《大气污染物控制工程》颗粒污染物控制技术基础课件

1、第五章 颗粒污染物控制技术基础第1页，共104页。主要内容图片来源：EPA5-1 粒径与粒径分布5.2 颗粒物的形貌特征5.3 颗粒物的化学组成与光学特性5.4 粉尘的物理性质5.5 净化装置的性能5.6 颗粒捕集的理论基础第2页，共104页。Kenneth T. Whitby一、颗粒物粒径分布第3页，共104页。图片修改自：Kenneth T. Whitby2液滴扬尘 海盐溅沫 火山灰 植物颗粒均相成核冷凝核成长凝聚凝聚气体向非挥发性 蒸汽化学转化蒸汽热蒸汽冷凝 一次颗粒物 凝聚 链聚合物凝聚雨水 冲刷沉降作用0.0020.010.1110粒径/ m爱根核模细颗粒物粗颗粒物环境大气颗粒物的粒

2、径分布积聚模一、颗粒物粒径分布粗模第4页，共104页。一、颗粒物粒径分布第5页，共104页。肺部鼻腔支气管质量中位粒径，m图片来源：NCRP, 1997.沉积比例颗粒物在呼吸系统的沉积一、颗粒物粒径分布第6页，共104页。粒径对除尘效率的影响050100除尘效率，%分割直径 粒径dp，m一、颗粒物粒径分布第7页，共104页。一、颗粒物粒径90 m海边细沙5070 m头发丝2.5 m10 m图片来源：EPA第8页，共104页。第9页，共104页。二、颗粒物粒径的定义 显微镜法在显微镜下观测到的表征颗粒物投影长度或面积的直径，包括：投影面积直径dA（Heywood直径）定向直径dF（Feret 直

3、径）定向面积等分直径dM（Martin直径）筛分法颗粒能够通过的最小筛孔的宽度第10页，共104页。二、颗粒物粒径的定义等体积直径dv与颗粒体积相等的球体的直径,若颗粒物的 体积为V，则dv 3 6V等表面积直径des与颗粒表面积相等的球体的直径,若颗粒物的表面积为S，则desSdv = 2.48 mdes = 2.76 m第11页，共104页。二、颗粒物粒径的定义斯托克斯（Stokes）直径ds同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的圆球直径空气动力学直径da在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1 g/cm3）的圆球 的直径dv = 5.0 mp = 4 g/cm3VTS = 2.2 mm

4、/sds = 4.3 mp= 4 g/cm3VTS = 2.2 mm/sda = 8.6 mp = 1 g/cm3VTS = 2.2 mm/s第12页，共104页。三、粒径分布-PSD定义：粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例。 个数分布：每一粒径区间内的颗粒数量或浓度的频数或频率 质量分布：每一粒径区间内的颗粒质量或质量浓度的频数或频率 表面积分布：每一粒径区间内的颗粒表面积或表面积浓度的频数或频率第13页，共104页。(1) 个数频率 f ：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数ni之比 个 数 分 布第14页，共104页。个数分布(2) 个数筛下累积频率(F)：小

5、于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比筛上累积频率(R)：是指大于某一粒径dp的所有颗粒个数与颗粒总个数之比第15页，共104页。 fab=Fa-Fb(2) 个数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比第16页，共104页。个数分布(3)个数频率密度(p): 单位粒径间隔时的频率， 简称个数频度.pi=fi /dp第17页，共104页。粒数分布的测定及计算pi=fi /dp第18页，共104页。三、粒径分布筛下累积频率F：小于第i个间隔上限粒径的所有 颗粒个数与颗粒总个数之比粒数频率密度(频度)p:单位粒径间隔的个数频率ppptotaltotalddNNp

6、 d Nd dN粒径dp，m筛下累积频率F1粒径dp，m频度p,m-10p ddp 1众径dd第19页，共104页。d50中位粒径d50累计频率F=0.5时对应的粒径，也叫中位径或中值粒径，NMD 意义：直径大于d50的粉尘颗粒数与直径小于d50的粉尘颗粒数目相等d50常用来表示粉体的平均粒径第20页，共104页。众径dd 频度 p最大时对应的粒径，此时：dd第21页，共104页。质量分布类似于个数分布，质量分布也有质量频率、质量筛下累积频率、质量频率密度等质量频率(g) ：粒径dp至（dp+dp）之间的粉尘质量占粉尘试样总质量的百分数。质量筛下累积频率(G)：将小于某一粒径间隔上限的所有粒子

