大气污染控制工程课后完整答案

1、大气污染控制工程作业集第一章干洁空气的平均分子量为 28.966，在标准状态下(273.15K, 101325Pa)密度为1.293 kg / m3。1血红蛋白暴露于CO和02两种气体混合物中所产生的 COHb和O2Hb的平衡浓度可用如下方程表示:COHbPc。M电OzHbPo2式中：pco、 Po2吸入气体中co和O2的分压；M 常数，在人的血液范围中为200250。例：受污染的空气中CO浓度为10010-6，如果吸入人体肺中的CO全部被血液吸收，试 估算人体血液中COHb的饱和浓度。解：设人体肺部气体中氧的含量与环境空气中氧含量相同，即为21%，取M=210，则有COHbO2HbPco21

2、0 1002 1 1 02理0.1即血液中CO与02之比为1:10则血液中CO的饱和度为y。0911%COHb _ COHb/OzHb COHb O2Hb - 1 COHb /O2Hb这一值略为偏低，是因为吸入空气中的氧被停留在肺中的气体所稀释的缘故。2、假设光衰减只是由于微粒散射造成的，微粒为尺寸相同的球体，且分布均匀，则能见度可按如下近似方程估算:,2.6*pL(m)KP式中：视线方向上的颗粒浓度，mg/m3 ；颗粒的密度，kg/m3 ；dp 颗粒直径， 丄m ；K 散射率，即受颗粒作用的波阵面积与颗粒面积之比。根据范德赫尔斯提出的数据，不吸收光的球体散射率K值一般在1.72.5左右变化。

3、实测数据表明，在空气相对湿度超过70%时，按上式计算可能产生较大误差。因为天然的气溶胶微粒及很多大气污染物都是吸湿的，在相对湿度70%80%的范围内开始潮解或发生吸湿反应，从而使颗粒粒径增大。例：大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0，密度为2500 kg / m3，如果散射率k=2，能见度为8000m时颗粒物的浓度是多少?解:、26pdp2.6 2500 1.03-0.406mg / mKLv2x8000这是城市大气中颗粒物浓度的典型值。当大气能见度低于8000m时，主要机场飞机的起降率则必须减少。3、空气污染指数的计算方法污染物的分指数|k，可由其实测浓度值 ，按照分段线性方程计算。对于第k种

4、污染物的第j个转折点（Pk,j，L,j）的分指数值Ik,j和相应浓度值Pk,j，可查“空气浓度指数分级浓度限值”表确定。| kk j当第k种污染物浓度为k,j:,j i时，则其分指数为Ik二 （Ik,ji -Ik,j） Tk,jI k,j 卅-k,j式中：Ik 第k种污染物的污染分指数；3 第k种污染物平均浓度的监测值，mg/mN ；I k,j 第k种污染物j转折点的污染分指数值;lk,j卅一一第k种污染物j+1转折点的污染分指数值;Ik,j)，m mPk,j 第j转折点上k种污染物的浓度限值（对应于Pk j卅一一第j+1转折点上k种污染物的浓度限值（对应于污染指数的计算结果只保留整数，小数点

5、后的数值全部进位。API，则该种污染物即各种污染物的污染分指数都计算岀以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数 为该区域或城市空气中的首要污染物。APK50时，则不报告首要污染物。例：某城市各监测点测得污染物日平均浓度如下TSP = 0.35mgLmN ，SO2 -0.18mmNNOx =0.12mg_mN ，请计算该城市的空气污染指数api解: tsp： Ctsp =0.35mgLmN ，Ctsp,2 = 0.30mgLmN ，Ctsp,3 = 0.50mmN1 TSP ,3= 200，1 TSP ,2= 100ITSPCTSP CTSP,2CTSP,3-CTSP,2(ITSP,3-ITS

6、P,2TSP,2(200-100) 100 = 125同理可得 I NO =1401 SO 2综上可知，NOx为该城市空气中的首要污染物，空气质量级别为山级，轻度污染表3.8空气污染指数分级浓度限值转折上口 点号污染指数污染物浓度/ （mg- m-3）APISO2（日均值）NOx（日均值）PM10（日均值）TSP（日均值）SO2（小时均值）NO2（小时均值）CO（小时 均值）O3（小时均值）1500.0500.0800.0500.1200.250.1250.12021000.1500.1200.1500.3000.500.24100.20032000.8000.2800.2500.5001.6

