发布时间 : 星期一 文章5《大气污染控制工程》教案-第五章更新完毕开始阅读
①筛下累积频率F（或G）表达式：
F(dp)?②频率密度函数：
12?ln?gdF(dp)ddp?lndp??exp[?(lndp/dg2ln?g)2]d(lndp).........(5?20)
p(dp)?lndp/dg21exp[?()]............(5?21)
2?dpln?g2ln?g式中：dg——几何平均粒径。
σg——几何标准偏差，定义为： ③ ln?g?n(lndp?[ii/dg)2N?1]............(5?22)
12④累积频率曲线在对数概率坐标纸上为一直线，斜率σg取决于：
?g?d84.1d50d??(84.1)1/2..............(5?23) d50d15.9d15.9⑤平均粒径的换算关系为：（MMD质量中位粒径、NMD个数中位粒径、SMD面积中位粒径） lnMMD=lnNMD+3ln2σg……………..(5-24) lnSMD=lnNMD+2ln2σg……………...(5-25)
⑥可由σg、MMD（或NMD）计算出各种平均粒径。
15lndL?lnNMD?ln2?g?lnMMD?ln2?g22lndS?lnNMD?ln2?g?lnMMD?2ln2?g33lndV?lnNMD?ln2?g?lnMMD?ln2?g22
表面积-体积平均粒径： lndSV?lnNMD?51ln?g?lnMMD?ln2?g 22
3、罗辛－拉姆勒分布（自学）
第二节 粉尘的物理性质
本节主要介绍粉尘的物理性质，包括粉尘的密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、导电性、黏附性、自燃性和爆炸性。 一、粉尘的密度
单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，单位kg/m3或g/cm3。
根据粉尘测定条件及应用条件的不同，可分为真密度和堆积密度。
(1)真密度：不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度，称为粉尘的真密度，以ρp表示。
(2)堆积密度：包括物体颗粒之间和颗粒内部的空隙体和会求得的密度称为堆积密度，用ρb表示。
若将粉体颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉尘的总体积之比称为空隙率，用ε表示，则空隙率ε与ρb和ρp
之间的关系为： ρb=(1-ε)ρp…………………..（5-37）（请同学们课下推导此公式） 二、粉尘的安息角与滑动角
安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角。也称动安息角或堆积角。
滑动角：指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角；也成静安息角。
影响粉尘安息角和滑动角的因素主要有：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度及粉尘粘性等。对于一种粉尘，粒径越小，安息角越大；粉尘含水率增加，安息角增大；表面越光滑和越接近球形的颗粒，安息角越小。
粉尘的安息角与滑动角是评价粉尘流动性的一个重要指标。安息角小的粉尘，其流动性好；安息角大的粉尘，其流动性差。粉尘的安息角与滑动角是设计除尘器灰斗（或粉料仓）的锥角及除尘管路或输灰管路倾斜角的主要依据。
三、粉尘的比表面积
粉状物料的许多理化性质，往往与其表面积大小有关，细颗粒往往表现出显著的物理、化学活动性。 比表面积：单位体积(或质量)粉尘所具有的表面积。
①以粉尘自身体积(即净体积)为基准表示的比表面积SV，定义为：
Sv?S6?（cm2/cm3）??????5?38? Vdsv式中：S——粉尘的平均表面积，cm2；dsv——粉尘的表面积体积平均粒径，cm。
V——粉尘的平均体积，cm3；
②以粉尘质量为基准表示的比表面积Sm，定义为：
Sm?S6?(cm2/g).............(5?39) ?pV?pdsv式中:ρp——粉尘真密度，g/cm3。
③以粉尘堆积体积为基准表示的比表面积Sb，定义为：
Sb?S(1??)6(1??)?(1??)Sv?(cm2/cm3)........(5?40) Vdsv注：堆积体积Vb=(1-ε)Vp，按照定义可得到5-40式。
四、粉尘的含水率
粉尘中的水分包括附着在颗粒表面上的和包含在凹坑处与细孔中的自由水分，以及紧密结合在颗粒内部的结合水分。
粉尘中的水分含量，用含水率w表示，指粉尘中所含水分质量与粉尘总质量（包括干粉尘与水分）之比。 粉尘含水率的大小，会影响到粉尘的其他物理性质，如导电性、黏附性、流动性等，所有这些在设计除尘装置时都必须加以考虑。 五、粉尘的润湿性