7、质量占粉尘试样总质量的百分数。质量频率密度(q)：单位粒径间隔时的质量频率质量中位直径： G0.5对应的粒径，MMD第22页，共104页。质量分布假定：所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正比粒数分布与质量分布可以相互换算第23页，共104页。三、粒径分布个数累积频率分布与质量累积频率分布的比较个数频度与质量频度的比较个数个数质量质量粒径dp，m粒径dp，m频度p或q，m-1累积频率F或G第24页，共104页。平均粒径 (1)长度平均直径(算术平均直径)：粉尘第i个直径di与其个数ni乘积的总和除以颗粒总个数(2) 表面积平均直径：粉尘表面积总和除以粉尘颗粒数，再取其平方根(3) 体积平

8、均直径：各种粒径体积的总和除以颗粒总数，再开立方第25页，共104页。平均粒径（续）(4)几何平均直径设粒径为d1、d2、dN的粉尘的颗粒数分别为n1、n2、nN几何平均直径dg实质上是lndp的算术平均值。第26页，共104页。粒径分布函数 正态分布频率密度累积频率标准差p 1exp2 ddp(d ) pp2222pp0 1exp dp ddF (d ) dd pp22221/ 2 N 1ni dpi dp p(dp)dpdp2dp3dpdp+dp+2dp+3累积频率F的曲线在正态概率坐标纸上 为一条直线，斜率取决于标准差筛下累计频率F, %粒径dp, mN(dp, )第27页，共104页。

9、粒径分布函数正态分布是最简单的分布函数（1）（2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率取决于（3）第28页，共104页。正态分布的累积频率分布曲线正态分布函数很少用于描述颗粒的粒径分布， 因为大多数颗粒的频度曲线会发生偏移第29页，共104页。4. 粒径分布函数: 用一些半经验函数描述颗粒的粒径分布 正态分布频率密度筛下累积频率标准差(1)(2)(3): 标准差 dp:算术平均粒径第30页，共104页。粒径分布函数 对数正态分布以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线频率密度累积频率标准差dg 几何平均粒径，描述颗粒物的平均大小；g 几何标准差，描述颗粒物关于 dg 的分散性pp

10、12 exp pg dF d ln d/ dp(d ) ddp2 lngp2 lng2gp exp 1ln dln dp / dF (dp ) dln d2 lng2 lng1/ 22gln =N 1ni ln dpi / dg 11000.00.20.40.60.810粒径dp，mF/lndpdg =d50对数正态分布的频数密度分布曲线第31页，共104页。粒径分布函数对数正态分布(1) dp以lndp代替，平均粒径用lndp的算术平均直径(几何平均直径)代替，得到的对数正态分布的频度曲线(1)(2)(3) :几何标准差 dg:几何平均直径第32页，共104页。粒径分布函数（2）对数正态分布

11、的累积频率分布曲线正态概率刻度对数刻度对数概率坐标纸第33页，共104页。粒径分布函数对数正态分布（续） 几何标准差的求取 几何标准差为两个粒径之比第34页，共104页。粒径分布函数对数正态分布（续）(4) 性质 符合对数正态分布的粉尘，频度分布曲线为对称性钟形曲线 符合对数正态分布的粉尘，累积频率分布曲线在对数概率坐标中为一直线。 如果某种粉尘的粒径分布符合对数正态分布，则以颗粒的个数或颗粒质量或颗粒表面积表示的粒径分布，皆符合对数正态分布，并具有相同的几何标准差。因此，它们的累计频率分布曲线在对数概率坐标上为互相平行的直线，即几何标准差相等。第35页，共104页。第36页，共104页。5.

12、2 颗粒物的形貌特征第37页，共104页。一、表征颗粒形貌的参数 圆柱体 s2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)颗 粒 种 类s砂 粒0.530.63铁催化剂0.58烟 煤0.62次乙酰塑料0.86破碎的固体0.63二氧化硅0.550.63粉 煤0.70圆球度、形貌因子、分形维数圆球度：与颗粒体积相等的圆球的表面积与颗粒的表面积之比s（ s1）几种典型颗粒的圆球度 正立方体 s0.806第38页，共104页。一、表征颗粒形貌的参数Df 1.8Df 2.4D 3M. Kahnert, 2011形貌因子：相同速度下，颗粒物所受阻力与等体积的球形颗粒物所受阻力之比 。分形维数：表征颗粒物团簇中