7、01.13600.40043001.6000.5650.4200.6252.402.26900.80054002.1000.7500.5000.8753.203.001201.00065002.6200.9400.6001.0004.003.751501.200表3.9空气污染指数范围及相应的空气质量级别污染指数质量级别质量描述对健康的影响对应空气质量的适用范围0 50I优秀可正常活动自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保 护的地区51 100n良好可正常活动为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民 混合区、文化区、一般工业区和农村101200m轻度污染长期接触，易感人群症状有轻度加 居腹健康人

8、群岀现刺激症状特定工业区201300IV中度污染一定时间接触后，心脏病和肺病患 者症状显著加剧，运动耐受力降 低，健康人群普遍岀现症状 300V重度污染健康人明显强烈症状，降低运动耐 受力，提前岀现某些疾病1mg/L =1mg/1000g =1 10,质量分数）=1ppmjig / L =jig/1000g =1 10（质量分数）=1ppbC p( ppm ) =22.4oM c ( mg/m )气体分子量体积比气体分子量Ar%0.00934 39.9428.97 1100% =1.29%CO2%0.00033 44.0128.97 1100% = 0.05%1.1干洁空气中N2,02, Ar

9、和CO2气体所占的质量分数是多少?解：按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol , no2=0.209mol, nAr=0.00934mol， nco2=0.00033mol。质量百分数为07812821 10075.51%，28.97 102 % = 0.209 32.00 100% = 23.08%28.97 11.2根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出SQ、NO2、CO三种污染物日平均浓度限值的体积分数。解：由我国环境空气质量标准二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：1 10322.4SO2 : 0.15mg/m3，NO2 : 0.12mg/

10、m3， CO : 4.00mg/m3。按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为=44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为:SO2：0.15 100.052 ppm，NO2： 0.12 100.058 ppm64 44.64346 44.6434.00 10”CO：3.20 ppm。28 44.643431.3 CCl4气体与空气混合成体积分数为1.5 10的混合气体，在管道中流动的流量为10 mN / s，试确定：(1)CCl4在混合气体中的质量浓度 T(g/mN3)和摩尔浓度c(mol/mN3) ；(2)每天流经管道的CCl4质量是多少千克?“150X：10 X：1543解：1) ：

11、 (g/m3N)=1 =1.031g/mN22.4X10c (mol/m 3n)50 10：.70 10fol/mN。22.4 102)每天流经管道的 CCl4质量为 1.031 X 10X 3600X 24X 103kg=891kg1.4设人体肺中的气体含 co为2.2 10,，平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb浓度最终将达到饱和水平的百分率。解：由大气污染控制工程 P14(1 - 1),取M=210COHbOzHb=2102.2 10 丄=0.2369 ,COHb饱和度COHbCOHb O2HbCOHbQHb1 COHb/OzHb0.23691 0.2369= 19.

12、15%Po219.5 10331.7粉尘密度1400 kg / m，平均粒径1.4 .Lm，在大气中的浓度为0.2 mg/m，对光的散射率为 2.2,计算大气的最大能见度。解：由大气污染控制工程 P18 (1 - 2),最大能见度为L“26 皿K-2.6 1400 1.42.2 0.2=11581.8m1、要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准。常用的基准有：收到基、空气干燥基、干燥基和干 燥无灰基。(1) 收到基：以包括全部水分和灰分的燃料作为100%的成分，亦即锅炉燃烧的实际成分(锅炉炉前使用 的燃料)可表示为：Car H ar Oar Nar Sar - Aar War =100%

13、 角码“ ar” 表示收到基成分。(2) 空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%的成分。以角码“ ad”表示。即 Cad Had Oad Nad Sad Aad Wad =100%(3) 干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，以角码“ d”表示，即cd Hd od Nd sdAa =100%(4) 干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分。以角码“ daf”表示，即daf daf 亠 daf. . dafJafC H ONS=100%2、理论空气量：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量。它由燃料的组成决定，可根据燃 烧方程式计算求得。建立燃烧化学方程式时

