v?8RT8?8.314?298??466.6m/s， ?3?M3.142?28.97?102?6.6?10?21.82?10?5?8?0.21 ????6.6?10m，Kn?0.630.499?v0.499?1.185?466.6?C?1?0.21[1.257?0.4e1.10?0.212dp?pgC?1.58?10?5m/s ]?1.264。故us?18?usLW(n?1)1.58?10?5?0.5?0.2?20?i???0.525。用同样方法计算可得?3Q3.61?10/60的分级效率为0.864。 因此总效率 ?i0.83?m粒子
?0.5(0.525?0.864)?0.695
0~1 3 －5
6.5 试确定旋风除尘器的分割直径和总效率，给定粉尘的粒径分如下：
平均粒径范围/?m 质量百分数/% 1~5 20 5~10 15 10~20 20 20~30 16 30~40 10 40~50 6 50~60 3 >60 7 已知气体粘度为2×10，颗粒比重为2.9，旋风除尘器气体入口速度为15m/s，气体在旋风除尘器内的有效旋转圈数为5次；旋风除尘器直径为3m，入口宽度76cm。
?NVcD2?p)]。 解：按《Air Pollution Control Engineering》公式 ??1?exp[?(9Wi?令?=50%，N=5，Vc=15m/s，?p=2.9×10kg/m，W=0.76m，?3
3
代入上式得d=11.78?m。 ?2?10?5Pa?s，
c
(dpi/dc)2利用《大气污染控制工程》P170（6－18）?i?1?(dpi/dc)2率? 计算各粒径粉尘分级效率，由此得总效
???igi?55.3%
3
6.6 某旋风除尘器处理含有4.58g/m灰尘的气流（?分析试验得到下列结果。 粒径范围/?m 0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 ，其除尘总效率为90%。粉尘?2.5?10?5Pa?s）
捕集粉尘的质量百分数/% 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 逸出粉尘的质量百分数/% 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 >45 84.0 1.1 1）作出分级效率曲线；2）确定分割粒径。 解：根据《大气污染控制工程》P144（5－53）?i表所示：
粉尘间隔/?m 质量 频率 /% 捕集g3 出口g2 0~5 0.5 5~10 1.4 10~15 1.9 4.5 15~20 2.1 2.1 20~25 2.1 1.5 25~30 2.0 0.7 30~35 2.0 0.5 35~40 2.0 0.4 40~45 2.0 0.3 >45 84.0 1.1 ????Pg2i/g3i（P=0.1）计算分级效率，结果如下
76.0 12.9 ?i/% dc=7.5?m。
5.59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85 据此可作出分级效率曲线。由上表可见，5～10?m去除效率为49.41。因此在工程误差允许范围内，6.7 某旋风除尘器的阻力系数为9.9，进口速度15m/s，试计算标准状态下的压力损失。 解：据《大气污染控制工程》P169（6－13） ?p
6.8 欲设计一个用于取样的旋风分离器，希望在入口气速为20m/s时，其空气动力学分割直径为1?m。 1）估算该旋风分离器的筒体外径；2）估算通过该旋风分离器的气体流量。
11???v12??9.9?1.293?152?1440Pa。 22?NVcD2?p)]。 解：根据《Air Pollution Control Engineering》P258公式 ??1?exp[?(9Wi?D2?单位10002?(?p单位取kg/m3)，故D2?p＝1000 Dpa因2?； ?p?pDpa由题意，当??50%,Vc?20m/s。取??1.82?10?5Pa?s，N=10，代入上式
50%?1?exp[?(??10?20?(1.0?10?6)2?10009Wi?1.82?10－3
3
?5)]，解得W=5.5mm。
i
根据一般旋风除尘器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H＝2 Wi=1.1cm。 气体流量Q=A.V=H.W.Vc=1.21×10m/s
6.9 含尘气流用旋风除尘器净化，含尘粒子的粒径分布可用对数正态分布函数表示，且Dm=20?m，
??1.25。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5?m，试基于颗粒质量浓度计算该除尘器的
总除尘效率。 解：
按《大气污染控制工程》P170（6－18）
(dpi/dc)2(dpi/5)2dpi2?i???1?(dpi/dc)21?(dpi/5)225?dpi2；
???0?iqddpi??01?2dpiqddpi。 225?dpidpi11.79d=20?m，??1.25，q?exp[?()2]?exp[?(20)2]
dpi0.322?dpiln?g2ln?glng
dpilndg代入上式，利用Matlab积分可得????iqddpi?96.3%。
0－15
16.10 在气体压力下为1atm，温度为293K下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为0.3m，L=2.0m，气体流量0.075m/s。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m，粒径为1.0?m的粉尘荷电量q=0.3×10
3
C，计
算该粉尘的驱进速度w和电除尘效率。
解：驱进速度按《大气污染控制工程》P187（6－33）
