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第二节 粉尘的物理性质


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粉尘的比电阻与温度的关系密切,常见的
温度---比电阻关系曲线如下图:
原 理?
一般粉尘ρd范围: 103Ω ⋅ cm −1014 Ω ⋅ cm 电除尘器适用范围: 104 Ω ⋅ cm −1010 Ω ⋅ cm 比电阻的测试方法: 工况法、实验法
种类:园盘法、针状法、疏状法
七、粉尘的粘附性
---颗粒附着在固体表面或彼此相互附着的现象。 粘附现象会导致粉尘颗粒的凝并,有助于
式中:S − −粉尘的平均表面积,c m 2; V − −粉尘的平均净体积,c m 3; dSV − −粉尘的表面积 − −体积平均直径,cm。
以粉尘质量表示的比表面积Sm:
Sm
=
S ρP ⋅V
=
6 ρ P ⋅ d sv
(cm2 / g )
式中:ρP − −粉尘真密度,g/cm 3。
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以堆积体积表示的比表面积Sb:
综合以上粉尘的各种性质,在确 定除尘方案、设计除尘系统时要全面 考虑各种因素,充分利用有利因素, 避免不利因素。
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本章要点:
; 粉尘真假密度的定义、作用及测试方法 ; 粉尘的湿润性对净化过程的影响 ; 粉尘比电阻的意义、影响因素及测试方法 ; 粉尘的粘附性以及对除尘过程的影响
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二、 粉尘的安息角与滑动角
安息角——粉尘通过小孔连
续地下落到水平面上,堆积
成的锥体母线与水平面的夹
Ф
H
角(静止角、堆积角)
tg Φ = H
R
R
滑动角——自然对方在
光滑平板上的粉尘随平
板倾斜,粉体开始滑动
Ф
时的平板倾斜角。(静
安息角)
安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标 测定方法: 排出法、注入法、倾斜法
2. 堆积密度ρb(表观密度、假密度) 呈自然堆积状态的粉尘,单位体积之粉体质
量(包括颗粒间气体空间在内)。 对于同一种粉尘: ρb≤ρP
ρb=(1-ε)ρP
ε—粉体空隙率(与粉体种类、粒径大小、充 填方式有关)
ρP 用于选择除尘设备,研究尘粒在气流中的运动
ρb 用于储仓及灰斗容积设计,粉尘气力输送 系统设计。
安息角数据的作用:
用来设计除尘设备的灰斗角度、输尘管道的倾角。
三、 粉尘的比表面积
----单位体积或质量粉尘所具有的表面积
粉尘的比表面积是用来表示粉尘总体 细度的一种特性值。粉尘的细度大小,影 响到粉尘的一系列物理、化学性质。
以自身体积表示的比表面积Sv:
Sv = S = 6 (cm 2 / cm3 ) V d SV
化学爆炸---可燃粉尘的剧烈氧化作用,在瞬间产 生大量的热量和燃烧产物,在空间造成很高的温 度和压力。
爆炸条件---可燃物与氧气达到足够浓度; 能量足够的火源。
几类可燃粉尘: ① 在空气中自燃。锌、钴、黄磷粉、炭粉等;
② 触水后会自燃或爆炸。镁粉、碳化钙、碱金 属氧化物、生石灰等。 ③ 相 −通过粉尘层的电压,V ;
j − −通过粉尘层的电流密度 ,A/cm 2;
δ− −粉尘层的厚度,cm。
粉尘的导电机理:
容积导电:(T>200℃)粉尘靠本体内的电子或 离子导电; 表面导电:(T<100℃)粉尘表面吸附的水分和 化学膜导电。
粉尘的导电性能之所以用比电阻表示,是 因为粉尘的这种导电性与测定时的条件有关,如 气体的温度、成分、粉尘粒径、成分、松散度等。 因此,粉尘比电阻是一种仅可以相互比较的表观 电阻率。
第二节 粉尘的物理性质
除粉尘的形状和大小外,粉尘还具有许多不同 的物理、化学性质,这些理化性质直接影响到除尘 系统的设计和运行操作。
主要的几个物理参数为:密度、比表面积、含 水率、导电性、摩擦角、粘附性、爆炸性等。
一、 粉尘的密度
粉尘密度
真密度ρP 堆积密度ρb
1. 真密度ρP
将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得 的自身密度。
四、 粉尘的含水率
定义为:W = m W × 100% mW + md
m W − − 粉尘的含水量(g); m d − −干粉尘质量(g)。
粉尘中的水分来自于附着于表面上及凹坑 处、细孔中的自由水分,结合水分。
粉尘的含水率影响粉尘的导电性、粘附性 和流动性。在设计除尘装置时要综合考虑。
五、粉尘的湿润性
——粉尘能否与液体附着或附着难易的性质(粉尘 对液体的亲和程度)
湿润性取决于液体的表面张力和粉尘的物 理、化学性质。 对于同一类粉尘,液体表面张力小,粉尘湿润性强;
粉尘的粒径、含水率、表面粗糙度、荷电性影 响到粉尘对同一种液体的湿润性。
亲水性粉尘 疏水性粉尘
水硬性粉尘:水泥、熟石灰、 白云石粉尘。
六、粉尘的荷电性及导电性
Sb
=
S
⋅ (1− ε
V
)
=
(1− ε )⋅ Sv
=
6(1− ε
d sv
) (cm2
/
g)
粉尘比表面积范围:1000cm2 / g − −10000cm2 / g
粉尘表面积S增加,溶解度增加,与空气反 应强烈,易自燃、自爆;
粉尘表面积S增加,吸附性增加,粉尘的稳 定性增强;
粉尘表面积S增加,可多吸附有害气体有利 于做吸附剂使用。
1. 荷电性 ---粉尘带电的性能
使粉尘带电的原因:
摩擦 碰撞 放射线照射 电晕放电 接触带电体等
粉尘的荷电量随温度及表面积的提高而 增加;随含水率的提高而降低。
2. 粉尘的比电阻ρd
ρd --表示粉尘的表观导电率,是恒量粉尘导电性 能的一个重要参数,用 Ω ⋅ cm 表示。
定义为:ρd
=
V j⋅δ
粉尘的捕集,但也会堵塞输送管道。
在气体介质中,固体颗粒 相互之间的粘附力:
范得华力(分子间吸引力) 静电力(库仑力) 毛细力
八、粉尘的自燃性和爆炸性
自燃性---粉尘在常温下自然发热达到该粉尘的燃 点而燃烧的现象。
自然发热的原因:
① 氧化热(金属粉尘、碳素粉尘、其它粉尘) ② 分解热(漂白粉、亚硫酸钠、赛璐珞等) ③ 聚合热(丙烯晴、苯乙烯等) ④ 发酵热(干草、饲料)
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