14、，通常假定：(1) 空气仅是有氮和氧组成的，其体积比为79.1/20.9 = 3.78;(2) 燃烧中的固定态氧可用于燃烧；(3) 燃料中的硫主要被氧化为SQ ；(4) 热力型NOX的生成量较小，燃料中含氮量也较低，在计算理论空气量时可以忽略；(5) 燃料中的氮在燃烧时转化为N2和NO，般以N2为主；(6)燃料的化学式为 cxhyszow。由此可得燃料与空气中氧完全燃烧的化学反应方程式:CxHySzOw+（x+Z+z-巴）O2378（x1+z-）N2xCO2 丄H20zSO, 3.78（x 工+z-兰）N2Q4242242其中Q代表燃烧热。则理论空气量为V =22 4X4 78(x + Y+Z

15、- W) / ( 12x+1.008y+32z+16w)a42= 107.1 (x y+z-w)/(12x+1.008y+32z+16w)m3 / kg423、空气过剩系数一般把超过理论空气量多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量Va与理论空气量Va0之比定义为空气过剩系数a，即a - 0通常a1oVa4、空燃比(AF)空燃比定义为单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，可由燃烧方程式直接求得。例如，甲烷在理论空气量下的完全燃烧：CH4+2O2 7.56N2 CO2 2H2O 7.56N2空燃比：AF = 2 32+7.56 28=17.21165、 若已知燃料中氢和水的含量，低位发热量qL可

16、由高位发热量qH减去水蒸气的凝结热而求得。若发热 量以 kJ / kg 表示，则 qL =qH -25(9WH W)式中：Wh、Ww 燃料中氢和水分的质量百分数。6、烟气体积计算在理论空气质量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以Vfg表示。烟气成分主要是CO2、SQ、N2和水蒸气。通常把烟气中除了水蒸气以外的部分称为干烟气， 把包括水蒸气在内的烟气称为湿烟气。所以理论烟气体积等于干烟气体积和水蒸气体积之和。理论水蒸气体积，是由三部分构成的：燃料中氢燃烧后生成的水蒸气体积，燃料中所含的水蒸气体积和由供给的理论空气量带入的水蒸气体积。大多烟气可以视为理想气体。若设观测状态下(温度T

17、s、压力PS )烟气的体积为Vs、密度为s，在标准状态下(温度Tn、压力Pn)烟气的体积为Vn，密度为J，则由理想气体状态方程式可得到标准状态 下的烟气体积：Vn =Vu PS TnPn Ts标准状态下烟气的密度：二，圧 TsPs Tn7、过剩空气校正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和以碳在空气中的完全燃烧为例C O2 3.78N2 C02 3.78N2烟气中仅含有C02和n2，若空气过量，则燃烧方程式变为C（ 1+a） 02（ 1+a）3.78N2 C02 aO2+（ 1+a）3.78N2其中a是过剩空气中的 02的过剩摩尔数。根据定

18、义，空气过剩系数：实际空气量 （1+a）（ Q+3.76N2）a=1+a理论空气量Q+3.76N2要计算a,必须知道过剩氧的摩尔数。若燃烧是完全的，过剩空气中的氧仅能够以02的形式存在，假如燃烧产物以下标 p表示C -（ 1+a）02 （ 1+a）3.76N2 CO2p O2p+N2p其中，O2p =aO2，表示过剩氧量，N2p为实际空气量中所含的总氮量。 假定空气的体积组成为 20.9% 02和79.1% N2，则实际空气量中所含的总氧量为空目N2p=0.264N2p02p79.1 pp理论需氧量为0.264N2p-O2p,因此空气过剩系数：a=1 +.264N2p-O2p假如燃烧过程产生

19、co,过剩氧量必须加以校正，即从测得的过剩氧中减去氧化co为CO2所需要的氧。因此 Vfg 二 g V（a-1）式中各组分的量均为奥萨特仪所测得的各组分的百分数。4-0.5 1例：奥萨特仪分析结果为：CO2=10% 02 = 4% CO =1%，那么N2=85%，则a=1+=1.180.264 汉85-（4-0.5）考虑过剩空气校正后，实际烟气体积:Vfg=V； g V（ a-1 ）2.1已知重油元素分析结果如下：C： 85.5% H: 11.3%0： 2.0% N : 0.2%S： 1.0%试计算：（1）燃油1kg所需的理论空气量和产生的理论烟气量；（2）干烟气中SQ的浓度和CO2的最大浓度