13、所含单个超细颗粒物数目随 粒径变化关系的参数。第39页，共104页。二、形貌特征的分析方法主要测量方法 显微镜法：直接观测亚微米级以上 颗粒物的形貌扫描电子显微镜（SEM）透射电子显微镜（TEM）原子力显微镜（AFM）图片来源：透射电子显微镜JEM-2100第40页，共104页。三、颗粒物的显微结构链状颗粒物（a） 新释放的、呈链状的典型碳粒聚集体；（b）老化的碳粒聚集体，基本上仍呈链状；（c）团聚的碳粒聚集体；（d） 老化的碳粒聚集体第41页，共104页。三、颗粒物的显微结构球形颗粒物（a）典型的圆球形、表面光滑的飞灰；（b）表面光滑的飞灰，上黏附有一个粒度很小的颗粒物；（c）粒度较大的飞灰

14、附近黏附一个较小的燃煤飞灰；（d）表面覆盖一层盐类成分的燃煤飞灰，两个圆圈之间的为盐类组分。第42页，共104页。三、颗粒物的显微结构似圆状颗粒物（a）似圆状粒子，表面稍显粗糙；（b）似圆状粒子，具有一定的长方形特征；（c）似圆状粒子；（d）图c中的粒子由于电子的轰击，部分物质已经挥发，挥发物质为碳质。第43页，共104页。三、颗粒物的显微结构长条状颗粒物（a）、（b）和（d）为不同地区大气颗粒物中的长条状粒子；（c）电子轰击后的长条状粒子。第44页，共104页。三、颗粒物的显微结构局部规则颗粒物（a）局部具似圆状形态的粒子；（b）局部具长条状或立方体状形态的粒子。第45页，共104页。三、颗

15、粒物的显微结构立方体颗粒物(a) 近似立方体；(b) 立方体形状。第46页，共104页。三、颗粒物的显微结构不规则状粗颗粒物（a）典型的矿物粒子；（b）表面发生反应而残留结晶物的矿物粒子；（c）粒度相对较小的矿物粒子；（d）生物碎屑。第47页，共104页。三、颗粒物的显微结构生物气溶胶（a）（h）不同种类生物气溶胶的显微形貌第48页，共104页。四、颗粒物形貌分析的应用单颗粒类型化学组成特征可能的来源形貌特征化学 组分来源比表面积形成与老 化机理光学特性链状颗粒主要为C和H机动车尾气、燃煤、生物质燃烧球形颗粒通常为Si和Al燃煤长条状颗粒通常为S、 K、Ca大气反应（二次颗粒物）似圆状颗粒盐类

16、和有机物云中过程（二次颗粒物）局部规则细颗粒盐类为主大气反应（二次颗粒物）立方体颗粒海盐海洋不规则粗颗粒物通常为Si、Al、 Ca、Fe等风起扬尘、 建筑扬尘等生物颗粒以C和O为主生物释放第49页，共104页。5.3 颗粒物的化学组成与光学特性第50页，共104页。一、颗粒物的化学组成OC：有机碳，主要包括脂肪族化合物、芳香族化合物、有机酸等有机物。EC：元素碳，主要是含碳燃料在缺氧条件下的不完全燃烧过程中由碳氢化合物 的热解而生成的产物。有机物50.05%K 9.94% EC7.65%NH43.69%2-NO3-0.24% SO4 1.54%+13.77%0.03%地壳元素 0.88%未知组

17、分12.21%Cl- 源排放细颗粒物的化学组成小麦秸秆露天焚烧微量元素OC 2.30%K0.80%EC1.10%NH4+8.20%SO42-45.00%NO3-0.90%Cl-1.30%Al8.10%Ca 19.60%其他元素12.70%燃煤电厂排放第51页，共104页。一、颗粒物的化学组成SO42-、NO3-、NH4+：合称为二次无机气溶胶(SNA)， 主要来自于气粒转化。数据来源：北京市环保局 北京市2012-2013年度PM2.5主要成分质量百分比有机物26%EC 3%NH +411%NO -317%地壳物质12%SO 2-416%微量元素5%其他10%第52页，共104页。化学组分的粒

