粉尘，相对于液滴运动的初速度为30m/s，流体温度为297K，试计算粒径为1）10?m；2）50?m的粉尘在直径为50、100、500?m的液滴上的捕集效率。 解：1）粉尘粒径dp=10?m
2dp?p(up?uD)?366.3，NI?19.14。 当液滴直径为50?m时，R=0.2；碰撞数NI?18?DC由给出计算公式可得??50.3%
同理可得液滴直径为100?m、500?m时捕集效率为42.6％、10.1%。 2）dp=50?m
用同样方法计算可得颗粒在直径为50?m、100?m、500?m的液滴上捕集效率分别为 0、10.2%、25.0％。
6.18 一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体。操作条件如下：L=1.36L/m，喉管气速为83m/s，粉尘密度为0.7g/cm方程，烟气粘度为2.23×10Pa.s，取校正系数0.2，忽略Cc，计算除尘器效率。烟气中粉尘的粒度分布如下： 粒径/?m <0.1 0.1~0.5 0.5~1.0 1.0~5.0 5.0~10.0 10.0~15.0 15.0~20.0 >20.0 解：按《大气污染控制工程》P211（6－53）
2?p??1.03?10?3vT(3
－5
3
质量百分数/% 0.01 0.21 0.78 13.0 16.0 12.0 8.0 50.0 Ql)??1.03?10?3?(83?102)2?1.36?10?3?96.5cmH2O Qg226.1?10?9?l?gCCdpf?p2?g由（6－55）Pi?exp[?]?e?0.33d2p
粒径小于0.1?m所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于20.0?m，除尘效率约为1；因此
0.21?0.33?0.320.78?0.33?0.75213.0?0.33?3216.0?0.33?7.52?e??e??e??e100100100100 12.0?0.33?12.528.0?0.33?17.52??e??e?0.01520100P?故??1?P?98.48%。
3
－5
3
6.19 水以液气比12L/m的速率进入文丘里管，喉管气速116m/s，气体粘度为
1.845×10Pa.s，颗粒密度为1.789g/cm，平均粒径为1.2?m，f取0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失和穿透率。
解：?p??1.03?10?32Tv(Ql)??1.03?10?3?(11600)2?12?10?3?1663cmH2O Qg坎宁汉修正CC?1?0.1720.172?1??1.143 dp1.2Pi?exp[??exp[?226.1?10?9?l?gCCdpf?p??92g]226.1?10?1?1.789?1.143?1.2?0.22?1663]?0(1.845?10?4)2
6.20 设计一个带有旋风分离器的文丘里洗涤器，用来处理锅炉在1atm和510.8K条件下排出的气流，其流量为7.1m/s，要求压降为152.4cmH2O，以达到要求的处理效率。估算洗涤器的尺寸。 解：设气液比1L/m，dp=1.2?m，?p3
3
?1.8g/cm3，f=0.25。在1atm与510.K下查得
?g?2.99?10?5Pa?s。
由?p??1.03?10?32Tv(Ql)??1.03?10?3?v2?1.0?10?3?152.4cmH2O可解得 Qg7.1?0.058m2，D=272mm。
121.6T
v=121.6m/s。故喉管面积S?取喉管长度300mm，通气管直径D1=544mm。?1?24?，?2?6?，则
L1?D1?DT?D?DT?ctg1?640mm?0.64m，L2?2ctg2?3.13m 2222（取D2=600mm）。
6.21 直径为2mm的雨滴以其终末沉降速度穿过300m厚的大气近地层，大气中含有粒径为3?m的球形颗粒，颗粒的质量浓度为80?g/m。 1）每个雨滴下降过程中可以捕集多少颗粒？
2）由于捕集这些颗粒，雨滴的质量增加了百分之几？
解：由《Air Pollution Control Engineering》P300 9.48式 M9.18读取。取?p3??42DD?zc?t。?t通过P293 Figure
?2?103kg/m3，雨滴
?3Db=2mm，处于牛顿区，利用《大气污染控制工程》P150（5
－83）v?1.74[2.0?10(1.0?103?1.205)?9.81/1.205]1/2?7.0m/s。因此，
2?pdpv2?103?(3?10?6)2?7.0Ns???0.912。从Figure 9.18读出?t=0.11（Cylinder）。
18?Db18?1.82?10?5?2?10?3故M=
?4?(2?10?3)2?300?80?0.11?0.0083?g。
13?D??4.19?103?g。故质量增加了1.98×106－4
而液滴本身M'?%。
6.22 以2.5mm/h的速率发生了大面积降雨，雨滴的平均直径为2mm，其捕集空气中的悬浮颗粒物的效率为0.1，若净化空气中90％的悬浮颗粒物，这场雨至少要持续多长时间？ 解：由《Air Pollution Control Engineering》公式 lnC1.5QL????t。代入已知数据 C0DDA1.52.5?10?3Aln0.1???0.1??t??t?12.3h，即需持续半天左右的时间。