20、；（3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。解：1kg燃油含:重量（g）摩尔数（g）需氧数（g）C85571.2571.25H113-2.555.2527.625S100.31250.3125H2O22.51.250N元素忽略。1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气O2： N2体积比为1: 3.78，则理论空气量 99.1875X 4.78=474.12mol/kg重油。即 474.12 X 22.4/1000=10.62m3N/kg 重油。烟气组成为 CO271.25mol, H2O 55.25+11.25=56.50mo

21、l , SO20.1325mol, N23.78 X 99.1875=374.93mol。理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.99 X 22.4/1000=11.27 m/kg 重油。2）干烟气量为 502.99 - 56.50=446.49mol/kg 重油。SO2百分比浓度为 0.3125100% =0.07% ,446.4971 25空气燃烧时CO2存在最大浓度100% =15.96%。446.493）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1 X 10.62=11.68m3N/kg重油，产生烟气量为 11.267+0.

22、1 X 10.62=12.33 mf/kg 重油。2.2普通的元素分析如下：C: 65.7%灰分18.1% S: 1.7% H: 3.2% 水分：9.0% O: 2.3%。（含N量不计）（1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和 SQ在烟气中的浓度（以体积分数计）解：相对于碳元素作如下计算：% （质量）mol/100g 煤mol/mol 碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol 碳水分9.01.644g/mol 碳故煤的组成为 CHo.584So.O1ClOo.O13，燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）

23、为 100=18.26g/molC。燃烧方程式为5.475CH,84S0.010O0.013 + n（O2 +3.78N2）t CO2 +0.292H2O+0.010SO2 +3.78nN2n=1+0.584/4+0.010 - 0.013/2=1.14951)理论空气量 1.1495 (13.78)1000 22.4 10m3/kg =6.74m/kg ;0.01018.26SO2在湿烟气中的浓度为100% = 0.174%1.64410.2920.0103.78 1.1495182.3 煤的元素分析结果如下：S: 0.6% H : 3.7% C: 79.5% N : 0.9% O: 4.7

24、%灰分：10.6% o在空气过剩20%条件下完全燃烧。计算烟气中SQ的浓度。解：按燃烧1kg煤计算摩尔数（mol）需氧数（mol）重量（g）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875H2O52.8752.940设干空气中N2 : O2体积比为3.78 : 1，所需理论空气量为 4.78 x( 66.25+7.78+0.1875) =354.76mol/kg 煤。理论烟气量 CO2 66.25mol , SO2 0.1875mol , H2O 15.5625+2.94=18.50molN23.78354.764.78=280.54mol0.187

25、5 100% =0.043% o436.43总计 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤 实际烟气量 365.48+0.2 x 354.76=436.43mol/kg 煤，SO2 浓度为2.5干烟道气的组成为：CO211% （体积）,O2 8%, CO 2% , SQ 120 10（体积分数），颗粒物3330.0 g / m （在测定状态下），烟道气流流量在 700mmHg和443K条件下为5663.37 m / min，水汽含量8% （体积）。试计算：（1）过量空气百分比；（2）SQ的排放浓度（Jg/m3）；（3）在标准状态下（1atm和273K），干

26、烟道气的体积；（4）在标准状态下颗粒物的浓度。解：1） N2%=1 11%-8% - 2%- 0.012%=78.99%由大气污染控制工程P46 （2 - 11）空气过剩100% =50.5%0.264 78.99 -（8 -0.5 2）2）在测定状态下，气体的摩尔体积为P1V1 t2T1P2101325 22.4 443273 700 133.322=39.46L/ mol120 10 3(1-8%) 64 =0.179 g/m3。39.46 1022.433)5663.37(1 -8%) =2957mN / min。39.464)39.46 330.052.85g /mN。22.42.8燃

27、料油的重量组成为:C: 86% H : 14%。在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为:1.5% co： 600 10-6（体积分数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。解：以1kg油燃烧计算,C860g71.67mol ;H140g70mol，耗氧35mol 。设生成CO x mol，耗氧 0.5x mol，则生成 CO2 ( 71.67 x) mol，耗氧(71.67 x) mol。烟气中总氧量O 量 1.5% xO2量600 101.5%x0.5x (71.67 -x) 35 =106.67 24.5x，干空气中 FQ体积比为 3.78: 600 101,则含N23.78x( 106.

