第三章-大气污染控制基础知识-大气污染控制工程课件.ppt

1、第三章 大气污染控制基础知识 大气污染控制工程大气污染控制工程本章学习内容：气体的物理性质 物料衡算与热量衡算 颗粒粒径及粒径分布 粉尘颗粒的物理性质 颗粒捕集的理论基础 净化装置的性能第三章 大气污染控制基础知识气体的状态方程气体的状态方程气体的湿度气体的湿度气体的密度气体的密度气体的比热容气体的比热容气体的黏度气体的黏度 第一节第一节 气体的物理性质气体的物理性质 一、气体的状态方程 对工程技术上常见的气体（如空气、烟气等），在压力不太高，温度不太接近气体液化点的条件下，均可视为理想气体。RTMmPV 湿度：表示气体中水蒸气含量的多少湿度：表示气体中水蒸气含量的多少绝对湿度：指单位体积气体

2、中所含的水蒸气质量，等于水蒸气分压下的蒸气密度。相对湿度：指气体的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度之比，亦等于气体的水蒸气分压与同温度下的饱和水蒸气压力之比。含湿量：一般定义为单位质量的气体中所含液态蒸气量。二、气体的湿度气体的湿度)kg/m(3wwwTRp污染物和空气混合物的密度 三、气体的密度气体的密度)kg/m(31aaniii 空气、气态污染物和颗粒混合物的平均比热容是混合物各组分比热容的加权平均值，加权函数是组分的质量分数。aa1pnpipiicwcw caa1VnViViicwcw c四、气体的比热容 气态污染物与空气混合物的平均黏度：工业气体中，颗粒污染物体积分数的数量级一般为

3、。因此，颗粒污染物对混合物黏度的影响通常可忽略不计。21121aa21121aaainiiiiniiMMMMm541010五、气体的黏度 第二节 物料衡算与热量衡算物料衡算热量衡算1.1.物料衡算式物料衡算式概念：物料衡算是大气污染控制设计中最基本 的内容，它是研究某一个体系内进出物 料量及组成的变化。依据：质量守恒定律 连续稳定操作中设备内不应有任何物料积累，即 A2R1GGGG2R1GGG一、物料衡算0AG2.2.物料衡算的基本方法物料衡算的基本方法收集计算数据，使用统一的单位制；画出物料流程简图，标示所有物料线，注明所有已知和未知变量；确定衡算体系；写出化学反应方程式；选择合适的计算标准

4、，对于连续流体系，通常用单位时间作基础；列出物料衡算式，进行数学求解。一、物料衡算 例3-1 某一喷雾干燥烟气脱硫系统如图所示，烟气流量为300000 mN3/h，烟气中含SO2为5.0g/mN3。新鲜石灰中CaO含量为92%,系统在钙硫比为1.4的情况下，使尾气中SO2降到了1.0 g/mN3，试计算石灰的消耗量。一、物料衡算解：在系统中，SO2与CaO发生化学反应：SO2+CaO+1/2O2=CaSO4设需要石灰为G石灰 kg/h，对SO2作物料衡算：（1）进入系统的SO2流率：5.030000010-3kg/h=1500kg/h（2）流出系统的SO2流率：1.030000010-3kg/

5、h=300kg/h一、物料衡算（3）系统中无SO2生成（4）系统中SO2的消耗等于SO2与CaO的反应量。按Ca/S=1.4计算，SO2的消耗量为：640.92G石灰/(1.456)kg/h（5）稳态过程，GA=0，则可得：1500-640.92G石灰/(1.456)kg/h=300kg/h G石灰=1597.8 kg/h 一、物料衡算依据：能量守恒定律 连续稳定过程中：热量衡算和物料衡算一样，要规定出衡算基准和范围。L21QQQ二、热量平衡 例3-2甲烷气与20%过量空气混合，在25、0.1MPa下进入燃烧炉中燃烧，若燃烧完全，其产物所能达到的最高温度为多少？解：燃烧炉示意图如下，反应方程式

