第四章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布顆粒的粒徑顯微鏡法定向直徑dF（Feret直徑）：各顆粒在投影圖中同一方向上的最大投影長(zhǎng)度定向面積等分直徑dM（Martin直徑）：各顆粒在投影圖中同一方向?qū)㈩w粒投影面積二等分的線段長(zhǎng)度投影面積直徑dA（Heywood直徑）：與顆粒投影面積相等的圓的直徑

Heywood測(cè)定分析表明，同一顆粒的dF>dA>dM第二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日顆粒的直徑顯微鏡法觀測(cè)粒徑直徑的三種方法a-定向直徑b-定向面積等分直徑c-投影面積直徑第三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日顆粒的直徑篩分法篩分直徑：顆粒能夠通過(guò)的最小方篩孔的寬度篩孔的大小用目表示－每英寸長(zhǎng)度上篩孔的個(gè)數(shù)光散射法等體積直徑dV：與顆粒體積相等的球體的直徑沉降法斯托克斯（Stokes）直徑ds：同一流體中與顆粒密度相同、沉降速度相等的球體直徑空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑da：在空氣中與顆粒沉降速度相等的單位密度（1g/cm3）的球體的直徑斯托克斯直徑和空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑與顆粒的空氣動(dòng)力學(xué)行為密切相關(guān)，是除塵技術(shù)中應(yīng)用最多的兩種直徑第四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日顆粒的直徑粒徑的測(cè)定結(jié)果與顆粒的形狀有關(guān)通常用圓球度表示顆粒形狀與球形不一致的程度圓球度：與顆粒體積相等的球體的表面積和顆粒的表面積之比Φs（Φs<1）正立方體Φs＝0.806，圓柱體Φs＝2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)第五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日顆粒的直徑某些顆粒的圓球度第六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布粒徑分布指不同粒徑范圍內(nèi)顆粒的個(gè)數(shù)（或質(zhì)量或表面積）所占的比例粒數(shù)分布:每一間隔內(nèi)的顆粒個(gè)數(shù)粒數(shù)頻率：第i個(gè)間隔中的顆粒個(gè)數(shù)ni與顆?？倲?shù)Σni之比第七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布粒數(shù)篩下累積頻率：小于第i個(gè)間隔上限粒徑的所有顆粒個(gè)數(shù)與顆?？倐€(gè)數(shù)之比第八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布粒數(shù)頻率密度第九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布粒數(shù)分布的測(cè)定及計(jì)算第十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布粒數(shù)眾徑－頻度p最大時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑，此時(shí)粒數(shù)中位徑（NMD）－累計(jì)頻率F=0.5時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑第十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布質(zhì)量分布類似于數(shù)量分布，也有質(zhì)量頻率、質(zhì)量篩下累積頻率、質(zhì)量頻率密度等在所有顆粒具有相同密度、顆粒質(zhì)量與粒徑立方成正比的假設(shè)下，粒數(shù)分布與質(zhì)量分布可以相互換算同樣的，也有質(zhì)量眾徑和質(zhì)量中位徑（MMD）第十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日平均粒徑前面定義的眾徑和中位徑是常用的平均粒徑之一長(zhǎng)度平均直徑表面積平均直徑體積平均直徑體積－表面積平均直徑第十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日平均粒徑（續(xù)）幾何平均直徑對(duì)于頻率密度分布曲線對(duì)稱的分布，眾徑、中位徑和算術(shù)平均直徑相等頻率密度非對(duì)稱的分布，單分散氣溶膠，；否則，第十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)用一些半經(jīng)驗(yàn)函數(shù)描述一定種類粉塵的粒徑分布正態(tài)分布頻率密度篩下累積頻率標(biāo)準(zhǔn)差第十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)正態(tài)分布（續(xù)）正態(tài)分布是最簡(jiǎn)單的分布函數(shù)（1）（2）累計(jì)頻率曲線在正態(tài)概率坐標(biāo)紙上為一條直線，其斜率取決于σ（3）正態(tài)分布函數(shù)很少用于描述粉塵的粒徑分布，因?yàn)榇蠖鄶?shù)粉塵的頻度曲線向大顆粒方向偏移第十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)正態(tài)分布的累積頻率分布曲線第十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布以lndp代替dp得到的正態(tài)分布的頻度曲線第十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布（續(xù)）對(duì)數(shù)正態(tài)分布在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上為一直線，斜率決定于第十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布（續(xù)）可用、MMD和NMD計(jì)算出各種平均直徑第二十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布的累積頻率分布曲線第二十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)羅辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）