28、67+24.5x)。根据干烟气量可列出如下方程：1.5%x71.67 3.78(106.67 24.5x)x 訂解得 x=0.306600 10 600 10斗71.67 0.306故 CO2%:100% =13.99% ;0.306600 10N2%: 3.78(24.5 0.306 106.67)100% =84.62%0.306600 10由大气污染控制工程P46 （2 11）1.5-0.5 0.06空气过剩系数=1=1.070.264 84.62 (1.5 0.5汇 0.06)第三章1绝对湿度:3在1 m湿空气中含有的水汽质量（kg）。由理想气体气体状态方程可得到:Pw( t-W( -

29、 WRWT3空气的绝对湿度，kg/m ，湿空气；RW 水汽的气体常数，FW=461.4 J/(kg|_K)；pW 水汽分压，Pa）2、相对湿度：空气的绝对湿度-W与同温度下饱和空气的绝对湿度之比，即Pw（pV 饱和空气的水汽分压，Pa）kg），也称比湿。即3、含湿量：湿空气中1kg干空气所包含的水汽质量（3式中：d空气中的含湿量，kg （水汽）/kg （干空气）；：?d 干空气密度，kg/m。4、由理想气体状态方程及上面三式可将含湿量表示成:d _ Rd Pw _ Rd LpWRd= 0.622PvP_%（p湿空气的总压力;Pd 干空气分压,Rd =287.0 J / (kgLK)5、工程中的

30、空气含湿量：d 二 d 亠=0.804丛二 0.80PdP %Pd + PW = P）干空气的气体常数6、水汽体积分数:yw亠Pv血叮_p p 0.804 +d0.804 +dpNd7、风速u 3.02 F3（ U单位：km/h ； F表示风力等级）8 国外云量 1.25=我国云量dP9、大气热力过程的微分方程：dQ二CPdT - RT PP3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000hPa,登山到达某高度后又测得气压为500hPa,试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dP 二-g dZ ( 1)将空气视为理想气体，即有PV RT

31、可写为 Mm PMV RT将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程:dPgMRTdZ假定在一定范围内温度 T的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得:gM “ 小 口P2gMln PZ C 即 In 2（Z2 -ZJ （3）RTPRT假设山脚下的气温为10。C，带入（3）式得：5009.8 0.029In 二Z10008.314 283得.：Z = 5.7 km即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。3.3在气压为400hPa处，气块温度为230K。若气块绝热下降到气压为600hPa处，气块温度变为多少?解:T|P1、0.288T0飞）T108沁需代沁磁3.7用测得的地面气温和一定高度的气温数

32、据，按平均温度梯度对大气稳定度进行分类。测定编号123456地面温度/ 921.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/匸26.715.68.95.020.028.0T26 721 1解: G111.22K /100m、0，故 1 = -G1 : 0，逆温;心乙 458T15 621 1G220.72K /100m，故 2 = -G2 =0.72K /100m ： d，稳定;：z2763G3 二卫 二89 156 =1.16K/100m，故 3 =-G3 =1.16K/100md，不稳定;:z35801；=笃00!；05/叫，故宀K/W

33、Om d，不稳定;G5 二= 20.0 30.0 - _2k /100m，故 -G5 = 2K /100m d，不稳定; ：z5500T628.025.0料G6-0.43K /100m0，故 6 = _G6 : 0 逆温：z6700第四章4.1污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多（见图）。设有效源高为 H，污染源到峭壁的距离为 L，峭壁对烟流扩散其全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为x轴，y轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有2 2 2(x, y, z, H )二2yjxp(2b)exp 一泮网一于现

34、存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源exp（2 二 U；y；z22：y)exp(Z2H)2 exp_2j(秽2虚源exp2 二 U；y；z2(2L -y)exp2才exp(z-H)因此exp（2-u；y；z2卸xp2 2(Z -H)、 r (z H ) n2 exp2 +2j2j2exp-(2一exp2二 U；y；z2y(z-H)2yexp(- )+exp2 二 U；y；z2；y专5*刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.2某发电厂烟囱高度 120m，内径5m，排烟速度13.5m/s，烟气温度418K。大气温度288K，大气为中性 层结，源高处的平均风速为 4m/s。试

