颗粒污染物控制基础精选PPT.ppt

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1、颗粒污染物控制基础颗粒污染物控制基础第1页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布单一粒径的定义单一粒径的定义投影径投影径定向直径：定向直径：d dF F（FeretFeret）（与颗粒投影外形相切的一对平行线之间的距离）（与颗粒投影外形相切的一对平行线之间的距离）定向面积等分径：定向面积等分径：d dM M（MartinMartin）（将颗粒的投影面积二等分的直线长度）（将颗粒的投影面积二等分的直线长度）长径：不考虑方向的最长粒径长径：不考虑方向的最长粒径短径：不考虑方向的最短粒径短径：不考虑方向的最短粒径第2页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及

2、粒径分布用用显微镜法观测颗粒直径的三种方法显微镜法观测颗粒直径的三种方法dFdMdHA1A2A1=A2第3页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布单一粒径的定义单一粒径的定义几何当量径几何当量径投影圆直径：投影圆直径：d dH H （HeywoodHeywood）（与颗粒投影面积相等的圆的直径）（与颗粒投影面积相等的圆的直径）等体积直径：等体积直径：d dV V（与颗粒具有相同体积的圆球体直径）（与颗粒具有相同体积的圆球体直径）等表面积直径等表面积直径（与颗粒具有相同表面积的圆球体直径）（与颗粒具有相同表面积的圆球体直径）等面积体积直径等面积体积直径（与颗粒具有相同外

3、表面积与体积的圆球体直径）（与颗粒具有相同外表面积与体积的圆球体直径）等周长径等周长径（与颗粒的投影外形有相等周长的当量圆的直径）（与颗粒的投影外形有相等周长的当量圆的直径）第4页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布单一粒径的定义单一粒径的定义物理当量径物理当量径自由沉降直径：自由沉降直径：（在某介质中，与颗粒有相同的密度和沉降速度的圆球体直径）（在某介质中，与颗粒有相同的密度和沉降速度的圆球体直径）空气动力学当量直径：空气动力学当量直径：（在空气中，与颗粒有相同沉降速度，且密度为（在空气中，与颗粒有相同沉降速度，且密度为10103 3kg/mkg/m3 3的圆球体

4、直径）的圆球体直径）斯托克斯直径斯托克斯直径（在层流区时（在层流区时（Rep1Rep1）的自由沉降直径）的自由沉降直径）分割直径分割直径（某除尘器分级效率为（某除尘器分级效率为50%50%的颗粒的直径）的颗粒的直径）第5页，此课件共56页哦圆球度圆球度与颗粒体积相等的圆球的表面积和颗粒表面积之比。与颗粒体积相等的圆球的表面积和颗粒表面积之比。用用s s表示；表示；s s总是小于总是小于1 1。颗粒种类颗粒种类s s砂粒砂粒铁催化剂铁催化剂烟煤烟煤次乙酰塑料次乙酰塑料破碎的固体破碎的固体二氧化硅二氧化硅粉煤粉煤0.5340.6280.5780.6250.8610.630.554 0.6280.6

5、96某些颗粒的圆球度某些颗粒的圆球度第6页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布粒径分布粒径分布指不同粒径范围内的颗粒个数（或质量或表面积）所指不同粒径范围内的颗粒个数（或质量或表面积）所占的比例。占的比例。个数分布个数分布1 1、个数频率、个数频率2 2、个数筛下累积频率、个数筛下累积频率3 3、个数频率密度、个数频率密度第7页，此课件共56页哦颗粒个数分布直方图颗粒个数分布直方图第8页，此课件共56页哦颗粒个数累积频率分布曲线颗粒个数累积频率分布曲线第9页，此课件共56页哦个数累积密度分布曲线个数累积密度分布曲线第10页，此课件共56页哦粒径分布粒径分布质量分布质

