气溶胶动力学基础.doc

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1、2气溶腹力学基础将颗粒污染物从气体屮分离出来的基木理论是气溶胶力学。所谓气溶胶是指气体介质屮加入同态或液态粒了而形成的分散体系。以分散相处于悬浮状态的粒了。气溶胶粒子的基本性质2.1.1粒状污染物的来源空气污染包括两方面：室外大气污染和室内污染。空气污染物的来源如图2」所示。自然因索空气污染物111粉尘、眉蒸气、SQ、NO"CO、HCI等气粉尘、凝结固体烟雾、HF、H2S.NOx.HCI.等气体粉尘、设备产生的烟粉尘、联结固体烟雾、HF、HzS、NOX,SO2、CO.HCI放射性粉尘和气体•9••■•••••••■■i•■■•■・■]燃烧焙

2、烧及加热、冶炼和炼焦、水泥与陶瓷采矿及破碎1化学1反应原子能利用粉尘、烟、含硫气体火山，森林火灾人类活动图2.1空气污染源2.1.2粒状污染物的分类粒状污染物的分类方法有多种，在大气污染方面常用徳林卡和哈奇徳的分类方法⑸，见表2.1。表2.1徳林卡和哈奇徳粒状污染物分类方法分类名称粒径生成方式固体粒子粉尘凝结固体烟雾烟1〜1000.1〜10.001〜0.3破碎、筛分、运输、机械加工、扬尘燃烧焊接、金属冶炼、熔解、蒸发、升华、凝聚木材、纸、布、油、煤、香烟等燃烧而形成液体粒了霭1〜1005〜50蒸汽的凝结、化学反应、液体喷雾等水蒸气的凝结不同

3、粒径的粒了所服从徳空气动力学规律是不同的，为了讨论在不同粒径范I韦］内气溶胶粒了的空气动力学性能，在气溶胶力学研究方面，根据粒了的大小分4个区。其分类见表2.2⑹。还可以用克努森数Kn作为分类依据(2.1)式屮A——气体分了平均自由稈，m；dp粒径，mo按的分类方法见表2.2o由分子动力理论，气体分子平均自由程为(2.2)廿“1/rM一0.499pyl而式屮M气体分了的摩尔质量，kg；R——气体常数，Jl(kgK)；T——绝对温度，K；“动力黏度，Pas；p——气体密度，kg/m表2.2根据不同粒径范围定义的气溶胶力学分类方法名称粒径范围

4、自山分子区过渡区滑动区连续区Kn>1010〜0.3<0.3<0.1dp/(Am<0.010.01〜0.4>0.4>1.32.1.3气溶胶粒了的基木性质2.1.3.1粒了的密度由于颗粒表面不光滑和内部有空隙，所以颗粒表面和内部吸附着一定的空气。设法将吸附在粒了表面内部的空气排出示测得的粒了fl身的密度称为颗粒的真密度卩〃。呈堆积状态存在的粒子，将包括颗粒Z间气体空问在内的粉体密度称为堆积密度炖，若空隙率为£，则真密度和堆积密度存在如下关系式屮P»——粒子真密度，kg/m3；pb粒了堆积密度，kg/m'。颗粒的真密度川于研究粒了的运动行为等方面

5、，堆积密度用于存仓或灰斗的容积确定等方血。某些颗粒物的真密度和堆积密度列于表2.3中⑺。表2.3常见工业颗粒物的真密度和堆积密度（kg/m3）名称真密度堆积密度名称真密度堆积密度滑石粉2750590〜710电炉4500600-1500烟尘21501200化铁炉2000800炭照185040黄铜溶解炉4000〜8000250〜1200硅沙粉（0.5〜72pm）2630260铅冶炼6000约500烟灰（0.7〜56Pm）220070烧结炉3000-40001000水泥（0.7〜9lmn）31201500转炉5000700氧化铜(0.9~42um

6、)6400640铜精炼4000〜5000200水泥干燥家3000600石墨2000约300白云石粉尘2800900铸造沙27001000造型用黏土2470720〜800黑墨冋收3100130烧结矿粉3800〜42001500〜2600石灰粉尘27001100锅炉炭末21006002.1.3.2安息角和滑动角尘粒白漏斗连续落到水平板上，堆积成圆锥体。圆锥体的母体线同水平血的夹角称为粉尘的安息角。滑动角系指光滑平板倾斜时粉尘开始滑移的倾斜角。通常滑动角比安息角略人。安息角与精动角是设计除尘器灰斗（或粉料仓）傩度、粉体输送管道倾斜度的主要依据。影

7、响粉尘安息角与滑动角的因素有：粒径、含水率、粒了形状、粒了表血光洁度、粉尘黏性等。一般粉体的安息角为35。〜55。，滑动角为40。〜55°。因此，除尘设备的灰斗倾斜角不应小于55°。2.1.3.3粒子的润湿性尘粒与液体附着的难易程度称为粉尘的润湿性。液体对同体表面的润湿程度，取决于液体分了对固体表面作用力的大小。表面张力愈小的液体，它对固体粒了就愈容易润湿。例如,酒精、煤油的表面张力小，对颗粒的润湿就比水好。根据颗粒能被水润湿的稈度，一般分为亲水性粉尘和疏水性粉尘。粉体的润湿性可以用液体对试管屮粒了的润湿速度来表征。通常,取润湿时间为20m

8、in,测出此时间的润湿高度Wmm）,于是润湿速度％为(2.4)"20按匕°作为评定粒子的润湿性的指标，可将颗粒物分为4类，见表2.4。表2.4水对粉尘的润湿性粉尘类型I]]TTT