A2?1036.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系统的操作条件：1atm，288K，进口处浓度9.15g/m，布袋破裂前的出口浓度0.0458g/m，被污染气体的体积流量14158m/h，布袋室数为6，每室中的布袋数100，布袋直径15cm，系统的压降1500Pa，破裂的布袋数为2。 解：?3
3
3
?9.15?0.0458?100%?99.5%
9.15设破裂2个布袋后气体流量分配不变，近似求得出口浓度如下：
C'?59829.15?0.0761C0(1??)?C0?0.0761g/m3。因此???100%?99.2%。 6006009.153
6.24 某袋式除尘器在恒定的气流速度下运行30min。此期间处理烟气70.8m，系统的最初和最终的压降分别为40Pa和400Pa，假如在最终压力下过滤器再操作1小时，计算另外的气体处理量。 解：设恒定速度v1，则
?gxfKfv1?40，
v2??gxfKfv1??gxpKpKpv1?400。 v2?400
若在400Pa压降下继续，则
?gxfKf?gxp1Kpv2??gxp2?360Q2360Q2v240360400v2?v2?v2?400?v2??400 v1v1v1Q1v170.8v1?dQ2dQ2400?30dQ2360?30Q2dQ2??400?169.5?2.15Q?400 2270.8dtdtdtdt70.83
解此微分方程得Q2=90.1m。
6.25 利用清洁滤袋进行一次实验，以测定粉尘的渗透率，气流通过清洁滤袋的压力损失为250Pa，300K的气体以1.8m/min的流速通过滤袋，滤饼密度1.2g/cm，总压力损失与沉积粉尘质量的关系如下。试确定粉尘的渗透率（以m表示），假如滤袋面积为100.0cm。
2
23
?p/Pa M/kg 612 666 774 900 990 1062 1152 0.002 0.004 0.010 0.02 0.028 0.034 0.042 解：当T=300K时，??1.86?10?5Pa?s，v=1.8m/min=0.03m/s。
M??xpS，xp?MMM?? 3?4?S1.2?10?100?1012M?1.86?10?5?0.03/Kp。利用所给数据进行线性拟和， 12M?p?13146x?616.51，即?1.86?10?5?0.03/Kp?13146，K=3.53×10
12?p?b?p
3
3
－122
m。
6.26 除尘器系统的处理烟气量为10000m/h，初始含尘浓度为6g/m，拟采用逆气流反吹清灰袋式除尘器，选用涤纶绒布滤料，要求进入除尘器的气体温度不超过393K，除尘器压力损失不超过1200Pa，烟气性质近似于空气。试确定：
1）过滤速度；2）粉尘负荷；3）除尘器压力损失；4）最大清灰周期；5）滤袋面积；6）滤袋的尺寸（直径和长度）和滤袋条数。
解：1）过滤气速估计为vF=1.0m/min。 2）除尘效率为99%，则粉尘负荷W?vF?Ct?0.99?6t?5.94tg/m2。
??PE??Pp
3）除尘器压力损失可考虑为?P??PtPa； ?PE?SE?vF?350t为清洁滤料损失，考虑为120Pa；?P?Pp?Rpv2?Ct?9.5?12?5.94t?56.43tPa,Rp取9.50N?min/(g?m)；
故?P??Pt??PE??Pp?350?120?56.43t(Pa)?470?56.43t(Pa)。
4）因除尘器压降小于1200Pa，故470?56.43t(Pa)?1200,t?12.9min即最大清灰周期。5）
A?Q10000?393??240m2。
60vF60?1?27326）取滤袋d=0.8m，l=2m。a??dl?5.03m，n?A?47.7，取48条布袋。 a6.27 据报道美国原子能委员会曾运用2m深的沙滤床捕集细粒子，卡尔弗特建议用下式估算细粒子的穿透
27ZvsDpa)。其中：Z=在气流方向上床的长度；v=气体的表面流速；D率。P?exp(?9Dc2?g?s
pa
=细粒子的空气
动力学直径；??沙滤床的孔隙率；Dc=沙滤床的沙粒的直径；?g?气体的粘度。
?0.3，试估算沙滤床的捕集效率；
1）若dpa=0.5?m，Dc=1.0mm，vs=6cm/s，?2）欲获得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少应多厚？ 3）推导该效率方程式。
72?0.06?(0.5?10?6)2?1000解：1）将已知数据代入所给公式P?exp[??]?0.0139，
9(1?10?3)2?0.3?1.82?10?5??98.6%
27ZvsDpa)?0.001 可得z>=3.23m。 2）由P?exp(?29Dc?g??NVcD2?p) 3）由《Air Pollution Control Engineering》公式，穿透率P?exp(?9Wi?取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/?，Dpa2?D2?pa，代入上式
222?ZVsDpa7ZVsDpaP?exp(?)?exp(?) （近似取2??7） 229Dc?g?9Dc?g?6.28 图6－50表明滤料的粉尘负荷和表面过滤气速对过滤效率的影响。当粉尘负荷为140g/m时，试求：
2
1）对于图中显示的四种过滤气速，分别求相应的过滤效率；
2）假定滤饼的孔隙滤为0.3，颗粒的真密度为2.0g/cm，试求滤饼的厚度；
3）当烟气中含尘初始浓度为0.8g/m时，对于图中最低部的曲线，至少应操作多长时间才能达到上述过滤效率？
3
3
0.8?0.14?100%?82.5%
0.80.8?0.014?100%?97.75% 过滤气速为1.52m/min 效率??0.8解：1）过滤气速为3.35m/min 效率??