6、量分布1 1、质量频率、质量频率2 2、质量筛下累积频率、质量筛下累积频率3 3、质量频率密度、质量频率密度第11页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布平均粒径的定义平均粒径的定义算术平均径算术平均径（粒子群中颗粒直径的总和除以粒子群数）（粒子群中颗粒直径的总和除以粒子群数）中位径中位径（粒子群中把颗粒质量平分一半的颗粒直径）（粒子群中把颗粒质量平分一半的颗粒直径）几何平均径几何平均径（粒子群中（粒子群中n n个颗粒粒径的乖积开个颗粒粒径的乖积开n n次方根）次方根）加权平均径加权平均径（粒子群中各颗粒的直径乖以相应的质量分数加和而成的平均粒径）（粒子群中各颗粒的直

7、径乖以相应的质量分数加和而成的平均粒径）众径众径（粒子群中数量最多的粒子的直径）（粒子群中数量最多的粒子的直径）第12页，此课件共56页哦1.1颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布平均粒径平均粒径算术平均粒径算术平均粒径几何平均径几何平均径加权平均径加权平均径第13页，此课件共56页哦平均粒径中需重点掌握的两种粒径平均粒径中需重点掌握的两种粒径众径（众径（d dd d）颗粒数目最多的粒子的直径。颗粒数目最多的粒子的直径。中位径（中位径（d d5050 ）把颗粒数目（质量或表面积）平分一半的粒子的直径。把颗粒数目（质量或表面积）平分一半的粒子的直径。对于频率密度分布曲线是对称性的分布：对于频

8、率密度分布曲线是对称性的分布：d dd d d d5050 d dL L对于频率密度分布曲线非对称性的分布：对于频率密度分布曲线非对称性的分布：d dd ddd5050 d dL L第14页，此课件共56页哦粒径分布函数粒径分布函数正态分布正态分布平均粒径平均粒径标准差标准差第15页，此课件共56页哦粒径分布函数粒径分布函数正态分布正态分布第16页，此课件共56页哦粒径分布函数粒径分布函数对数正态分布对数正态分布第17页，此课件共56页哦粒径分布函数粒径分布函数对数正态分布对数正态分布对数正态分布的频率密度分布曲线对数正态分布的频率密度分布曲线第18页，此课件共56页哦对数正态分布的累积频率分

9、布曲线对数正态分布的累积频率分布曲线第19页，此课件共56页哦玻璃样品的对数正态分布分布曲线玻璃样品的对数正态分布分布曲线第20页，此课件共56页哦粒径分布函数粒径分布函数罗辛拉姆勒分布罗辛拉姆勒分布 分布指数分布指数分布系数分布系数质量筛下累积分布频率：质量筛下累积分布频率：质量筛上累积分布频率：质量筛上累积分布频率：常用的常用的RR分布函数分布函数表达式：表达式：第21页，此课件共56页哦粒径分布函数粒径分布函数罗辛拉姆勒分布罗辛拉姆勒分布各种工业粉尘的各种工业粉尘的RR图图第22页，此课件共56页哦1.2粉尘的物理性质粉尘的物理性质密度（密度（kg/m3或或g/cm3）真密度真密度堆积密

10、度堆积密度 空隙率空隙率第23页，此课件共56页哦第24页，此课件共56页哦1.2粉尘的物理性质粉尘的物理性质比表面积比表面积单位体积表示单位体积表示单位质量表示单位质量表示堆积密度表示堆积密度表示第25页，此课件共56页哦1.2粉尘的物理性质粉尘的物理性质含水率（含水率（W）自由水分自由水分结合水分结合水分润湿性润湿性润湿性粉尘润湿性粉尘非非润湿性粉尘润湿性粉尘影响粉尘润湿性的因素影响粉尘润湿性的因素粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度、荷电性等。水率、表面粗糙度、荷电性等。第26页，此课件共56页哦第27页，此课件

11、共56页哦1.2粉尘的物理性质粉尘的物理性质荷电性和导电性荷电性和导电性荷电性荷电性粉尘的荷电量随温度增高、表面积增大及含水率的减小而粉尘的荷电量随温度增高、表面积增大及含水率的减小而增加。增加。导电性导电性比电阻；比电阻；通过粉尘层的电压，通过粉尘层的电压，V；通过粉尘层的电流密度，通过粉尘层的电流密度，A/cm2；粉尘层的厚度，粉尘层的厚度，cm。第28页，此课件共56页哦第29页，此课件共56页哦典型的温度比电阻曲线典型的温度比电阻曲线第30页，此课件共56页哦锅炉飞灰比电阻关系曲线锅炉飞灰比电阻关系曲线第31页，此课件共56页哦1.2粉尘的物理性质粉尘的物理性质安息角与滑动角（安息角与

