粉尘粒径/?m 浓度/?g?m 30～2 0.8 2～4 12.2 4～6 25 6～10 56 10～20 76 20～40 27 >40 3 解：在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径d50（MMD）=10.3?m、d84.1=19.1?m、d15。9=5.6?m。?g?d84.1?1.85。 d502按《大气污染控制工程》P129（5－24）lnMMD?lnNMD?3lnP129（5－26）lndL?g?NMD?3.31?m；
1?lnNMD?ln2?g?dL?4.00?m；
252P129（5－29）lndsv?lnNMD?ln?g?dsv?8.53?m。
25.4 对于题5.3中的粉尘，已知真密度为1900kg/m，填充空隙率0.7，试确定其比表面积（分别以质量、净体积和堆积体积表示）。
解：《大气污染控制工程》P135（5－39）按质量表示Sm3
?6dsv?P?3.7?103cm2/g
P135（5－38）按净体积表示SV?6?7.03?103cm2/cm3 dsv?6(1??)?2.11?103cm2/cm3。
dsv3
3
3
P135（5－40）按堆积体积表示Sb5.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000mN/h，含尘浓度为4.2g/ mN。除尘器出口的气体流量为12000 mN/h，含尘浓度为340mg/ mN。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。 解：气体流量按P141（5－43）QN3
13?(Q1N?Q2N)?11000mN/s； 2Q1N?Q2N2000漏风率P141（5－44）???100%??100%?20%；
Q1N10000除尘效率：
考虑漏风，按P142（5－47）??1??2NQ2N0.340?12000?1??90.3%
?1NQ1N4.2?10000?2N0.340?1??91.9% ?1N4.22
不考虑漏风，按P143（5－48）??1?5.6 对于题5.5中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m，除尘器阻力系数为9.8，进口气流温度为423K，气体静压为－490Pa，试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。
mPM(1.01?10?5?490)?29mRT得?????0.832g/L 解：由气体方程PV?MVRT8.31?423423Q273?17.9m/s v??A0.24?360010000?按《大气污染控制工程》P142（5－45）?P?9.8?3
0.832?17.92?1311Pa。 25.7 有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m/s，工艺设备产生粉尘量为22.2g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。 解：按《大气污染控制工程》P145（5－58）
?T?1?(1??1)(1??2)?1?(1?95%)(1?80%)?99%
粉尘浓度为
22.2g/m3?10g/m3，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m； 2.223
排放量2.22×0.1=0.222g/s。
5.8 某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若除尘器总除尘效率为98%，试绘出分级效率曲线。
粉尘间隔/?m 质量频率 进口g1 /%
粉尘间隔/?m 质量频率 进口g1 /% 出口g2 4~5 13.0 6.0 5~6 2.0 2.0 6~8 2.0 2.0 8~10 3.0 2.5 10~12 11.0 8.5 20~30 8.0 7.0 出口g2 <0.6 2.0 7.0 0.6~0.7 0.4 1.0 0.7~0.8 0.4 2.0 0.8~1.0 0.7 3.0 1~2 3.5 14.0 2~3 6.0 16.0 3~4 24.0 29.0 解：按《大气污染控制工程》P144（5－52）?i粉尘间隔/?m 质量频率 进口g1 /% 出口g2 <0.6 2.0 7.0 93 0.6~0.7 0.4 1.0 95 ?1?P0.7~0.8 0.4 2.0 90 g2ig1i（P=0.02）计算，如下表所示：
0.8~1.0 0.7 3.0 91.4 1~2 3.5 14.0 92 2~3 6.0 16.0 94.7 3~4 24.0 29.0 97.6 ?i/%
粉尘间隔/?m 4~5 13.0 6.0 99.1 5~6 2.0 2.0 98 6~8 2.0 2.0 98 8~10 3.0 2.5 98.3 10~12 11.0 8.5 98.5 20~30 8.0 7.0 98.2 其他 24.0 0 100 质量频率 进口g1 /% 出口g2 ?i/% 据此可作出分级效率曲线。
5.9 某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下，试确定总除尘效率。
平均粒径/?m 质量频率/% 分级效率/% 0.25 1.0 0.1 8 0.4 30 2.0 9.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 5.5 10.0 14.0 20.0 >23.5 5.5 4.0 98 0.8 99 0.2 100 20.0 20.0 15.0 11.0 8.5 68.5 75 81 86 47.5 60 89.5 95 解：按《大气污染控制工程》P144（5－54）?T???ig1i?72.86%。
5.10 计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30秒钟内的沉降高度。假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为为0.4、40、4000?m，空气温度为387.5K，压力为101325Pa，飞灰真密度为2310kg/m。 解：当空气温度为387.5K时?3
?0.912kg/m3,??2.3?10?5。
当dp=0.4?m时，应处在Stokes区域。 首先进行坎宁汉修正：v?8RT8?8.314?387.5??532.2m/s， ?M3.142?28.97?10?3?82?2?9.4?10?2??0.47。则 ???9.4?10m，Kn?d0.40.499?vp?2dp?p1.10C?1?Kn[1.257?0.4exp(?)]?1.61，us?gC?1.41?10?5m/s。
Kn18?当dp=4000?m时，应处于牛顿区，us?1.74dp(?p??)?g?17.34m/s。
Rep?dp?u?4000?10?6?0.912?17.34??2750?500，假设成立。
