除塵技術(shù)基礎(chǔ)

第3章除塵技術(shù)基礎(chǔ)顆粒的粒徑及粒徑分布顆粒物的其它物理性質(zhì)除塵器的性能

第3章除塵技術(shù)基礎(chǔ)掌握顆粒粒徑分布特點(diǎn)掌握顆粒物的其它物理性質(zhì)掌握除塵器的關(guān)鍵參數(shù)第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布顆粒的粒徑通常將粒徑分為代表單個(gè)顆粒的單一粒徑和代表各種不同大小顆粒的平均粒徑．第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布單一粒徑投影徑幾何當(dāng)量徑物理當(dāng)量徑第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布Heywood測(cè)定分析表明，同一顆粒的dF>dＨ>dM投影徑定向直徑dF（Feret

直徑）：各顆粒在投影圖中同一方向上的最大投影長(zhǎng)度．定向面積等分直徑dM（Martin直徑）：各顆粒在投影圖中同一方向?qū)㈩w粒投影面積二等分的線段長(zhǎng)度.圓等直徑DＨ（Heywood直徑）：與顆粒投影面積相等的圓的直徑.顆粒的直徑顯微鏡法觀測(cè)粒徑直徑的三種方法a-定向直徑b-定向面積等分直徑c-投影面積直徑第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布幾何當(dāng)量徑取為顆粒的某一幾何量（面積、體積）相同的球形顆粒的直徑為其幾何當(dāng)量直徑，如球等直徑，系與被測(cè)顆粒體積相等的球的直徑．第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布物理當(dāng)量徑取與顆粒的某一物理量相同的球形顆粒的直徑為其物理當(dāng)量直徑．物理當(dāng)量徑

斯托克斯徑

空氣動(dòng)力學(xué)直徑

第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布斯托克斯徑dst是與被測(cè)顆粒的密度相同，終末沉降速度相同的球的直徑。當(dāng)顆粒雷諾數(shù)小于1時(shí)，斯托克斯徑的定義式為式中流體的粘度，Pa.s顆粒的密度，kg/m3流體的密度，kg/m3終末沉降速度，m/s第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布空氣動(dòng)力學(xué)直徑da

是指在空氣中與顆粒的沉降速度相同的單位密度的球的直徑。斯托克斯徑與空氣動(dòng)力學(xué)徑的關(guān)系為平均粒徑名稱計(jì)算公式物理意義算術(shù)平均值單一徑的算術(shù)平均值面積長(zhǎng)度平均徑表面積總和除以直徑的總和體面積平均徑全部粒子的體積除以總表面積質(zhì)量平均徑總質(zhì)量，總個(gè)數(shù)平均表面積徑總面積除總個(gè)數(shù)的平方根比表面積徑由比表面積計(jì)算得來中位徑粒徑分布的累積值為50%時(shí)眾徑粒徑中頻度最高的粒徑粒徑分布（針對(duì)于顆粒群）sizedistribution粒徑分布指某種粉塵中，不同粒徑的顆粒所占的比例，也稱粉塵的分散度。粒徑分布可以用顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或個(gè)數(shù)百分比來表示，前者稱為質(zhì)量分布，后者稱為粒數(shù)分布。粒徑分布的表示方法有列表法、圖示法和函數(shù)法。粒徑分布——頻率分布頻率分布g(%):

粒徑至之間的塵樣質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分比，即式中

Δm___顆粒為dp至dp+Δp間隔的塵樣質(zhì)量，kgm0___為試樣總質(zhì)量,kg粒徑分布——頻率密度分布頻率密度分布f(%.μm-1):

簡(jiǎn)稱頻率分布，是指單位粒徑間隔寬度時(shí)的頻率分布，即粒徑間隔寬度Δdp=1μm時(shí)塵樣質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分比。其計(jì)算式為粒徑分布分組號(hào)123456789粒徑間隔dp6-1010-1414-1818-2222-2626-3030-3434-3838-42間隔寬度444444444粉塵質(zhì)量0.0120.0980.360.640.860.890.80.460.16頻率分布0.32.38.415.020.120.818.710.73.7頻度分布0.070.572.103.755.035.204.682.670.92篩上10099.897.589.174.154.033.214.53.8篩下00.22.510.925.946.066.885.596.2粒徑分布篩上累積頻率：大于某一粒徑的所有顆粒質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分比。篩下累積頻率：小于某一粒徑的所有顆粒質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分比。粒徑分布函數(shù)正態(tài)分布式中正態(tài)分布函數(shù)很少用于描述粉塵的粒徑分布，因?yàn)榇蠖鄶?shù)粉塵的頻度曲線向大顆粒方向偏移.粒徑的算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差顆粒的個(gè)數(shù)粒徑分布函數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布以lndp代替dp得到的正態(tài)分布的頻度曲線為粒徑的幾何平均值幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差粒徑分布函數(shù)羅辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）常用的R-R分布函數(shù)表達(dá)式式中顆粒粒徑分布系數(shù)粒徑的分布指數(shù)粒徑分布函數(shù)羅辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）R－R的適用范圍較廣，特別對(duì)破碎、研磨、篩分過程產(chǎn)生的較細(xì)粉塵更為適用分布指數(shù)n>1時(shí)，近似于對(duì)數(shù)正態(tài)分布；n>3時(shí)，更適合于正態(tài)分布顯微鏡法