若設(shè)得到一般多選用質(zhì)量中位徑或第二十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粒徑分布函數(shù)羅辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）判斷是否符合R－R分布應(yīng)為一條直線R－R的適用范圍較廣，特別對(duì)破碎、研磨、篩分過(guò)程產(chǎn)生的較細(xì)粉塵更為適用分布指數(shù)n>1時(shí)，近似于對(duì)數(shù)正態(tài)分布；n>3時(shí)，更適合于正態(tài)分布第二十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)粉塵的物理性質(zhì)粉塵的密度單位體積粉塵的質(zhì)量，kg/m3或g/cm3粉塵體積不包括顆粒內(nèi)部和之間的縫隙－真密度用堆積體積計(jì)算——堆積密度空隙率——粉塵顆粒間和內(nèi)部空隙的體積與堆積總體積之比第二十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的安息角與滑動(dòng)角安息角：粉塵從漏斗連續(xù)落下自然堆積形成的圓錐體母線與地面的夾角滑動(dòng)角：自然堆積在光滑平板上的粉塵隨平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)粉塵開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)的平板傾角安息角與滑動(dòng)角是評(píng)價(jià)粉塵流動(dòng)特性的重要指標(biāo)安息角和滑動(dòng)角的影響因素：粉塵粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度、粉塵粘性第二十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的比表面積單位體積粉塵所具有的表面積以質(zhì)量表示的比表面積以堆積體積表示的比表面積第二十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的含水率粉塵中的水分包括附在顆粒表面和包含在凹坑和細(xì)孔中的自由水分以及顆粒內(nèi)部的結(jié)合水分含水率－水分質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量之比含水率影響粉塵的導(dǎo)電性、粘附性、流動(dòng)性等物理特性吸濕現(xiàn)象平衡含水率第二十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性－粉塵顆粒與液體接觸后能夠互相附著或附著的難易程度的性質(zhì)潤(rùn)濕性與粉塵的種類、粒徑、形狀、生成條件、組分、溫度、含水率、表面粗糙度及荷電性有關(guān)，還與液體的表面張力及塵粒與液體之間的粘附力和接觸方式有關(guān)。粉塵的潤(rùn)濕性隨壓力增大而增大，隨溫度升高而下降潤(rùn)濕速度－潤(rùn)濕性是選擇濕式除塵器的主要依據(jù)第二十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的荷電性和導(dǎo)電性粉塵的荷電性天然粉塵和工業(yè)粉塵幾乎都帶有一定的電荷荷電因素－電離輻射、高壓放電、高溫產(chǎn)生的離子或電子被捕獲、顆粒間或顆粒與壁面間摩擦、產(chǎn)生過(guò)程中荷電天然粉塵和人工粉塵的荷電量一般為最大荷電量的1/10荷電量隨溫度增高、表面積增大及含水率減小而增加，且與化學(xué)組成有關(guān)第二十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的荷電性和導(dǎo)電性粉塵的導(dǎo)電性比電阻導(dǎo)電機(jī)制：高溫（200oC以上），粉塵本體內(nèi)部的電子和離子—體積比電阻低溫（100oC以下），粉塵表面吸附的水分或其他化學(xué)物質(zhì)－表面比電阻中間溫度，同時(shí)起作用比電阻對(duì)電除塵器運(yùn)行有很大影響，最適宜范圍104～1010第三十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的導(dǎo)電性和荷電性典型溫度－比電阻曲線第三十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的導(dǎo)電性和荷電性溫度和相對(duì)濕度對(duì)粉塵比電阻的影響較為干燥的粉塵的比電阻在3000F（420K）左右達(dá)到最大值第三十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的粘附性粘附和自粘現(xiàn)象粘附力－克服附著現(xiàn)象所需要的力粘附力：分子力（范德華力）、毛細(xì)力、靜電力（庫(kù)侖力）斷裂強(qiáng)度－表征粉塵自粘性的指標(biāo)，等于粉塵斷裂所需的力除以其斷裂的接觸面積分類：不粘性、微粘性、中等粘性、強(qiáng)粘性粒徑、形狀、表面粗糙度、潤(rùn)濕