35、用霍兰德、布里格斯 （X_1OHS）、国家标准GB/T 13201 91的公 式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式VsDT s TaH (1.5 2.7 s -D)13.5 5(1.5 2.7 418 一288 5)=96.16m。418布里格斯公式Qh2.79.6 10Ts Ta vsD2Ts2 7418 288313.5 52 = 29521kW21000kW9.6 10418且x=2100kW，Ts- Ta=130K35K。H 二 noQH ；2 u =1.303 295211/3 1202/344 = 244.93m（发电厂位于城市近郊，取 n=1.303，山=1/3，n 2=2/3）3

36、34.6地面源正下风方向一点上，测得3分钟平均浓度为3.4 10g/m，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为 b级。p2解：匚y2（二）q =.冷（）0.3 =3.02 （当 1h2 : 100h，q=0.3）G0.05尺QH 23.4 00，3exp（-2）1.12 10 g / m兀口02203.023.024.8某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000m 1000m,其中一个单元的SQ排放量为i0g/s，当时的风速为3m/s，风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩 解：设大气稳定度为 C级,100015-y0232.56m, ；z06.98m。4.32.

37、15当 x=1.0km，;y = 99.1m/. = 61.4m。：(x, y,0,H)-exp-兀 Uy+%)10 r 1 exp- 二 3 (99.1 232.56)(61.4 6.98)22口 “ 宀152(61.4 6.98)2= 4.57 10g/m3散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SQ的地面浓度。金磊给的题目是假设大气稳定度为B级，则y0=W 二型0 =232.56m,几亜98m。4.34.32.15当 x=1.0km，二 y =151m,；z =109m。Q 1：(x,y,0,Hl*yWz0)exprH2；y0）2 Lz 飞 z0）210exp-1152=2.4 10*g/

38、m3: 3 (151 232.56)(109 6.98)2 (109 6.98)2（2）如果符5.3已知某粉尘粒径分布数据（见下表），（1）判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布; 合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算术平均直径及表面积一体积平均直径。粒径间隔/Am0224466101020204040浓度/Pg0.812.2255676273解：设取13m的粉尘，则依题意得粒径间隔/ 4 m0224466101020204040浓度/ ugLm山0.812.2255676273质量分数0.4%6.1%12.5%28.0%38.0%13.5%1.5%质量/ kg0.812.22

39、55676273筛下累积频率F/%0.46.519.047.085.098.5100由此可得对数正态分布的累积频率分布曲线，曲线为直线，说明符合对数正态分布 所以d84.1 / md50 / Amd15.9m质量分布19.7610.795.504d 丄19 76 -所以 匚g 珂-841)?=( 尸=1.89 d50(MMD =10.79d15.95.504因为 InM MD = In NMD 3l ngIn 10.79=1 nN MD +31 n21.89所以 N M D = 3. 19 m所以算术平均值经l ndLliMMD -22ln 1 0.7952ln89ln dL =3.39所以d

40、L =29.76 5表面积一体积平均直径:ln dSV = ln MMD丄n22-ln10.79 -ln21.892dSV =8.8555.5根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000 m3N/h，含尘浓度为4.2 g/m3N。除尘器出口的气体流量为 12000 m3N/h，含尘浓度为340mg/m3N。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率 和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。1 3解：气体流量按 P141( 5-43)Qn(Q1N Q2n) = 11000mN/s ；2漏风率 Q1N _Q2n 丨“00% =_200“00%=20% ；q1N1000

41、0除尘效率：考虑漏风,2NQ2N：1N Q1N0.340 12000=90.3%4.2 10000不考虑漏风，=1 _二兰=1 _ 0340 =91.9%P1N4.25.6对于题5.5中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m2，除尘器阻力系数为 9.8，进口气流温度为423K，气体静压为490Pa,试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。解：由气体方程pv= mRT得一巴MV RT(1.01 10 490) 298.31 423= 0.832g/L10000423273 = 17.9m/s-0.24 3600Cl QQQP =9.8 083- 17.92 =1311Pa

42、。25.12直径为200、真密度为1850kg/m3的球形颗粒置于水平的筛子上，用温度 的空气由筛子下部垂直向上吹筛上的颗粒，试确定：1）恰好能吹起颗粒时的气速;雷诺数；3）作用在颗粒上的阻力和阻力系数。293K 和压力 101325Pa2）在此条件下的颗粒解:在所给的空气压强和温度下，= 1.205kg/m3 =1.81 10Pa s。dp=200m时,考虑采用过渡区公式，按大气污染控制工程P150 （5 82）:Us6 1 140 7140 714.153(200 10). 1850. 9.8=1/s1.140.7140.7140.153dp C p - T gII 0.4280.286(

