4
Pa.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??d2?7.85?10?3m2。据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度
Q127?10?3us???0.27m/s。考虑利用过渡区公式： ?3A7.85?10?6014us?.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us=0.27m/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?51.82?10的雾滴最大直径为66?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/m3，风速为1.4m/s，气温293K，气压为101325Pa。
解：粒径为25?m，应处于Stokes区域，考虑忽略坎宁汉修正：
us?2dp?p18?g?3.69?10?2m/s。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，
H4.5??122s，因此L=v.t=1.4×122m=171m。 us3.69?10?236
则下落时间t?
5.15 某种粉尘真密度为2700kg/ m3，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。 ?518?R0.218?2.5?10ut213dp=500?m，粉尘颗粒处于牛顿区：0.55??du??dp?p?。因此
6R2p2cuc?3.03dp?put2R??80.2m/s。经验证，Rep=1307>500，假设成立。
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1.2m3/s。计算能被
37
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v0?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）
dmin18?v0H18?1.82?10?5?2.87?10?2?4.57?6???17.2?10m?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/cm3，空气粘度0.067kg/(kg.h)，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。
解：??0.067kg/(m.h)?1.86?10?5Pa?s
dmin18?v0H18?1.86?10?5?0.3?12?5???8.4?10m?84?m?100?m，符合3?pgL2.5?10?9.81?7层流区假设。
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，??1.05g/cm3，W=20cm，
38
h=0.129cm，??0.000182g/(cm.s)，n=19层。 解：设空气温度为298K，首先进行坎宁汉修正：
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?0.4e?1.100.21]?1.264。故us?2dp?p18?gC?1.58?10?5m/s
usLW(n?1)1.58?10?5?0.5?0.2?20?i???0.525。用同样方法计算可得
Q3.61?10?3/600.83?m粒子的分级效率为0.864。 因此总效率 ?i?0.5(0.525?0.864)?0.695
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0~1 1~5 5~10 10~220~330~440~550~60 >60 /?m 质量百分数/% 3 20 15 0 20 0 16 0 10 0 6 3 7 已知气体粘度为2×10－5，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。
解：按《Air Pollution Control Engineering》公式
?NVcD2?p??1?exp[?()]。
9Wi?33
令?=50%，N=5，Vc=15m/s，W=0.76m，??2?10?5Pa?s，?p=2.9×10kg/m，
39
代入上式得dc=11.78?m。
利用《大气污染控制工程》P170（6－18）?i?(dpi/dc)21?(dpi/dc)2 计算各粒
径粉尘分级效率，由此得总效率????igi?55.3%
6.6 某旋风除尘器处理含有4.58g/m3灰尘的气流（??2.5?10?5Pa?s），其除尘总效率为90%。粉尘分析试验得到下列结果。 粒径范围/?m 捕集粉尘的质量百分逸出粉尘的质量百分数/% 0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0 数/% 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 1.1 1）作出分级效率曲线；2）确定分割粒径。
?i?解：根据《大气污染控制工程》P144（5－53）
???Pg2i/g3i（P=0.1）
计算分级效率，结果如下表所示：
40