6、为：CH4+2O2 CO2（g）+2H2O(g)燃烧炉示意图二、热量平衡（1）物料衡算，以1 molCH4为基准：进料中：O2：12（1+0.2）mol=2.4 mol N2：2.40.79/0.21mol=9.03 mol出料中：CO2：1 mol H2O：2 mol O2：（2.4-2）mol=0.4 mol N2：9.03 mol （2）热量衡算：为计算出口气体的最高温度，设在绝热条件下进行燃烧反应，QL=0。基准温度取为25，二、热量平衡 带入热量：甲烷与空气均为25，故热量为0。燃烧反应的反应热，由手册查得各物质生成热为：CO2：-393.51 kJ/mol,H2O：-241.83

7、kJ/mol,CH4：-74.85 kJ/mol 二、热量平衡kJ/mol32.802)(Qmol-802.32kJ/kJ/mol)85.74()83.241(2)51.393(r1rnHH带出热量：由手册查出CO2，H2O(g)，O2，N2的热容，代入上式：由热量衡算基本关系式可得：试差求解得：)298)(03.94.02()(2N,2O,O2H,2CO,241TccccTcnQpppppjjj)298)(10174.2713.004.343(262TTTQkJ/mol320.802kJ/mol)298)(10174.2713.004.343(26TTT二、热量平衡021QQK1927T第三

8、节 颗粒粒径及粒径分布粒径粒径分布的表示方法粒径分布函数 颗粒的大小不同，其物理、化学特性各异，对人体和环境的危害也不相同，而且对处理设施的去除机制和效果影响也很大。概念：单一粒径：反映单个颗粒大小 平均粒径：反映由不同颗粒组成的颗粒群 一、粒径1.1.单一颗粒的粒径单一颗粒的粒径 非球形颗粒一般有三种方法来定义粒径：（1）投影径：由光学或电子显微镜观测到的颗粒粒径 颗粒投影径表示法一、粒径（2）筛分径：一种最简单且应用最广泛的分离颗粒直径的方法，以能够通过最小筛孔的宽度定义为颗粒的直径。（3）当量粒径：指与实际颗粒某一物理量相同的球形颗粒的直径。一、粒径测定方法名 称 符号定义投影径面积等分

9、径（Martin径）定向径（Feret径）长径短径 dMdF 将颗粒的投影面积二等分的直线长度与颗粒投影外形相切的一对平行线之间的距离的平均值不考虑方向的最长粒径不考虑方向的最短粒径 几何当量径等投影面积径等体积直径等表面积直径等面积体积直径 dAdVdSdSV在显微镜观察的平面上，与颗粒有同样大小投影面积的当量圆直径与颗粒具有相同体积的圆球体直径与颗粒具有相同表面积的圆球体直径与颗粒具有相同的外表面积与体积的圆球体直径 物理当量径自由沉降直径空气动力直径Stokes直径分割直径dtDadddc50在介质中,与颗粒有同样密度和相同沉降速度的圆球体直径在空气中,与颗粒有相同沉降速度，密度为103

10、kg/m3的圆球体直径当Rep1(层流区)时的自由沉降直径除尘器分级效率为50%的颗粒的直径 单个颗粒尺寸的表达法 一、粒径 2.2.平均粒径平均粒径 对于一个由粒径大小不同的颗粒组成的颗粒群，以及一个由直径相同的球形颗粒组成的假想颗粒群，如果它们具有相同的某一物理性质，则称此球形颗粒的直径为实际颗粒群的平均粒径。一、粒径名称符号定义备注算术平均径中位径众径几何平均径加权平均径粒子群中颗粒直径算术平均值粒子群中颗粒总质量为二分之一时的颗粒直径粒径分布中频度最高的粒径颗粒粒径的几何平均值粒子群中各颗粒的直径乘以相应的质量分数加权而成的平均粒径gd40d)(110inNndNdiiiidnNdlg

11、1lng40iidd w颗粒群平均粒径的表示方法一、粒径10d50ddd 定义：颗粒的粒径分布又称颗粒的分散度，是指某一颗粒群中各种粒径的颗粒所占的比例。粒数分布：以颗粒的个数表示所占的比例 质量分布：以颗粒的质量表示所占的比例 除尘技术中常常采用质量分布。表格法 表示方法 图形法 函数法 二、粒径分布的表示方法 取一粉尘试样，其质量m0=4.28 g，经测定得到各粒径范围dp（或称组距）内粒子的质量为m（g）。二、粒径分布的表示方法序号粒径范围dP/m粒径间隔dP/m 平均粒径/m 粉尘质量m/g频率分布D/%频度分布f/(%.m-1)筛上累计分布R/%筛下累计频率D/%1234567891