用放大率450-600倍的顯微鏡，對(duì)塵粒逐個(gè)測(cè)量，從而取得定向徑、定向面積等分徑。在測(cè)量時(shí)要求整個(gè)視野范圍內(nèi)的塵粒數(shù)不超過50-70個(gè)。每次最少測(cè)量200個(gè)以上。也可在顯微鏡外部加一個(gè)電視攝像機(jī)，進(jìn)行掃描測(cè)定。顆粒粒徑分布的測(cè)定方法篩分法取100g塵樣為標(biāo)準(zhǔn)，通過一套篩子進(jìn)行篩分，按不同孔組上殘留率進(jìn)行計(jì)算，找出占總質(zhì)量的百分比。篩分直徑：顆粒能夠通過的最小方篩孔的寬度.顆粒粒徑分布的測(cè)定方法庫爾特計(jì)數(shù)器

庫爾特（Coulter）計(jì)數(shù)器是細(xì)孔通過法的一種，它是使塵粒在電解介質(zhì)中通過孔口，由于電阻的變化而引起的電壓波動(dòng)，其波動(dòng)值與塵粒的體積成正比。測(cè)定的范圍為0.6-500μm,需要試樣少，分析快，只需幾十秒鐘。顆粒粒徑分布的測(cè)定方法顆粒粒徑分布的測(cè)定方法沉降法斯托克斯（Stokes）直徑ds：同一流體中與顆粒密度相同、沉降速度相等的圓球直徑;空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑da：在空氣中與顆粒沉降速度相等的單位密度（1g/m3）的圓球的直徑;斯托克斯直徑和空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑與顆粒的空氣動(dòng)力學(xué)行為密切相關(guān)，是除塵技術(shù)中應(yīng)用最多的兩種直徑。第二節(jié)顆粒的物理性質(zhì)顆粒的密度單位體積顆粒的質(zhì)量，kg/m3或g/cm3;若顆粒體積不包括顆粒內(nèi)部和之間的縫隙－真密度用堆積體積計(jì)算——堆積密度;空隙率——粉塵顆粒間和內(nèi)部空隙的體積與堆積總體積之比.顆粒的比表面積單位體積顆粒所具有的總表面積Sp對(duì)于平均粒徑為dp，空隙率ε的表面光滑球顆粒，其比表面積定義為對(duì)于非球形顆粒組成的粉塵，其比表面積定義為顆粒的含水率顆粒中的水分包括附在顆粒表面和包含在凹坑和細(xì)孔中的自由水分、顆粒內(nèi)部的結(jié)合水分以及顆粒的化學(xué)結(jié)合水（如結(jié)晶水）;含水率－水分質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量之比;含水率影響粉塵的導(dǎo)電性、粘附性、流動(dòng)性等物理特性.顆粒的潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性－顆粒物的顆粒與液體接觸后能夠互相附著或附著的難易程度的性質(zhì);潤(rùn)濕性與顆粒的種類、粒徑、形狀、生成條件、組分、溫度、含水率、表面粗糙度及荷電性有關(guān)，還與液體的表面張力及塵粒與液體之間的粘附力和接觸方式有關(guān)。顆粒的潤(rùn)濕性顆粒的潤(rùn)濕性隨壓力增大而增大，隨溫度升高而下降;潤(rùn)濕性是選擇濕式除塵器的主要依據(jù).顆粒的荷電性和導(dǎo)電性顆粒的荷電性天然粉塵和工業(yè)粉塵幾乎都帶有一定的電荷;荷電因素－電離輻射、高壓放電、高溫產(chǎn)生的離子或電子被捕獲、顆粒間或顆粒與壁面間摩擦過程中荷電;天然粉塵和人工粉塵的荷電量一般為最大荷電量的1/10;荷電量隨溫度增高、表面積增大及含水率減小而增加，且與化學(xué)組成有關(guān).顆粒的荷電性和導(dǎo)電性顆粒的導(dǎo)電性比電阻導(dǎo)電機(jī)制：高溫（200oC以上），顆粒本體內(nèi)部的電子和離子—體積比電阻;低溫（100oC以下），顆粒表面吸附的水分或其他化學(xué)物質(zhì)－表面積比電阻;中間溫度，同時(shí)起作用;比電阻對(duì)電除塵器運(yùn)行有很大影響，最適宜范圍104～1010.顆粒的導(dǎo)電性和荷電性典型溫度－比電阻曲線顆粒的粘附性是指顆粒之間凝聚的可能性或顆粒對(duì)器壁粘附堆積的可能性;粘附力－克服附著現(xiàn)象所需要的力;粘附力：分子力（范德華力）、毛細(xì)力、靜電力（庫侖力）.顆粒的安息角與滑動(dòng)角安息角：顆粒從漏斗連續(xù)落下自然堆積形成的圓錐體母線與地面的夾角;滑動(dòng)角：自然堆積在光滑平板上的顆粒隨平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)顆粒開始發(fā)生滑動(dòng)的平板傾角.顆粒的安息角與滑動(dòng)角安息角與滑動(dòng)角是評(píng)價(jià)顆粒物流動(dòng)特性的重要指標(biāo);安息角和滑動(dòng)角的影響因素：顆粒粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度、顆粒粘性.顆粒的自燃性和爆炸性粉塵的自燃性自燃－存放過程中自然發(fā)熱熱量積累達(dá)到燃點(diǎn)燃燒;自然發(fā)熱的原因－氧化熱、分解熱、聚合熱、發(fā)酵熱;影響因素：粉塵的結(jié)構(gòu)和物化特性、粉塵的存在狀態(tài)和環(huán)境.粉塵的爆炸性粉塵發(fā)生爆炸必備的條件：可燃物與空氣或氧氣構(gòu)成的可燃混合物達(dá)到一定的濃度最低可燃物濃度－爆炸濃度下限爆炸濃度上限存在能量足夠的火源第三節(jié)除塵器的性能評(píng)價(jià)凈化裝置性能的