气溶胶力学第一章课件.ppt

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1、气溶胶力学气溶胶力学气溶胶：气体介质中加入固态或液态粒子而形成的分散体系。气溶胶力学：研究气溶胶粒子的形成.运动.沉降.飞扬.扩散和凝并的科学。第一章气溶胶粒子的物理性质一气溶胶粒子的形态与分类二气溶胶粒子的大小三气溶胶粒子的形状四气溶胶粒子的密度五气溶胶粒子的其他性质六气溶胶粒子的粒径分布七气溶胶粒子的粒径分布函数八气溶胶粒子的表面积九气溶胶粒子的光学性质十气溶胶粒子的电学性质十一气溶胶粒子粒径范围的分类一气溶胶粒子的形态与分类粒状污染物的分类方法有多种，在大气污染方面常用德林卡和哈奇德的分类方法，见下表。表1.1德林卡和哈奇

2、德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1～100破碎、筛分、运输、机械加工、扬尘凝结固体烟雾0.1～1燃烧焊接、金属冶炼、熔解、蒸发、升华、凝聚烟0.001～0.3木材、纸、布、油、煤、香烟等燃烧而形成液体粒子霭1～100蒸汽的凝结、化学反应、液体喷雾等雾5～50水蒸气的凝结二气溶胶粒子的大小建立粒子粒径的概念是为了对固体或液体分散相进行分类,仅在球形粒子的特殊情况下才可用直径唯一的加以规定.对非球形粒子的一般情况,可用等效直径来规定粒子的大小.不规则粒子的大小可用等效径，又称当量径表示。表1.2列出了一些主要等效

3、径的表示方法。表1.2不规则形状粒子的等效直径等效直径定义数学表达式长度直径直径在一给定方向上测量平均直径在多个方向上测量后取平均投影－周长直径有与粒子同样周长的圆的直径投影－面积直径有与粒子同样投影面积的圆的直径表面积直径有与粒子同样表面积的圆的直径体积直径与粒子同体积的球的直径斯托克斯直径与粒子同密度和同沉降速度的球的直径P－粒子的投影周长；－粒子的投影面积；－粒子的表面积；－粒子的体积；－粒子的沉降速度；－粒子的密度；－空气的密度；－空气的动力学黏度；－重力加速度。三气溶胶粒子的形状粒子的不规则形状可概括为三大类：近似立方

4、体——粒子的三个方向的尺寸有大致相同的大小；板状——在两个方向上有比第三个方向上更大的长度；针状——在一个方向上有比另两个方向上更大的长度。在等效概念下，不规则几何形状的粒子可以用球，立方体，圆柱体，回转椭圆体等规则几何形状来近似的描述：球体：直径=d；立方体：边长=a；圆柱体：长=ﺎ；直径=d；回转椭圆体：极半径=b，赤道半径=r，若β=b/r，对于球体β=1，对于长椭圆β〉1，对于扁椭圆β〈1。球形度φ：同体积的球形粒子表面积与粒子实际表面积之比。φ值小于1。立方体φ=0.806圆柱体φ=2.62（ﺎ/d）²/³（1+2ℓ/

5、d）动力形状系数k：k=(de/ds)²（1-1）de表示等效直径；ds表示沉降直径对于球体k=1.0，对于非球体粒子，等效直径总是大于沉降直径的，所以k值总是大于1.0。球形度φ和动力形状系数k的关系：k=(0.834㏒φ/0.065)ˉ¹（1-2）如果确定了粒子的球形度，就可以利用（1-1）和（1-2）式进行等效直径之间的换算。四气溶胶粒子的密度气溶胶粒子的密度是影响粒子运动的重要因素，重力作为粒子所受的一种外力，与粒子的密度成正比，粒子的密度越大，则粒子运动的惯性力也越大。颗粒真密度：将吸附在粒子表面内部的空气排出后测得的

6、粒子自身的密度。堆积密度：呈堆积状态存在的粒子，将包括颗粒之间气体空间在内的粉体密度。颗粒的真密度用于研究粒子的运动行为等方面，堆积密度用于存仓或灰斗的容积确定等方面。空隙率：五气溶胶粒子的其他性质1润湿性尘粒与液体附着的难易程度称为粉尘的润湿性。根据颗粒能被水润湿的程度，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中粒子的润湿速度来表征。通常，取润湿时间为20min，测出此时间的润湿高度L20(mm)，于是润湿速度为按作为评定粒子的润湿性的指标，可将颗粒物分为4类，见表1.3粉尘类型ⅠⅡⅢⅣ润湿性绝对憎水憎水中

7、等亲水强亲水υ20/mm•min-1<0.50.5～2.52.5～8.0>8.0颗粒物举例石蜡、沥青石墨、煤、硫玻璃微珠、石英锅炉飞灰、钙在除尘技术中，粉尘的润湿性是设计或选用除尘设备的主要依据之一。对于润湿性好的亲水性颗粒物，可考虑湿式净化。2安息角和滑动角安息角：尘粒自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面的夹角。滑动角：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大。安息角与滑动角是设计除尘器灰斗(或粉料仓)锥度、粉体输送管道倾斜度的主要依据。影响粉尘安息角与滑动角的因素有：粒径、含水率、

8、粒子形状、粒子表面光洁度、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゜。3粒子的磨损性固体颗粒物的磨损性是气溶胶粒子在流动过程中对器壁或管壁的磨损性能。对刚性壁表现为碰撞磨损，对塑性壁表现为切削磨