12、0 6101014141818222226263030343438384242 444444444812162024283236400.0120.0980.3600.6400.8600.8900.8000.4600.1600.0000.32.38.415.020.120.818.710.73.80.00.070.572.103.755.035.204.682.670.950.0010099.897.589.174.154.033.214.53.80.000.22.510.925.946.066.885.596.2100.0 粒径分布测定和计算结果二、粒径分布的表示方法粒径的频率、频度及累计频率

13、分布（1）频率分布（相对频数分布）D：粒径由dp至dp+dp之间的粒子质量占尘样总质量的百分数，即：%1000mmD1D二、粒径分布的表示方法（2）频率密度分布f(%m-1),简称频度分布，系指单位粒径间隔的频率分布，即dp=1m时尘样质量占尘样总质量的百分数，故：（3）筛上累计频率分布R(%)：简称筛上累计分布，系指大于某一粒径dp的全部粒子质量占尘样总质量的百分数，即：pdDfmaxpmaxppp)(ddddddfDR二、粒径分布的表示方法 反之，将小于某一粒径dp的全部粒子质量占尘样总质量的百分数定义为筛下累计频率分布D(%)，即：pminpminpp)(ddddddfDD二、粒径分布的

14、表示方法如果dp0，可取极限形式，则：由累计频率分布定义：maxpmaxp)(d)(dppddddddfDRpminpmin)(d)(dppddddddfDDmaxmin%100)(d)(ppddddfDR二、粒径分布的表示方法 (1)加权平均径 :或 该平均直径是指f(dp)曲线下的面积形心位置的直径，这是描述分布最常用的平均直径。maxminmaxmin)(1001)(1001ppp40ddddddfdDdmaxmin)(d)(1001ppp40dddddfd40d二、粒径分布的表示方法（2）众径：位于f(dp)曲线的最高点。即（3）中位径d50：R=D=50%处的直径。当频度分布曲线是对

15、称性分布时（如正态分布），算术平均径、中位径和众径具有相同值；对于频度分布曲线是非对称性分布时，众径 中位径 算术平均径。0)(d)(dppddf二、粒径分布的表示方法 数学函数法的优点：可用较少特征参数确定的数学函数来表示粒径分布，应用更为方便。常用粒径分布函数表示法：正态分布 对数正态分布 罗辛-拉姆勒分布（R-R分布）三、粒径分布函数 1.1.正态分布正态分布 正态分布的频率密度函数为：正态分布是最简单的函数形式，它的频率密度分布曲线是关于算术平均粒径d10的对称性钟形曲线，因而d10和众径dd与中位径d50相等。2p10p2()100()exp22ddf d三、粒径分布函数正态分布曲线

16、及其特征值估计 d10：直线上累积频率为50%的粒径)(13.8487.15215087.1513.8450dddddd三、粒径分布函数 2.2.对数正态分布对数正态分布 大部分粒子群的粒径分布是非对称的，并向粗颗粒方向偏移。如果横坐标用对数坐标代替，就可以将其转化为近似正态分布曲线的对称性钟形曲线，称为对数正态分布。物理过程中形成的粒径分布都倾向于对数正态分布。三、粒径分布函数对数正态分布曲线及特征值估计2ggpgp)lnlnln(21expln2100)(lndddf5087.1513.84502113.8487.15gdddddd:几何平均直径，与中位径d50相等gd三、粒径分布函数 无

17、论是以质量表示还是以个数或表面积表示的粒径分布，都遵从对数正态分布，且几何标准差相等，在对数概率坐标中代表三种分布的直线相互平行。因此:)ln3exp(g25050 dd三、粒径分布函数)ln5.0exp(g2 5050 dd 例3-3经测定某城市大气飘尘的质量粒径分布遵从对数正态分布规律，其中位径为d50=5.7m，筛上累计分布R=15.87%时，粒径d15.879.0m。试确定以个数表示时对数正态分布函数的特征数。解：对数正态分布函数的特征数是中位径和几何标准差。由于以个数和质量表示的粒径分布函数的几何标准差相等，则：三、粒径分布函数58.17.50.95087.1513.8450gddd