43、1.81 10 )4281.2050286Re200 10 1.03 1.2051.81 10*= 13.85，符合过渡区公式。阻力系数按P147 ( 5 62) Cp18。5 =3.82。阻力按 P146 (5 59)Rep21_6 22_8DAp1 382 7(200 10)20503 “83 10 N。陈秀娟的解题:解：设颗粒处于层流状态，即Rep1，则在T=293K，P =101325Pa，=1.81 10卩匕，1.205Kg /m3则此时Rep2公Ppdp g 200汉 10(d.205汉2.23_29 6911.81 10,所以18 1.81 10,J dp3( j 加=3一dp

44、u u =也二 1850(200 伏)2 9.8 二 2.23m/s 6所以Us1.140.7140.7140.153dp C p - T g6、1.140.7140.714 0.153(200 10 )18509.81Rep0.4280.286200 10 ”1.03 1.2051.81 10,阻力系数按P147( 5 62) Cp(1.81 10 J)0.4281.2050.286= 13.85，符合过渡区公式。18.5 =3.82。阻力按 P146(5 59)0.6Rep=1.03m/s1 ：Rp gL18 1 10 2 4l17.2 10讣= 17Qm31.21 103 9.81 12

45、.19即为能被100%捕集的最小雾滴直径。6.9含尘气流用旋风除尘器净化，含尘粒子的粒径分布可用对数正态分布函数表示，且Dm=20 m，二=1.25。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5m，试基于颗粒质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。解：分级除尘效率:(dp/dc)2(dp /5)22dpi1 (dpi/dc)21 (dpi/5)2225 dpi1d pin = |0 iqddp0 25 花咖円Indpi、2二 dpi Inexp-(、- 2 In1.79dpiexp-(Indpi200.32dg=20 Jm，二=1.25 ,i代入上式，利用Matlab积分可得i qddpi =96.3

46、%6.13某板式电除尘器的平均电场强度为3.4kV/cm，烟气温度为423K，电场中离子浓度为108个/m3，离子质量为5 X 1026kg，粉尘在电场中的停留时间为5so试计算：1） 粒径为5m的粉尘的饱和电荷值；2）粒径为o.2m的粉尘的荷电量；3）计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。假定：1 ）烟气性质近似于空气；2）粉尘的相对介电系数为1.5o解：1）电场荷电为E21 5126 2c16q =30dpE0=38.85 10（5 10 ）3.4 10 -3.04 10 C+2p3.5扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略。因此饱和电荷值3.04 X 1016c。2）电场荷电为.21 512625

47、19q =30dpE0 =38.85 10（0.2 10 ）3.4 10 = 4.86 10 C亠 23.5扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量4.86 X 1019Co3）取=2.5 10 Pa sdp=5 .Lm 时,qEp3dp3.04 10“ 3.4 1053 二 2.5 10* 5 10=0.088m/ s ；dp=0.2 Jm时,qEp3dp4.86 103.4 1053：2.5 10* 0.2 10= 3.51 10m/s6.佃一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体。操作条件如下：L=1.36L/m 3，喉管气速为83m/s，粉尘密度为0.7g/cm3方程，烟气粘度为2.2

48、3 X 105Pa.s,取校正系数0.2，忽略Cc，计算除尘器效率。烟气中粉尘的粒 度分布如下：粒径/Am质量百分数/%20.050.0q 1 36 x 10-3解：已知 l= L=1.36 10-3，vt =83 102cm/s代入p = 1.03x10vT(Ql)= 1.03x10 x (83x 102)2 x 1.36x 10=96.5cmH2O Q33A 二 1g /cm 几二 0.g7 cm f 戸0馬2,2. 2d?ajS0代入p 5 叱二C420.33d；粒径小于0.1所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于20.0，除尘效率约为1因此r 0.21_0.33 0.320.78_0.33 0.752Pee10013.0_0.33x3216.0_0.33x：7.52ee100100100空e100_0.33 12.52空e100_0.33 17.52二 0.0152%-P = 98.48%。6.20设计一个带有旋风分离器的文丘里洗涤器，用来处理锅炉在1atm和510.8K条件下排出的气流，其流量为7.1m3/s，要求压降为152.4cmH2O，以达到要求的处