同、沉降速度相等的球体直径。
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。
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。 5
da与ds的换算
在除尘技术中应用最多的两种直径是斯托克斯 （Stokes）直径ds 和空气动力学直径da ，特别是后 者。二者的关系如下：
尘效率。
i
S3i S 1 2i S1i S1i

分割粒径－除尘效率为50％的粒径
28
例题
对旋风除尘器的现场测试得到：除尘器 进口的气流量为10000Nm3/h，含尘浓度 为4.2g/Nm3。除尘器出口的气体流量为 12000Nm3/h，含尘浓度340mg/Nm3。试 计算该除尘器的处理气体流量、漏风率 和除尘效率。
2 N 340 1 1 91.9% 1N 4200
30
通过率与分割粒径

通过率也是表示净化装置的净化效果的技术指 标，它常用来表示袋式除尘器等高净化效率的 净化装置的净化效果。
S 2 2 N Q2 N P 1 S1 1N Q1N

分割粒径dc 为分级效率等于50％时对应的粒径。
2.9 粉尘的爆炸性

粉尘发生爆炸必备的条件：

可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定 的浓度

最低可燃物浓度－爆炸浓度下限 爆炸浓度上限

存在能量足够的火源
24
第三节 净化装置的性能
3.1 评价净化装置性能的指标

技术指标

处理气体流量：进口和出口的气体流量的平均值 净化效率：表示装置净化污染物的效果的重要指标 压力损失：指装置的进口和出口气流全压之差，是能耗 大小的指标。实质上是气流通过装置时所消耗的机械能。
Fi
n n
N
i
i
i
8

个数频率密度:单位粒径间隔时的频率。
p(d p ) dF / dd p
9

个数分布的测定及计算
10
1.3 众径与中位径

粒数众径 频度p最大时对应的粒径，此时
dp d 2 F 0 2 dd p计频率F=0.5时对应的粒径。

中间温度，同时起作用
cm

比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围104～1010
20

典型温度－比电阻曲线
21
2.7 粉尘的粘附性

粘附（粉尘颗粒附着在固体表面上）和自粘（颗粒彼此相互 附着的现象）


粘附力－克服附着现象所需要的力
粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力） 断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力 除以其断裂的接触面积
2
显微镜法

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。
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。

投影面积直径dA（Heywood直径）
与颗粒投影面积相等的圆的直径。 Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM
16
2.4 粉尘的含水率

粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分
以及颗粒内部的结合水分

含水率－水分质量与粉尘总质量（包括干粉尘与水分）之比 含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性 吸湿现象：尘粒能溶于水，则在尘粒表面形成溶有该物质的饱和水 溶液。如溶液上方的水蒸气分压小于周围气体中的水蒸气分压，该 物质将由气体中吸收水分。
b (1 ) p
14
2.2 粉尘的安息角与滑动角 (P144)

安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的 圆锥体母线与地面的夹角

滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板
做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角

安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指 标

安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水 率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性

总除尘效率
T 1 (1 1 )(1 2 ) (1 n )
34
第四节 颗粒捕集的理论基础
4.1 颗粒捕集过程中需要考虑的作用力

对颗粒施加外力使颗粒相对气流产生一定位移并从气 流中分离
颗粒捕集过程中需要考虑的作用力：外力、流体阻力、 颗粒间相互作用力


外力：重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、 热力、泳力等

平衡含水率：尘粒上方的水汽分压与周围气体中的水汽分压相平衡
时的含水率。
17
2.5 粉尘的润湿性

润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能否互相附着或附着的难易程
度的性质

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。
11
1.4 粒径质量分布

类似于数量分布，也有质量频率、质量筛下累积
频率、质量频率密度等。

在所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方 成正比的假设下，个数分布与质量分布可以相互 换算。

同样的，也有质量众径和质量中位径（MMD）
12
1.5 平均粒径 (check ex.5-2)


前面定义的众径和中位径是常用的平均粒径之一。 长度平均直径
3
显微镜法观测粒径直径的三种方法
a-定向直径
b-定向面积等分直径
c-投影面积直径
4
筛分法与光散射法
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
等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径

沉降法
斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相

根据断裂强度分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性

粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性
22
2.8 粉尘的自燃性和爆炸性

粉尘的自燃性

自燃
存放过程中自然发热 燃烧 热量积累 达到燃点

自然发热的原因－氧化热、分解热、聚合热、发
酵热

影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在 状态和环境 23

3.3 总净化效率的表示方法

总净化效率：同一时间内净化装置去除的污染物数量与进入装置
的污染物数量之比。
1

S2 Q 1 2N 2N S1 1NQ2 N
通过率：出口污染物流量与进口污染物流量之比。
P S2 2NQ2N 1 S1 1NQ1N

分级除尘效率：除尘装置对某一粒径或粒径间隔内粉尘的除
31
分级除尘效率

分级除尘效率是表示净化装置对各种不同粒径的 粉尘的除尘效果的技术指标，可以科学地（严格） 表示净化装置的除尘效果。 除尘装置的除尘效率的高低，往往与粉尘的粒径 大小有很大的关系。为了表示除尘效率与粉尘粒 径的关系，提出了分级除尘效率的概念。分级除 尘效率系指除尘装置对某一粒径dpi 或粒径间隔 dp 至dpi 颗粒△dp内粉尘的除尘效率，简称分级 效率。
ni d pi 3 ni d pi
2

f i d pi 3 f i d pi 2
13
第二节 粉尘的物理性质
2.1 粉尘的密度


单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3
粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙－真
密度

p
用堆积体计算——堆积密度
b
空隙率——粉尘颗粒间和内部空隙的体积与 堆积总体积之比
第五章 颗粒污染物控制技术基础
1.粉尘的粒径及粒径分布
2.粉尘的物理性质
3.净化装置的性能
4.颗粒捕集理论基础
1
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
1.1 单一颗粒的粒径
1.1.1 定义
按一定方法确定的表示一个颗粒大小的代表 性尺寸的物理量。
1.1.2 测定方法
粒径可以有很多种表示方法，常用的粒径表 示方法与粒径的测定方法有关。 粒径的测定方法可分为四大类：显微镜法、筛 分法、光散射法（电子计数法）和沉降法。
dL

ni d pi ni
f i d pi
表面积平均直径
dS [ ni d pi 2 ni ni d pi 3 ni ]1/ 2 (f i d pi 2 )1/ 2

体积平均直径
dV [ ]1/ 3 (f i d pi 3 )1/ 3

体积－表面积平均直径
dSV

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
19

粉尘的导电性

比电阻 导电机制：

d
V j
(Ω cm)
高温（200oC以上），靠粉尘本体内部的电子和离子进行—体积比电阻 低温（100oC以下），靠粉尘表面吸附的水分或其他化学物质中的离子 进行－表面比电阻
29
处理气体量：
QN
1 Q1N Q2 N 1 10000 12000 11000 Nm 3 / h 2 2
漏风率：
Q1N Q2 N 10000 12000 20% Q1N 10000
漏风情况下的除尘效率： Q 34012000 1 2N 2N 1 90.3% 1N Q1N 420010000 不漏风情况下的除尘效率：