18、d以个数表示的中位径：m04.3m1.58)exp(3ln7.5)exp(3ln2g25050dd三、粒径分布函数 3.3.罗辛拉姆勒（罗辛拉姆勒（R RR R）分布）分布 对破碎、研磨、筛分过程中产生的微细颗粒及分布很宽的各种粉尘，其粒径分布更符合罗辛拉姆勒分布规律，其函数表达式为：两端取两次对数可得 p1lg(ln)lglgndR三、粒径分布函数)exp()(ppnddR罗辛-拉姆勒粒径分布 若将中位径d50代入可求得，则得到一个常用的RR分布函数表达式ndddR)(693.0exp)(50pp三、粒径分布函数 例3-4已知水泥厂包装机处飘尘的中位径为1.24m，粒径分布指数为1.7，试计

19、算小于0.5m的颗粒在总飘尘中的百分比。解：由RR分布函数表达式得到小于0.5m的颗粒所占的百分数 即：小于0.5m的颗粒所占的百分比为13.75%。1375.024.15.0693.0exp117.1RD三、粒径分布函数第四节 粉尘颗粒的物理性质密度比表面积颗粒的湿润性颗粒的荷电性与导电性颗粒的休止角颗粒的黏附性颗粒群的爆炸性 定义：单位体积粉体颗粒的质量称为颗粒的密度。(1)真密度：将粉体颗粒表面和其内部的空气排出后测得的粉尘自身的密度，用p表示。(2)堆积密度：包含粉体颗粒间气体空间在内的粉体密度，称为堆积密度，用b表示。b=（1-）p一、密 度粉尘种类真密度/(g.cm-3）堆积密度/

20、(g.cm-3）粉尘种类真密度/(g.cm-3）堆积密度/(g.cm-3）滑石粉2.75 0.560.71造型黏土尘2.470.720.8炭黑烟尘1.850.04铸砂尘2.71硅砂粉尘(0.572m)2.631.26硅酸盐水泥尘(0.791m)3.121.5电炉冶炼尘4.50.61.5水泥原料尘2.760.29化铁炉尘2.00.8水泥干燥尘3.00.6黄铜熔化炉尘480.251.2锅炉渣尘2.10.6铜精炼尘450.2转炉烟尘50.7锌精炼尘50.5石墨尘20.3铅精炼尘6矿石烧结尘3.84.21.52.6铝二次精炼尘 30.3重油铝炉烟尘 1.980.2常见工业粉尘的真密度与堆积密度一、密

21、度 粉体的比表面积定义为单位体积（或质量）粉尘所具有的表面积。粉状物料的许多理化性质，往往与它的比表面积的大小有关。小颗粒往往表现出较好的物理、化学活性。比表面积的增大，意味着粉尘粒径的减小，或颗粒形状不规则性增大，将增加沉降和捕集的难度。二、比表面积粉尘颗粒与液体相互附着难易程度的性质称为颗粒的润湿性。若尘粒与液体一旦接触就能扩大润湿表面而相互附着的粉尘称为润湿性粉尘或亲水性粉尘；若尘粒与液体接触后润湿表面缩小而不能附着，则成为非润湿性粉尘或疏水性粉尘。颗粒的润湿性是选用除尘方式的重要依据之一。三、颗粒的湿润性粉尘的导电性通常以电阻率表示，单位cm。粉尘的电阻率仅是一种可以互相比较的表观电阻

22、率，又称比电阻。粉尘的导电不仅包括靠粉尘颗粒本体内的电子或离子发生的所谓容积导电，也包括靠颗粒表面吸附的水分和化学膜发生的所谓表面导电。对电阻率高的粉尘，在较低温度下，主要是表面导电；在较高温度下，容积导电占主导地位。电阻率是粉尘的主要特性之一，粒子的荷电性对于纤维层过滤及静电除尘是很重要的。四、颗粒的荷电性与导电性粉体自漏斗连续落到水平板上，自然堆积成圆锥体。圆锥体母线与水平面的夹角称为粉体的休止角。休止角越小，表示颗粒群的流动性越好；反之，则越差。一般r30时颗粒很容易自由流动；30r38时可以自由流动；38r 45时是还可以流动的颗粒；45r55是黏性很高的粉体。粉尘休止角是设计除尘器灰