粉尘颗粒能否与液体相互附着或附着难易程度的性质称为粉尘的润湿性。当尘粒与液体接触时，接触面能扩大而相互附着，就是能润湿；反之，接触面趋于缩小而不能附着，则是不能润湿。一般根据粉尘能被液体润湿的程度将粉尘大致分为两类：容易被水润湿的亲水性粉尘（润湿性粉尘），难以被水润湿的疏水性粉尘（非润湿性粉尘）。
粉尘的润湿性用液体对试管中粉尘的润湿速度来表征。通常取润湿时间为20min，测出此时的润湿高度L20（mm），于是润湿速度为： v20?L20(mm/min).................(5?41) 20粉尘的润湿性与粉尘的性质，如粒径，生成条件、温度、含水率、表面粗糙度、荷电性等有关，还与液体的表面张力、尘粒和液体间的粘附力及相对运动速度等有关。此外，粉尘的润湿性还随压力的增加而增加，随
温度升高而减小，随液体表面张力减小而增强。
润湿性是选用湿式除尘器的主要依据；各种湿式除尘装置，主要是依靠粉尘与水的润湿作用来捕集粉尘的。 六、粉尘的荷电性及导电性
l.粉尘的荷电性
粉尘在其产生及运动过程中，由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电及接触带电体等原因，几乎总是带有一定量的电荷。粉尘荷电后将改变其某些物理性质，如凝聚性、附着性及在气体中的稳定性等。粉尘的荷电量随温度增高、表面积加大和含水率减小而增加，还与其化学组成有关。
粉尘的荷电在除尘中有重要作用，如电除尘器就是利用粉尘的荷电而除尘的， 2.粉尘的导电性
粉尘的导电性与金属导线类似，用电阻率（比电阻）ρd表示。
?d?V(??cm)..........(5?42) J?式中：V——通过粉尘层的电压，V；
J——通过粉尘层的电流密度，A/cm2； δ——粉尘层的厚度，cm。
粉尘的导电机制有两种，取决于粉尘、气体的温度和组成成分。在表面导电占优势的低温范围内（100℃以下），粉尘电阻称为表面电阻率，其值随温度升高而增大，随含水率增大而减小；在体积导电占优势的高温范围（200℃以上）内，粉尘比电阻称为体积电阻率，其值随温度升高而减小；在两种导电机制皆重要的中间温度范围内，粉尘比电阻是表面比电阻和容积比电阻的合成。其值最高。见图（5-11）P148 七、粉尘的粘附性
粉尘颗粒附着在固体表面上，或者颗粒彼此相互附着的现象称为粘附。后者也称自粘。 附着强度，即克服附着现象所需要的力(垂直作用在粒粒重心上)称为粘附力。 粉尘的粘附是一种常见的实际现象，既有其有利的一面，也有其有害的一面。 颗粒之间的粘附力有三种：分子力、毛细力和静电力。
断裂强度表征粉尘自黏性的基本指标，在数值上等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积。根据断裂强度的大小，将各种粉尘分为四类：不黏性、微黏性、中等黏性和强黏性。见表5-9。 八、粉尘的自燃性和爆炸性
1.粉尘的自燃性
自燃指粉尘在常温下存放过程中自然发热，此热量经长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起的燃烧现象。 粉尘自烟的原因在于自然发热，并且产热速率超过排热速率，使物系热量不断积累所致。引起粉尘自燃发热的原因有：①氧化热；②分解热；③聚合热；④发酵热。
2.粉尘的爆炸性
这里所说的爆炸是指可燃物的剧烈氧化作用，在瞬间产生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温度和压力，故称为化学爆炸。可燃物包括可燃粉尘、可燃气体和蒸气等。
引起可燃物爆炸必须具备的条件有两个：一是由可燃物与空气或氧构成的可燃混合物达到一定的浓度（上限和下限）；二是存在能量足够的火源。
可燃混合物中可燃物的浓度，只有在一定范围内才能引起爆炸。能够引起可燃混合物爆炸的最低可燃物浓度，称为爆炸浓度下限；最高可燃物浓度称为爆炸浓度上限。在可燃物浓度低于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限时，均无爆炸危险。由于上限浓度值过大(如糖粉在空气中的爆炸浓度上限为13.5kg／m3)，在多数场合下都达不到，故实际意义不大。 ’
此外，有些粉尘与水接触后会引起自燃或爆炸，如镁粉、碳化钙粉等；有些粉尘互相接触或混合后也会引起爆炸，磷、锌粉与镁粉等。
第三节 净化装置的性能
评价净化装置性能的指标，包括技术指标和经济指标两方面。技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。本节以净化效率为主来介绍净化装置技术性能的表示方法。