qEp0.3?10?15?100?103w???0.176m/s。 ?5?63??dp3??1.81?10?1?10A??dL???0.3?2?1.885m2，Q=0.075m/s，代入P188（6－34）
3
?i?1?exp(?wi)?1?exp(?AQ1.885?0.176)?98.8%。
0.0756.11 利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘，已知该电除尘器由四块集尘板组成，板高和板长均为366cm，板间距24.4cm，烟气体积流量2m/s；操作压力为1atm，设粉尘粒子的驱进速度为12.2cm/s。试确定： 1）当烟气的流速均匀分布时的除尘效率；
2）当供入某一通道的烟气为烟气总量的50%，而其他两个各供入25%时的除尘效率（参考图6－27）。 解：1）Q’=2/3=0.667 m/s，S=3.66=13.4m，?i3
2
2
3
?1?exp(?13.4?0.122)?99.3%。
0.667/22）
vmax0.5??1.5，查图6－27得Fv=1.75 1/3v故?i?1?(1??)Fv?1?(1?99.3%)1.75?98.8%。
3
3
6.12 板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为0.9?m，使用者希望总效率不小于98%，有关法规规定排气中含尘量不得超过0.1g/m。假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m，且粒径分布如下： 质量百分比范围/% 平均粒径/?m 0~20 3.5 20~40 8.0 40~60 13.0 60~80 19.0 80~100 45.0 并假定德意希方程的形式为??1?e?kdp，其中?捕集效率；K
经验常数；d颗粒直径。试确定：1）该
除尘器效率能否等于或大于98%；2）出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定；
3）能否满足使用者需要。
解：1）由题意0.5?1?exp(?k?0.9)?kdp=3.5?m，?1?0.77
?1?exp(?0.77?3.5)?93.2%
dp=8.0?m，?2?1?exp(?0.77?8.0)?99.8%
dp=13.0?m，?3故??1?exp(?0.77?13.0)?100%
?0.2?93.2%?0.2?99.8%?1?0.2?3?98.6%?98%
2）98.6%?1??2i30，则?2i=0.42g/m>0.1g/m。不满足环保规定和使用者需要。
3
3
8
3
6.13 某板式电除尘器的平均电场强度为3.4kV/cm，烟气温度为423K，电场中离子浓度为10个/m，离子质量为5×10
－26
kg，粉尘在电场中的停留时间为5s。试计算：1）粒径为5?m的粉尘的饱和电荷值；2）
粒径为0.2?m的粉尘的荷电量； 3）计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。
假定：1）烟气性质近似于空气；2）粉尘的相对介电系数为1.5。 解：1）由《大气污染控制工程》P183（6－31）电场荷电为
q?3????22?0dpE0?3?1.5?8.85?10?12?(5?10?6)2?3.4?105?3.04?10?16C 3.5扩散荷电按P184 （6－32）计算，与电场荷电相比很小，可忽略。 因此饱和电荷值3.04×10C。 2）电场荷电为
－16
q?3????22?0dpE0?3?1.5?8.85?10?12?(0.2?10?6)2?3.4?105?4.86?10?19C 3.5－19
扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量4.86×103）取?C。
?2.5?10?5Pa?s
qEp3.04?10?16?3.4?105??0.088m/s； d=5?m时，w??5?63??dp3??2.5?10?5?10p
qEp4.86?10?19?3.4?105?3??3.51?10m/s。 d=0.2?m时，w??5?63??dp3??2.5?10?0.2?10p
6.14 图6－49汇总了燃煤电厂用电除尘器的捕集性能。对于煤的含硫量为1%、除尘效率为99.5%的情况，试计算有效驱进速度we。
解：查图得集气板面积约1000m.（1000m/min）。根据?i3
3
－1
?1?exp(?Awi)， Q0.995=1－exp（－wi）解得wi=5.30m/min。
6.15 电除尘器的集尘效率为95%，某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘器上粉尘层的比电阻，预期可使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立，试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率。 解：??1?exp(?AAAw)?95%，故exp(?w)?0.05，exp(?2w)?0.0025 QQQA2w)?1?0.0025?99.75%。 Q因此?'?1?exp(?6.16 烟气中含有三种粒径的粒子：10?m、7?m和3?m，每种粒径粒子的质量浓度均占总浓度的1/3。假定粒子在电除尘器内的驱进速度正比于粒径，电除尘器的总除尘效率为95%，试求这三种粒径粒子的分级除尘效率。
解：设3种粒子的分级效率分别为?1、?2、?3，则
?1??2??3?(1?e?10k)?(1?e?7k)?(1?e?3k)?3?0.95?k?0.6586
因此?1?99.9%，?2?99.0%，?3?86.1%。
6.17 对于粉尘颗粒在液滴上的捕集，一个近似的表达式为
??exp[?(0.018M0.5?R/R?0.6R2)]。其中M是碰撞数的平方根，R=d/d，对于密度为2g/cm的
3
p
D