23、斗（或粉料仓等）的锥度及输灰管道倾斜度的重要依据。五、颗粒的休止角粉尘颗粒附着在固体表面上，或粉尘彼此相互附着的性质称为黏附性。不同类型的颗粒黏性不同。粉尘的黏性既有其有利的一面，也有其有害的一面。六、颗粒的黏附性可燃性悬浮粉尘与空气混合后在一定浓度范围内会发生爆炸，能够引起爆炸的浓度范围称作爆炸极限。某些粉尘堆积时不易燃烧，但它的悬浮物却易燃而发生爆炸。有的粉尘（如镁粉和碳化钙等）遇水或与另一种粉尘（如溴与磷、锌粉与镁粉）相互混合后也会发生爆炸。各种粉尘发生爆炸的最低浓度是不同的。七、颗粒群的爆炸性第五节 颗粒捕集的理论基础流体阻力受外力作用的球形颗粒在流体中的运动重力沉降离心沉降静电沉降惯

24、性沉降扩散沉降 流体阻力包括两方面：形状阻力：由于颗粒具有一定的形状，运动时必须排开其周围的流体，导致其前面的压力较后面大 摩擦阻力：颗粒与其周围流体之间存在摩擦，导致了它的大小决定于颗粒的形状、粒径、表面特性、运动速度及流体的种类和性质，其方向总是和速度向量方向相反。一、流体阻力对一般形状粉尘颗粒的流体阻力 当颗粒为球形时 CD是颗粒雷诺数Rep的函数，即CDf(Rep)，其中 。22spD21DvACFFF22psDD42dvFC一、流体阻力ppse/Rdv 球形颗粒的阻力系数一、流体阻力（1）Rep1，层流区或斯托克斯（Stokes）区，颗粒运动处于层流状态：斯托克斯公式：（2）Rep5

25、00，过渡区，如伯德(Bird)公式：（3）500Rep2105，涡流区或牛顿区，CD0.44，牛顿阻力公式：22psD0.4442dvFDpPs2424eCRd vD0.6p18.5eCR一、流体阻力spD3vdF 康宁汉修正：当粒径小到接近气体分子运动平均自由程的微粒在气体介质中运动时，它与气体分子的碰撞将不会连续发生，有可能与气体分子发生相对滑动。在这种情况下，微粒在运动中实际受到的阻力就比连续介质考虑的阻力小。康宁汉（Cunningham）滑动修正系数C引入到斯托克斯公式：一、流体阻力CvdF/3spD 戴维斯（Davis）给出滑动修正系数表达式：对于常压下的空气，卡尔弗特（Calve

26、rt）给出了类似的方程：对大于1m的粒子，在常温常压下的空气中运动时一般可忽略滑动修正。MppM0.55-exp400.0257.121ddCRTM2Mp101021.61dTC一、流体阻力例3-5 试计算一球形颗粒在静止干空气中运动时受的阻力。已知：解：（1）在T=293K和p=101325Pa下，干空气黏度=1.8110-5Pas，密度=1.205kg/m3,则颗粒雷诺数6p5100 101.205 1.0e6.661.01.81 10R一、流体阻力Pa101325,K373,m/s1.0,m1)2(Pa101325,K293,m/s0.1,m100)1(spsppTvdpTvd颗粒的运动

27、属过渡区，由伯德公式得到阻力系数:则得到流体阻力：（2）在T=373K和p=101325Pa下，干空气黏度=2.1810-5Pas，密度=0.947kg/m3,则颗粒雷诺数93.566.65.186.0DCN1081.2N21205.14)10100(93.58226DF63p51 100.9470.1e4.34 101.02.18 10R一、流体阻力 说明此时要对斯托克斯公式进行滑动修正：将M代入戴维斯滑动系数修正公式，则颗粒的滑动修正系数为：53M82.18 1028.9710m20.9472 8.314 3738.82 10 mMRT222.11082.810155.0exp4.0257