2.3?10?5p
2dp?p当d=0.4?m时，忽略坎宁汉修正，us?g?0.088m/s。经验证Re<1，符合Stokes公式。
18?p
考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近us，因此计算沉降高度时可近似按us计算。 dp=0.4?m h=1.41×10×30=4.23×10m；
－5
－4
dp=40?m h=0.088×30=2.64m； dp=4000?m h=17.35×30=520.5m。
5.11 欲通过在空气中的自由沉降来分离石英（真密度为2.6g/cm）和角闪石（真密度为3.5g/cm）的混合物，混合物在空气中的自由沉降运动处于牛顿区。试确定完全分离时所允许的最大石英粒径与最小角闪石粒径的最大比值。
设最大石英粒径dp1，最小角闪石粒径dp2。由题意，1.743
3
dp1?p1?g?1.74dp2?p2?g
dp1?p23.5???1.35。 故
dp2?p12.65.12 直径为200?m、真密度为1850kg/m的球形颗粒置于水平的筛子上，用温度293K和压力101325Pa
3
的空气由筛子下部垂直向上吹筛上的颗粒，试确定：1）恰好能吹起颗粒时的气速；2）在此条件下的颗粒雷诺数；3）作用在颗粒上的阻力和阻力系数。 解：在所给的空气压强和温度下，??1.205kg/m3,??1.81?10?5Pa?s。d=200?m时，
p
考虑采用过渡区公式，按《大气污染控制工程》P150（5－82）：
us?.140.7140.7140.153d1gp(?p??)?0.428?0.2860.153(200?10?6)1.1418500.7149.810.714??1.03m/s
(1.81?10?5)0.4281.2050.286200?10?6?1.03?1.205Rep??13.85，符合过渡区公式。 ?51.81?10阻力系数按P147（5－62）CP?18.5?3.82。阻力按P146（5－59） .6Re0p11?Fp?CDAp?u2??3.82?(200?10?6)2?1.205?1.032?7.83?10?8N。
2245.13 欲使空气泡通过浓盐酸溶液（密度为1.64g/m，粘度1×10Pa.s），以达到干燥的目的。盐酸装在直径为10cm、高12m的圆管内，其深度为22cm，盐酸上方的空气处于298K和101325Pa状态下。若空气的体积流量为127L/min，试计算气流能够夹带的盐酸雾滴的最大直径。 解：圆管面积A?3
－4
12?d?7.85?10?3m2。据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度 4Q127?10?3us???0.27m/s。考虑利用过渡区公式： ?3A7.85?10?60us?.140.7140.7140.153d1gp(?p??)?0.428?0.286
代入相关参数??1.19kg/m3,?p?1.64?103kg/m3,??1.82?10?5Pa?s及u=0.27m/s
s
可解得dp=66?m。
66?10?6?1.19?0.27Rep??1.17?1，符合过渡区条件。故能被空气夹带的雾滴最大直径为?51.82?1066?m。
5.14 试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最大距离。水泥粉尘是从离地面4.5m高处的旋风除尘器出口垂直排出的，水泥粒径范围为25～500?m，真密度为1960kg/m，风速为1.4m/s，气温293K，气
3
压为101325Pa。
解：粒径为25?m，应处于Stokes区域，考虑忽略坎宁汉修正：
2dp?pus?g?3.69?10?2m/s18?。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，则下落时间
t?H4.5??122s，因此L=v.t=1.4×122m=171m。 ?2us3.69?103
5.15 某种粉尘真密度为2700kg/ m，气体介质（近于空气）温度为433K，压力为101325Pa，试计算粒径为10和500?m的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。已知离心力场中颗粒的旋转半径为200mm，该处的气流切向速度为16m/s。 解：在给定条件下??0.815kg/m3,??2.5?10?5Pa?s。
当dp=10?m，粉尘颗粒处于Stokes区域：
2dp?put2(1?10?6)2?2700162uc?????0.768m/s。
18?R0.218?2.5?10?5ut213??du??dp?p?d=500?m，粉尘颗粒处于牛顿区：0.556Rp
22pc。因此
3.03dp?put2uc??80.2m/s。经验证，Re=1307>500，假设成立。
R?p
第六章 除尘装置
6.1 在298K的空气中NaOH飞沫用重力沉降室收集。沉降至大小为宽914cm，高457cm，长1219cm。空气的体积流速为1.2m/s。计算能被100%捕集的最小雾滴直径。假设雾滴的比重为1.21。 解：计算气流水平速度v03
?Q1.2??2.87?10?2m/s。设粒子处于A9.14?4.57Stokes区域，取
??1.82?10?5Pa?s。按《大气污染控制工程》P162（6－4）
18?v0H18?1.82?10?5?2.87?10?2?4.57dmin???17.2?10?6m?17.2?m 3?pgL1.21?10?9.81?12.19即为能被100%捕集的最小雾滴直径。
6.2 直径为1.09?m的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20cm，长50cm，共18层，层间距0.124cm，气体流速是8.61L/min，并观测到其操作效率为64.9%。问需要设置多少层可能得到80%的操作效率。
解：按层流考虑，根据《大气污染控制工程》P163（6－5）
?1n1?80??n2?n12?18??22.2，因此需要设置23层。 ?2n2?164.96.3 有一沉降室长7.0m，高12m，气速30cm/s，空气温度300K，尘粒密度2.5g/cm，空气粘度0.067kg/(kg.h)，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。 解：?3
?0.067kg/(m.h)?1.86?10?5Pa?s
18?v0H18?1.86?10?5?0.3?12dmin???8.4?10?5m?84?m?100?m，符合层3?pgL2.5?10?9.81?7流区假设。
6.4 气溶胶含有粒径为0.63和0.83?m的粒子（质量分数相等），以3.61L/min的流量通过多层沉降室。给出下列数据，运用斯托克斯定律和坎宁汉校正系数计算沉降效率。L=50cm，?h=0.129cm，??1.05g/cm3，W=20cm，
?0.000182g/(cm.s)，n=19层。
解：设空气温度为298K，首先进行坎宁汉修正：