性、荷電量均影響粘附性第三十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的自燃性和爆炸性粉塵的自燃性自燃自然發(fā)熱的原因－氧化熱、分解熱、聚合熱、發(fā)酵熱影響因素：粉塵的結(jié)構(gòu)和物化特性、粉塵的存在狀態(tài)和環(huán)境存放過(guò)程中自然發(fā)熱熱量積累達(dá)到燃點(diǎn)燃燒第三十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日粉塵的爆炸性粉塵發(fā)生爆炸必備的條件：可燃物與空氣或氧氣構(gòu)成的可燃混合物達(dá)到一定的濃度最低可燃物濃度－爆炸濃度下限爆炸濃度上限存在能量足夠的火源第三十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)凈化裝置的性能評(píng)價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)處理氣體流量?jī)艋蕢毫p失經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)占地面積第三十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日凈化裝置技術(shù)性能的表示方法處理氣體流量漏風(fēng)率壓力損失第三十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日總凈化效率的表示方法總凈化效率通過(guò)率分級(jí)除塵效率分割粒徑－除塵效率為50％的粒徑第三十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日分級(jí)效率與總效率的關(guān)系由總效率求分級(jí)效率由分級(jí)效率求總效率第三十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日多級(jí)串聯(lián)的總凈化效率總分級(jí)通過(guò)率總分級(jí)效率總除塵效率第四十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)顆粒捕集的理論基礎(chǔ)對(duì)顆粒施加外力使顆粒相對(duì)氣流產(chǎn)生一定位移并從氣流中分離顆粒捕集過(guò)程中需要考慮的作用力：外力、流體阻力、顆粒間相互作用力外力：重力、離心力、慣性力、靜電力、磁力、熱力、泳力等顆粒間相互作用力：顆粒濃度不高時(shí)可以忽略第四十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日流體阻力流體阻力＝形狀阻力＋摩擦阻力阻力的方向和速度向量方向相反

第四十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日流體阻力流體阻力與雷諾數(shù)的函數(shù)關(guān)系

第四十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日流體阻力顆粒尺寸與氣體平均自由程接近時(shí)，顆粒發(fā)生滑動(dòng)——坎寧漢修正第四十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日阻力導(dǎo)致的減速運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第二定律若僅考慮Stokes區(qū)域積分得速度由u0減速到u所遷移的距離若引入坎寧漢修正系數(shù)C停止距離－馳豫時(shí)間或松弛時(shí)間第四十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日重力沉降力平衡關(guān)系Stokes顆粒的重力沉降末端速度（忽略浮力影響）湍流過(guò)渡區(qū)牛頓區(qū)Stokes直徑空氣動(dòng)力學(xué)直徑第四十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日離心沉降力平衡關(guān)系Stokes顆粒的末端沉降速度第四十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日靜電沉降力平衡關(guān)系靜電沉降的末端速度習(xí)慣上稱為驅(qū)進(jìn)速度，用表示，對(duì)于Stokes粒子：第四十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日慣性沉降顆粒接近靶時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況第四十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日慣性碰撞慣性碰撞的捕集效率取決于三個(gè)因素氣流速度在靶周圍的分布，用ReD衡量顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，用Stokes數(shù)描述顆粒對(duì)捕集體的附著，通常假定為100％第五十頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日慣性碰撞慣性碰撞分級(jí)效率與的關(guān)系第五十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日攔截直接攔截發(fā)生在顆粒距捕集體dp/2的距離內(nèi)攔截效率用直接攔截比R表示對(duì)于慣性大的顆粒對(duì)于慣性小的顆粒第五十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，2022年，8月28日擴(kuò)散沉降擴(kuò)散系數(shù)和均方根位移布朗擴(kuò)散作用對(duì)于小粒子的捕集影響較大顆粒的擴(kuò)散類似于氣體分子的擴(kuò)散對(duì)于粒徑約等于或大于氣體分子平均自由程的顆粒