28、.11011082.8210.55exp400.0257.1218668MppMddC一、流体阻力N1068.1N222.11.01011018.233F1165spDCvd所以：一、流体阻力 静止状态的颗粒受外力（如重力、离心力、电力等）作用时，开始作加速运动，以后由于流体阻力的不断增加，外力与阻力的差值越来越小，导致加速度逐渐减小，一直到二者相等，加速度为零，颗粒达到其终端速度，并保持这一速度作匀速运动。颗粒的这一过程可用牛顿第二定律来描述：tvdtvmddddF-Fsp3p61sD二、受外力作用的球形颗粒 在流体中的运动 颗粒的密度较气体的密度大得多，所以上式中未考虑浮力FB的影响。当

29、，即颗粒运动达平衡时，则颗粒达到恒速状态，为一定值，这时的速度称为终端速度 ：t2Dp128FvCdD2ss3p pp pd36F4dvCvddt二、受外力作用的球形颗粒 在流体中的运动sd/d0vt tvtv 在重力场中，气溶胶中的悬浮颗粒必然会在重力的作用下发生沉降。在斯托克斯区，重力 ，182pptgCdv 三、重力沉降6/p3pgdmgG 例3-6颗粒直径为0.25m，密度为2250kg/m3，在重力作用下，在20常压空气中降落，干空气黏度=1.8210-5Pas，试计算其终端速度。解：常压下空气的康宁汉修正因子：得终端速度为：728.11025.0273201021.61610Cm/

30、s1028.7m/s1082.11881.9728.11025.0225018t65262ppgCdv三、重力沉降 在离心力场中，气溶胶颗粒受到的作用力主要有颗粒旋转运动产生的离心力及颗粒离心沉降时相对于流体运动而受到的流体阻力。在斯托克斯沉降区内匀速运动时，颗粒受到的离心力Fr与流体阻力（斯托克斯沉降阻力）Fs相互平衡。22ppt18d rCv四、离心沉降232rrppr/6Fmrd 强电场中，如在电除尘器中，如忽略重力和惯性力等的作用，荷电颗粒所受作用力主要是静电力和气流阻力，当颗粒的荷电量为qp，电场强度为时，则颗粒所受的电场力FqpE，因此：ppt3dECqv五、静电沉降 在收尘装置中

31、，当含尘气流通过液态或固态捕集体（或称靶子）时，气体将沿气流流线绕过捕集体，而粉尘颗粒则由于比气体分子具有更大的惯性力而脱离气体流线，沿虚线向前运动，并与捕集体相撞而被捕获，这种捕获称为惯性力沉降。六、惯性沉降粉尘颗粒在捕集体上的惯性沉降六、惯性沉降 1 1惯性碰撞惯性碰撞 通常用捕集体捕获的颗粒数，占绕流含尘气体中可能被捕获的粉尘颗粒的百分比来表示。含尘气流中粉尘颗粒的惯性沉降效率，主要取决于捕集体周围的气流速度分布及粉尘颗粒的运动轨迹等因素。表征颗粒运动的量是斯托克斯准数Stk，又称惯性碰撞参数：DCvdStk180p2p六、惯性沉降 当流体中的粉尘颗粒的Stk数达到一定值后，颗粒将会离开

32、流线与捕集体相撞。出现碰撞时的最小斯托克斯准数称为临界斯托克斯准数，用Stkcr表示。当含尘气流中粉尘粒子的惯性碰撞准数大于临界惯性碰撞准数时，粉尘粒子会被捕集体捕集；反之，则不会被捕集。在Stk0.1的区域内，有势流动的情况下，球面捕集体的沉降效率：2Stk35.0StkStk六、惯性沉降 2 2拦截捕集拦截捕集 拦截捕集能够捕集流线与捕集体表面距离小于和等于颗粒半径的所有颗粒。拦截沉降效率取决于拦截参数R=dp/D；其定义为颗粒直径与捕集体直径之比。当流体为有势流时 对球形捕集体：对圆柱形捕集体：RR11)1(2gRR11)1(g六、惯性沉降 当粉尘微粒直径较小时，在气体中一般都存在布朗运

33、动，表示粉尘微粒在气体中布朗运动强度的参数称为扩散系数。若粉尘微粒的尺寸大于气体分子的平均自由程，且处于斯托克斯区域，扩散系数可用下式进行计算。pB3dkTCD七、扩散沉降 若粉尘微粒的直径大于气体分子，但小于气体分子的平均自由程时，扩散系数可按朗格缪尔计算式进行计算：粉尘微粒的扩散沉降效率取决于皮克莱数与雷诺数。捕集体的雷诺数ReD为：MRTPdkTD8342pBDev DR七、扩散沉降 皮克莱准数(Pe)表示由惯性力产生的粒子迁移量与布朗扩散产生的粒子迁移量的比值：对黏性流体，朗格缪尔提出扩散沉降效率计算：对于势流，在高ReD下纳坦森提出的扩散沉降效率计算式为：BDvDPe 23D13D1