12、滑动角（）安息角安息角粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角。体，圆锥体母线与水平面的夹角。滑动角滑动角指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角。动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角。影响粉尘安息角和滑动角的主要因素：影响粉尘安息角和滑动角的主要因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘的粘附性。粉尘的粘附性。第32页，此课件共56页哦第33页，此课件共56页哦1.2粉尘

13、的物理性质粉尘的物理性质粘附性粘附性粉尘的粘附现象粉尘的粘附现象粘附力粘附力分子力（范德华力）分子力（范德华力）毛细力毛细力静电力（库仑力）静电力（库仑力）粉尘层的断裂强度：表征粉尘粘性的基本指标。粉尘层的断裂强度：表征粉尘粘性的基本指标。不粘性不粘性微粘性微粘性中等粘性中等粘性强粘性强粘性第34页，此课件共56页哦第35页，此课件共56页哦1.2粉尘的物理性质粉尘的物理性质爆炸性爆炸性化学爆炸化学爆炸爆炸极限（上限、下限）爆炸极限（上限、下限）根据粉尘的爆炸性分类：根据粉尘的爆炸性分类：第一类：含灰分少，堆积时不易燃烧，但其悬浮物易爆炸。第一类：含灰分少，堆积时不易燃烧，但其悬浮物易爆炸。第

14、二类：含灰分多，堆积时不可能燃烧，其悬浮物只有在高温长期第二类：含灰分多，堆积时不可能燃烧，其悬浮物只有在高温长期作用下才会燃烧，但不会爆炸。作用下才会燃烧，但不会爆炸。第36页，此课件共56页哦1.3气体中的颗粒动力学气体中的颗粒动力学球形颗粒的阻力球形颗粒的阻力流体阻力流产生的成因流体阻力流产生的成因形状阻力形状阻力磨擦阻力磨擦阻力流体阻力的方向流体阻力的方向总是与运动方向相反总是与运动方向相反影响流体阻力大小的因素影响流体阻力大小的因素颗粒的形状、粒径、表面特性、运动速度、流体的种类、颗粒的形状、粒径、表面特性、运动速度、流体的种类、性质。性质。第37页，此课件共56页哦1.3气体中的颗

15、粒动力学气体中的颗粒动力学流体阻力大小的计算流体阻力大小的计算由实验确定的流体阻力系数（无因次）；由实验确定的流体阻力系数（无因次）；颗粒在运动方向上的投影面积，颗粒在运动方向上的投影面积，m2；流体的密度，流体的密度，kg/m3；颗粒与流体之间的相对运动速度，颗粒与流体之间的相对运动速度，m/s。第38页，此课件共56页哦式中：式中：球形颗粒的液体阻力与颗粒雷诺数的关系球形颗粒的液体阻力与颗粒雷诺数的关系第39页，此课件共56页哦 时，颗粒运动处于层流状态；时，颗粒运动处于层流状态；CD与与Rep近似呈直线关系：近似呈直线关系：对于球形颗粒：对于球形颗粒：时，颗粒运动处于湍流过渡区；时，颗粒

16、运动处于湍流过渡区；CD与与Rep呈曲线关系：呈曲线关系：第40页，此课件共56页哦 时，颗粒运动处于湍流状态；时，颗粒运动处于湍流状态；CD几乎不随几乎不随Rep变化：变化：对于球形颗粒：对于球形颗粒：第41页，此课件共56页哦坎宁汉修正因子坎宁汉修正因子当颗粒尺寸小到与气体分子平均自由和大小差不多时，颗粒开始当颗粒尺寸小到与气体分子平均自由和大小差不多时，颗粒开始脱离与气体分子接触，颗粒运动发生所谓的脱离与气体分子接触，颗粒运动发生所谓的“滑动现象滑动现象”。对于对于“滑动现象滑动现象”的修正：引入坎宁汉修正系数的修正：引入坎宁汉修正系数C C：第42页，此课件共56页哦平均分子自由程的计

