粉尘密度,以表示;用于贮仓或灰斗容积确定时用()3空隙率粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比,用表示关系: =(1)对一定种类的粉尘,真密度为一定值,堆积密度随空隙率而变化;二 粉尘的比表面积1定义:单位体积(或质量)粉尘所具有的表面积2表示方法:a单位体积粉尘所具有的表面积粉尘的平均表面积,cm2;粉尘的平均净体积,cm3;粉尘的表面积-体积的平均直径,cm;b以堆积体积表示的比表面积c 以
7、质量表示的比表面积三 粉尘的润湿性1定义:粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质2分类:(按照被液体润湿程度)亲水性粉尘容易被水润湿疏水性粉尘难以被水润湿水硬性粉尘亲水性,吸水后形成不溶于水的硬垢易使管道和装置堵塞,不易用湿法除尘(如水泥、石灰粉尘)润湿性是选择湿式除尘器的主要依据3影响因素:润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关,还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。粉尘的润湿性随压力增大而增大,随温度升高而下降四 粉尘的荷电性和导电性1粉尘的荷电性:粉尘由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、接触带电体等总是带有一定
8、量的电荷;天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷荷电因素电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷电天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加,且与化学组成有关2粉尘的导电性:用比电阻表示比电阻:v通过粉尘层的电压,V;j通过粉尘层的电流密度,A/cm2;粉尘层的厚度,cm;导电机制: 高温(200oC以上),粉尘本体内部的电子和离子体积比电阻(容积导电)低温(100oC以下),粉尘表面吸附的水分或其他化学物质(化学膜导电)表面比电阻(表面导电)中间温度,同时起作用比电阻对电除尘器运行有很大影响
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