18、径分布： 某一粒径下颗粒物总体的化学组成。一、颗粒物的化学组成图片来源: Wall et al, 1988.空气动力学当量直径Dae ,微米NH4SO24NO3Na+HCl第53页，共104页。一、颗粒物的化学组成化学分析数据分析提取42SO=8.4 g m-3化学分析数据分析进样装置SO2 4时间泵样品采集离线采样和在线分析几种常用的在线分析仪器： 气溶胶质谱仪（AMS） 气溶胶飞行时间质谱仪（ATOFMS）气溶胶化学组分在线监测仪（ACSM）离线采样在线分析第54页，共104页。图片来源: Seinfeld ACP book散射：颗粒物使入射光方向改变，但没有能量损失。吸收：颗粒物吸收入射

19、光线的能量，转化为内能。二、颗粒物的光学特性入射光热辐射折射衍射荧光拉曼反射入射辐射和单个颗粒相互作用的机理示意图第55页，共104页。二、颗粒物的光学特性散射项吸收项I I0eext z消光系数 折射系数：m m ma i吸光度图片来源: Hinds, Aerosol Technology book 消光： 颗粒物通过散射和吸收作用使光的强度降低的作用。 消光系数：m 1.12m 1.2m 1.3m 1.12 0.0472i消光系数 d p第56页，共104页。二、颗粒物的光学特性图片来源：IPCC Fifth Report (AR5).化石燃料和生物质生物质燃烧黑炭有机碳矿物粉尘0.640

20、.40;0.20;0.04-0.29-0.09;-0.20-0.10气溶胶成云作用 -0.45-0.50.0 影响消光系数的因素：粒径、化学组分、混合状态、形貌特征等。 不同化学组分颗粒物对辐射强迫的贡献0.51.0辐射强迫，W/m2第57页，共104页。5.4 粉尘的物理性质第58页，共104页。一、粉尘的密度定义：单位体积颗粒的质量，kg/m3或g/cm3真密度 p 颗粒体积不包括颗粒内部和之间的缝隙堆积密度b 用堆积体积计算空隙率粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比b (1 )pvvvv v v vvvvv vv vv第59页，共104页。二、粉尘的安息角与滑动角安息角与滑动角是评

21、价颗粒物流动特性的重要指标安息角：颗粒从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥 体母线与地面的夹角滑动角：自然堆积在光滑平板上的颗粒随平板做倾 斜运动时颗粒开始发生滑动的平板倾角影响因素：颗粒粒径、含水率、颗粒形状、表面光 滑程度、颗粒黏性第60页，共104页。三、粉尘的比表面积以单位体积（或质量）颗粒所具有的表面积以质量表示的比表面积以堆积体积表示的比表面积V6(cm2 /cm3 )S S VdSV第61页，共104页。四、粉尘的含水率颗粒物从周围空气中吸收水分的能力含水率水分质量与颗粒物总质量之比颗粒中的水分自由水分结合水分吸湿性平衡含水率含水率影响导电性粘附性流动性气体的每一相对湿度所对应颗粒物

22、的含水率包含在凹坑和细孔中颗粒内部第62页，共104页。五、粉尘的润湿性定义：粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质影响因素：颗粒的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性；液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式压力 、温度 润湿性 润湿速度：2020L20(mm / min)v润湿性是选择湿式除尘器的主要依据按润湿性对粉尘分类粉尘类型润湿性绝对憎水憎水中等亲水强亲水V208.0粉尘举例石蜡、聚四氟乙烯、沥青石墨、煤、硫玻璃微珠、石英锅炉飞灰、钙第63页，共104页。六、粉尘的荷电性和导电性粉尘的荷电性荷电因素：电离辐射、高压放电、离子或电子

23、捕获、摩擦天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷干空气中粉尘最大荷电量约为1.661010电子/cm2天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10温度 、表面积 、含水率 荷电量 ，与化学组成有关第64页，共104页。粉尘的导电性比电阻比电阻对电除尘器运行有很大影响，适宜范围1041010 cm导电机制：体积比电阻（200oC以上）：颗粒本体内部的电子和离子表面积比电阻（100oC以下） ：颗粒表面吸附的水分或其他化学物质六、粉尘的荷电性和导电性(cm)Vd j体积比电阻表面积 比电阻同时作用10141013101210111010 109温度，39 60 84 111 144 181