34、.71(2lne)PeR21D19.3Pe七、扩散沉降第六节第六节 净化装置的性能净化装置的性能处理气体量压降净化效率 处理气体量是代表装置处理能力大小的指标，通常用体积流量表示。由于实际运行中处理装置本体漏气等原因，导致装置进出口的气体流量不同，因此采用两者的平均值作为净化装置的处理气体量：净化装置的漏风率（%）可用下式计算：2/)(N2,N1,N,VVVqqq100N1,N1,N2,VVVqqq一、处理气体量 净化装置进口与出口的静压之差称为净化装置压降或阻力损失p（Pa），它反映了净化过程流体所消耗的能量。净化装置的压降可写成如下形式：阻力系数 与分离器结构型式、尺寸、表面粗糙度及雷诺数

35、等有关，一般通过实验或经验公式来确定。22vp 二、压降 净化效率是表示净化装置对污染物净化效果的重要技术指标。净化效率：在单位时间内净化装置去除（收集）污染物的量与进入装置的污染物量之百分比，用表示。净化效率的计算主要包括净化总效率、分级效率等。三、净化效率1.1.净化总效率净化总效率1,m2,m1,m3,m1qqqq 按照净化效率的定义：或 N1,N1N2,N21VVqq净化装置效率计算三、净化效率N2,N22,mN1,N11,m3,m2,m1,mVVqqqqqqq 如净化装置不漏风，即 ，则上式简化为：当污染物浓度很高时，有时将几级净化装置串联使用，若已知每一级的净化效率为1、2、3、n

36、，则总效率可按下式计算：N1N21T1231111(1)n三、净化效率N2,N1,VVqq 2.2.分级效率分级效率 分级效率系指除尘装置对某一粒径dPi或粒径范围dpi至dpi+dp内的除尘效率。设除尘器进口、出口和捕集的dpi颗粒的质量流量分别为qm,1i、qm,2i、qm,3i，则该除尘器对粒径为dpi颗粒的分级效率di为：特别地，当di50%所对应的粒径，称为除尘器的分割粒径，一般用dc50表示，在讨论除尘器的性能时经常用到。iiiiqqqq1,m2,m1m,3,mdi1三、净化效率 3.3.分级效率与总除尘效率的关系分级效率与总除尘效率的关系 (1)由总效率求分级效率 如以D1i、D

37、2i、D3i分别表示除尘器进口、出口和捕集颗粒的相对频数分布，则：iiiiiDDDqDq1311,m33,mdiiiiiiiDDDqDqqDqDq1211,m23,m1,m11,m22,md)1(1)(11三、净化效率iiiiiiDqqDqqDqq33,m3,m22,m2,m11,m1,m,同样地，若以f1i、f2i、f3i分别表示除尘器进口、出口和捕集颗粒的粒径频率密度分布，则可得到总效率和分级效率的关系如下：式（）：式（）：iiiff13diiiff12d)1(1三、净化效率粒径范围dp/m粒径频度分布/（%m-1）分级效率di/%入口f1 出口f2 捕集f3 按式（1）按式（2）二式平均

38、 05 2.0816.320.6428.027.527.8510 2.803.002.5683.190.086.61020 1.960.242.0092.898.795.82040 1.120.051.1694.299.596.94060 0.7000.7496.010098.060 0100100100分级效率的计算实例（=90.8%）三、净化效率(2)由分级效率求总效率 若di=d(dp)函数形式给出，D1i=D1(dp)或f1i=f1(dp)，则：100pp1pd1pdd)()(d)(ddfdDdiiiiD1diiiDD1d3iiiDD1d313iD三、净化效率dp/m05.8 5.88.28.211.711.716.516.522.6 22.633334747D1i/%314781319108di/%618593969899100100diD1i18.93.46.57.712.718.810.08.0/%0.861diiiD由粒径分布和分级效率计算总效率的实例三、净化效率