17、算：平均分子自由程的计算：气体分子算术平均速度的计算：气体分子算术平均速度的计算：R通用气体常数通用气体常数,R=8.314Jmol-1K-I ；T气体温度，气体温度，K；M气体摩尔质量，气体摩尔质量，kg/mol；第43页，此课件共56页哦努森数的计算：努森数的计算：对于常压空气，卡尔弗特（对于常压空气，卡尔弗特（CalvretCalvret）方程：方程：第44页，此课件共56页哦受外力作用的球形颗粒在流体中的运动受外力作用的球形颗粒在流体中的运动F颗粒所受的外力颗粒所受的外力FD颗粒所受的外力颗粒所受的外力1.3气体中的颗粒动力学气体中的颗粒动力学第45页，此课件共56页哦当颗粒的运动方向

18、与外力方向一致时，当颗粒的运动方向与外力方向一致时，求解得：求解得：第46页，此课件共56页哦t时间内颗粒通过的距离：时间内颗粒通过的距离：颗粒运动达到平衡时终速度：颗粒运动达到平衡时终速度：第47页，此课件共56页哦颗粒终端速度的简便算法颗粒终端速度的简便算法引入引入K（无因次系数）作为判定颗粒流动区域的因子。（无因次系数）作为判定颗粒流动区域的因子。斯托克斯区：斯托克斯区：过渡区：过渡区：牛顿区（湍流区）：牛顿区（湍流区）：第48页，此课件共56页哦由于由于K不是不是vt的函数，可直接根据的函数，可直接根据K来判定颗粒的来判定颗粒的运动区域运动区域对于斯托克斯区：对于斯托克斯区：对于过渡区

19、：对于过渡区：对于牛顿区（湍流区）：对于牛顿区（湍流区）：第49页，此课件共56页哦1.4净化装置的性能净化装置的性能净化装置技术性能的表示方法净化装置技术性能的表示方法处理气体流量处理气体流量净化装置的漏风率：净化装置的漏风率：进口气体流量进口气体流量出口气体流量出口气体流量第50页，此课件共56页哦1.4净化装置的性能净化装置的性能净化效率净化效率第51页，此课件共56页哦1.4净化装置的性能净化装置的性能净化效率净化效率1、总效率、总效率Q1N、S1、1N进口气体流量、污染物的流量、污染物的浓度。进口气体流量、污染物的流量、污染物的浓度。Q2N、S2、2N出口气体流量、污染物的流量、污染

20、物的浓度。出口气体流量、污染物的流量、污染物的浓度。S3 装置捕食集的污染物流量，装置捕食集的污染物流量，g/s。第52页，此课件共56页哦1.4净化装置的性能净化装置的性能净化效率净化效率2、通过率、通过率 3、分级效率、分级效率当当50%50%时，与之相对应的粒径称为除尘装置的分割粒径，用时，与之相对应的粒径称为除尘装置的分割粒径，用dc表示。表示。第53页，此课件共56页哦净化效率净化效率4、分级效率与总除尘效率之间的关系、分级效率与总除尘效率之间的关系由总效率求分级效率：由总效率求分级效率：由分级效率求总效率：由分级效率求总效率：第54页，此课件共56页哦1.4净化装置的性能净化装置的性能净化效率净化效率5、多级串联运行时势总净化效率、多级串联运行时势总净化效率多级除尘装置的总分级通过率：多级除尘装置的总分级通过率：多级除尘装置的总分级效率：多级除尘装置的总分级效率：多级除尘装置的总除尘效率：多级除尘装置的总除尘效率：第55页，此课件共56页哦1.4净化装置的性能净化装置的性能净化装置技术性能的表示方法净化装置技术性能的表示方法压力损失压力损失净化装置的压力损失系数；净化装置的压力损失系数；装置进口气流速；装置进口气流速；气体的密度。气体的密度。第56页，此课件共56页哦