24、 227 282 352 442 560V通过粉尘层的电压；j 粉尘层的电流密度，A/cm2 粉尘层厚度，cm。比电阻 d， cm中间温度，同时起作用第65页，共104页。粉尘的导电性比电阻比电阻对电除尘器运行有很大影响，适宜范围1041010 cm导电机制：体积比电阻（200oC以上）：颗粒本体内部的电子和离子表面积比电阻（100oC以下） ：颗粒表面吸附的水分或其他化学物质六、粉尘的荷电性和导电性(cm)Vd jV通过粉尘层的电压；j 粉尘层的电流密度，A/cm2 粉尘层厚度，cm。比电阻 d， cm中间温度，同时起作用化学组分、气体组成的影响第66页，共104页。七、粉尘的黏附性黏附和自

25、黏现象：颗粒附着在固体表面上或颗粒相互附着断裂强度：表征粉尘自黏性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积分类：不黏性、微黏性、中等黏性、强黏性影响因素：粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响黏附性粉尘类型黏性不黏性微黏性中等黏性强黏性断裂强度/Pa600完全燃尽得飞灰、泥煤粉、泥煤灰、 潮湿空气中的水泥、石膏粉、雪花石膏粉、熟料灰、 含盐的钠、纤维尘（石棉、棉纤维、毛纤维）黏附力：克服附着现象所需要的力分子力黏附力毛细力静电力第67页，共104页。八、粉尘的自燃性与爆炸性粉尘的自燃性自燃：存放过程中自然发热热量积累达到燃点燃烧 粉尘结构和组成：容易发生氧化、分解、聚合、发酵反应

26、的 粉尘，以及自然温度低的粉尘，易自燃； 粒径 、浓度 、比表面积 容易自燃； 存在状态和环境：悬浮状态比堆积状态自燃温度高、环境温 度低、通风良好，就不易自燃。第68页，共104页。八、粉尘的自燃性与爆炸性粉尘类型金属热塑性塑料热固性塑料塑料一次原料塑料填充剂农产品等爆炸下限，g/m320 42520 6520 3020 5035 5520 85起火点，常温 860360 670460 540380 680420 470430 610粉尘发生爆炸必备的条件可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度最低可燃物浓度爆炸浓度下限最高可燃物浓度爆炸浓度上限存在能量足够的火源部分粉尘的爆炸浓度下

27、限和起火点第69页，共104页。5.5 净化装置的性能第70页，共104页。净化装置的性能技术指标处理气体流量净化效率压力损失经济指标设备费运行费占地面积第71页，共104页。一、处理气体流量平均处理气体流量:N1N2NNm3 / s2Q 1 (Q Q)%Q1N漏风率: = Q1N Q2N 100%第72页，共104页。二、压力损失压力损失与通风机的功耗成正比旋风除尘器类型局部阻力系数XLT5.3XLT/A6.5XLP/A8.0XLP/B5.8 1 Pa2v 2P=定义：进口和出口气流全压之差，代表净化装置能耗大小与净化装置进口气流的动压成正比 几种旋风除尘器的局部阻力系数值第73页，共104

28、页。三、净化效率总净化效率:通过率:第74页，共104页。分级除尘效率:除尘装置对某一粒径dpi或粒径间隔dp内粉尘的除尘效率分割粒径:50除尘效率对应的粒径三、净化效率第75页，共104页。分级效率与总效率的关系由总效率求分级效率粒径间隔，m质量频率，%分级效率，%进口g1i出口g2i捕集g3i按式(1)按式(2)按式(3)三式平均0510.481.63.228.027.527.927.851014.015.012.883.190.089.887.6102019.62.420.092.898.798.996.8204022.41.023.294.299.599.697.8406014.001

29、4.896.010010098.76019.6026.0100100100100三、净化效率i1i3S3 g3iS2 g2i +S3 g3ig3i +P g2i S3i S3 g3i g3i S3ii2S1iS1g1ig1i 1 S2iS1iS1g1ig1iS1i 1 S2 g2i 1 P g2i旋风除尘器分级效率计算实例（总除尘效率 =90.8%）第76页，共104页。由分级效率求总效率由粒径分布和分级效率计算总效率分级效率与总效率的关系粒径间隔dP ，m05.85.88.28.211.7 11.716.516.522.622.633334747进口质量频率g1i ，%31478131910

30、8分级效率i ，%618593969899100100总效率，%i gli18.93.46.57.712.718.810.08.0=i gli86.0 g3i i g1ii i g1i100i 1i1P dG g dd三、净化效率第77页，共104页。三、净化效率多级串联运行时的总净化效率总分级通过率：PiT Pi1Pi2 Pin总分级除尘效率:iT =1 PiT 1 1i1 1i2 1in 总除尘效率：T =1 11 12 1n 第78页，共104页。5.6 流体阻力和颗粒的沉降第79页，共104页。颗粒物捕集原理 除尘基本原理：对颗粒施加外力，使颗粒相对气流产生一定位移，并从气流中分离。

