环境工程学课程作业及答案

2(dpi/dj g/5)2=2dpi=225dpi1=0iqddpi严dpi025d：qddpiIndpi=225dpi1=0iqddpi严dpi025d：qddpiIndpidg=20,二=1.25,q=1.2二dpiln「ex)[-(——<2In%|dpidg厲1.79r/n20)2])] exo[-( )]dpi 0.321代入上式，利用Matlab积分可得 iqddpi=96.3%。利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘，已知该电除尘器由四块集尘板组成，板高和板长均为 366cm板间距24.4cm，烟气体积流量2ni/s;操作压力为1atm，设粉尘粒子的驱进速度为 12.2cm/s。试确定：1） 当烟气的流速均匀分布时的除尘效率；2）当供入某一通道的烟气为烟气总量的 50%而其他两个各供入25%寸的除尘效率（参考图6-27）。134解：1）Q=2/3=0.667m3/s，S=3.662=13.4m2，nj=1—exp（— :—><0.122）=99.3%。0.667/22)Vmax=05=1.5，查图6-27得Fv=1.75v1/3故i=1一（1一）Fv=1-（1一99.3%）1.75=98.8%。板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为 0.9，使用者希望总效率不小于98%有关法规规定排气中含尘量不得超过0.1g/m3。假定电除尘器入口处粉尘浓度为 30g/m3，且粒径分布如下：质量百分比范围/%0~2020~4040~6060~8080~100平均粒径/km3.58.013.019.045.0并假定德意希方程的形式为「=1—e'dp，其中捕集效率；K经验常数；d颗粒直径。试确定：1）该除尘器效率能否等于或大于98%2）出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定；3）能否满足使用者需要。解:1）由题意0.5=1-exp（-k0.9）=k=0.77dp=3.5， 1=1-exX-0.773.5)=93.2%dp=8.0 ， 2=1~'exp(—0.778.0)=99.8%dp=13.0 ， 3=1-exo(-0.7713.0)=100%故=0.293.2% 0.299.8% 10.23=98.6% 98%2）98.6%=1-一21，则P2i=042g/m3>0.1g/m3。不满足环保规定和使用者需要。

对于粉尘颗粒在液滴上的捕集，一个近似的表达式为二exp[-(0.018M0.5只/R-0.6R2)]。其中M是碰撞数的平方根，R=d/dD，对于密度为2g/cm3的粉尘，相对于液滴运动的初速度为30m/s，流体温度为297K，试计算粒径为1)10；2)50的粉尘在直径为50、100、500的液滴上的捕集效率。解：1)粉尘粒径dp=10」m当液滴直径为50^m时，当液滴直径为50^m时，R=0.2；碰撞数N|2dp："UD)二366.318」Dc..NI=19.14。由给出计算公式可得 =50.3%同理可得液滴直径为100^m、500^m时捕集效率为42.6%、10.1%。2)dp=50■'m用同样方法计算可得颗粒在直径为 50」m、100」m、500」m的液滴上捕集效率分别为0、10.2%、25.0%。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/m3，喉管气速为83m/s，粉尘密度为0.7g/cm3方程，烟气粘度为2.23x10「5Pa.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：=—1.03汉10‘vT(2)=—1.03^10°=—1.03汉10‘vT(2)=—1.03^10°x

Qg22 _3(83102)21.3610=96.5cmH2。由(6-55)P=exp[6.110djgCcd；fJp]=e2-0.33d；g粒径小于g粒径小于0.1」m所占质量百分比太小，可忽略;粒径大于 20.0Jm，除尘效率约为1；因此p二竺e°p二竺e°33032-座e皿30752100100.空e1002-0.333連 e^.337'2100粒径/Pm质量百分数/%<0.10.010.1~0.50.210.5~1.00.781.0~5.013.05.0~10.016.010.0~15.012.015.0~20.08.0>20.050.0解：按《大气污染控制工程》P211(6-53)旦eQ331^2空e^33175^0.0152%100100故r=1-P=98.48%6.21直径为2mm的雨滴以其终末沉降速度穿过 300m厚的大气近地层，大气中含有粒径为 3丄m的球形颗

粒，颗粒的质量浓度为 80-ig/m3。1） 每个雨滴下降过程中可以捕集多少颗粒？2） 由于捕集这些颗粒，雨滴的质量增加了百分之几？i2解：由《AirPollutionControlEngineering》P3009.48式M=—DDAZCW。口t通过P293Figure49.18读取。取Pp=2x103kg/m3，雨滴D=2mm处于牛顿区，利用《大气污染控制工程》 P150（5-83)v=1.74[2.010^(1.0103-1.205)9.81/1.205]1/2=7.0m/s。因此,2Ns=0.912。从Figure9.18读出t=0.11(Cylinder)。订dpV2103(310Ns=0.912。从Figure9.18读出t=0.11(Cylinder)。故M=—（210'）2300800.1仁0.0083乜。4113 3 4而液滴本身M'D卜=4.1910Jg。故质量增加了1.98x10-%。6利用清洁滤袋进行一次实验，以测定粉尘的渗透率，气流通过清洁滤袋的压力损失为 250Pa,300K的气体以1.8m/min的流速通过滤袋，滤饼密度1.2g/cm3,总压力损失与沉积粉尘质量的关系如下。试确定粉尘的渗透率（以m2表示），假如滤袋面积为100.0cm2。M」xpM」xpS，xpM M 1.210310010*12△p/Pa61266677490099010621152M/kg0.0020.0040.0100.020.0280.0340.042解：当T=300K时，」-1.86 10』Pas，v=1.8m/min=0.03m/s△p=b+Mx18^10^003/Kp。利用所给数据进行线性拟和，12p•：p=13146x616.51，即1.8610 0.03/K-13146，23.53x10—12m。12p据报道美国原子能委员会曾运用 2m深的沙滤床捕集细粒子，卡尔弗特建议用下式估算细粒子的穿透率。P=exp(7ZV率。P=exp(7ZVsD器9DcJg；）。其中:z=在气流方向上床的长度;Vs=气体的表面流速；Da=细粒子的空气动力学直径；•：二沙滤床的孔隙率；DcM滤床的沙粒的直径；・打=气体的粘度。y1）若dpa=0.54m，Dc=1.0mmVs=6cm/s，Z=0.3，试估算沙滤床的捕集效率；2） 欲获得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少应多厚？3） 推导该效率方程式。]=]=0.0139，解：1）将已知数据代入所给公式

20.06(0.510冷21000(110丁0.31.8210-5=98.6%2)由P二exp(7ZVsD：a—29D」g；0.001可