31、颗粒捕集过程中需要考虑的作用力：外力、流体阻力、颗粒之间相互作 用力。 外力：重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等。颗粒间相互作用力：颗粒浓度不高时可以忽略。第80页，共104页。一、流体阻力 形状阻力：由于颗粒具有一定的形状，运动时必须排开其周围的流体， 导致的前后压力差。 摩擦阻力：颗粒与其周围流体之间产生摩擦而受到的阻力。 阻力方向：总是和速度方向相反。 阻力大小：取决于颗粒的形状、粒径、表面特性、运动速度及流体的种类和性质。第81页，共104页。阻力大小：CD阻力系数，无因次； Ap颗粒在运动方向的投影面积，m2； 流体密度，kg/m3；u 颗粒与流体的相对运动速度，m/s

32、；流体粘度(Pas)； dp 颗粒粒径一、流体阻力颗粒物的雷诺数第82页，共104页。一、流体阻力Rep1， CD 与Rep成直线关系：层流区(Stokes区）刚性小球不可压缩，无滑移流场无限大第83页，共104页。湍流过渡区(Allen区)一、流体阻力p1Re 500， CDp与Re 成曲线关系：0.61.40.41.4pFD 2.315 du第84页，共104页。湍流区(Newton区)一、流体阻力22PDd uF 0.055p500Re 2105， CDp不受Re 影响：CD 0.44第85页，共104页。坎宁汉系数与气体的温度、压力和颗粒的大小有关。293 K、101325 Pa 时，

33、C10.165/dp坎宁汉修正： Stokes定律的适用性颗粒粒径太小时：颗粒尺寸与气体分子平均 自由程接近时，颗粒发生滑动温度小于80度101325 Pa 时一、流体阻力第86页，共104页。例题54先求雷诺数Rep，然后选公式当颗粒的粒径dp 1m时，对上述公式进行坎宁汉修正（C）第87页，共104页。二、阻力导致的减速运动若仅考虑Stokes区域：322423pDDDpp根据牛顿第二定律： dpdtduu2 C4dtdp u du F Cd6即0积分得： u u et /)t /速度由u0减速到u所迁移的距离： x (u0 u) u0 (1 e驰豫时间若引入坎宁汉修正系数C： x 停止距

34、离： x u0Ct u0C 1exp C pudu18 u dtd 2ppd 2 18(m/s)第88页，共104页。三、阻力作用下的匀速运动 重力沉降Stokes颗粒的重力沉降末端速度：湍流过渡区：牛顿区：pDp6 d 3力平衡关系： F FG FB ( )gFB + FDFGus第89页，共104页。 重力沉降Stokes直径空气动力学直径sp18usgCd1000gC18usda FB颗粒物粒径，m重力沉降末端速度,m/s0.0016.910-90.017.010-80.18.810-713.510-5100.00311000.25三、阻力作用下的匀速运动第90页，共104页。 离心沉降

35、力平衡关系Stokes颗粒的末端沉降速度三、阻力作用下的匀速运动流体阻力离心力FCut第91页，共104页。 静电沉降力平衡关系FD FE qE静电沉降的末端速度一般称为驱进速度，对于Stokes粒子：三、阻力作用下的匀速运动第92页，共104页。5.7 惯性沉降、机械拦截和扩散第93页，共104页。一、惯性沉降含尘气流通过一静止或者缓慢移动的捕集体，气流发生绕流运动。第94页，共104页。一、惯性沉降颗粒物1粒径较小，能随气流一起绕过捕集体。11第95页，共104页。颗粒物2距离停滞流线较远，也能顺利绕过捕集体。一、惯性沉降122第96页，共104页。颗粒物3粒径较大，距停滞线较近，因为惯性将保持原来的运动 方向，与捕集体发生碰撞，继而被捕集，这种作用称为惯性碰撞。一、惯性沉降1233第97页，共104页。气流速度在捕集体周围的分布，用ReD衡量ReD u0 Dcpp颗粒对捕集体的附着，通常假定为100 xs停止距离；C坎宁汉滑移系数；弛豫时间；d颗粒物粒径；颗粒物密度。u0 未被扰动的上游气流相对于