大气污染控制工程课后习题答案

第一章 概 论 1.1 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 %51.75%100 197.28 01.28781 . 0 % 2 N ， %08.23%100 197.28 00.32209 . 0 % 2 O ； %29 . 1 %100 197.28 94.3900934 . 0 % Ar ， %05 . 0 %100 197.28 01.4400033 . 0 % 2 CO 。 1.2 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： SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按标准状态下 1m3 干空气计算， 其摩尔数为 mol643.44 4 . 22 101 3 。故三种污染物体积百分数分别为： SO2： ppm052 . 0 643.4464 1015 . 0 3 ，NO2： ppm058 . 0 643.4446 1012. 0 3 CO： ppm20 . 3 643.4428 1000 . 4 3 。 1.3 解： 1） （g/m3N） 3 3 4 /031 . 1 10 4 . 22 1541050 . 1 N mg c（mol/m3N） 33 3 4 /1070 . 6 10 4 . 22 1050 . 1 N mmol 。 2）每天流经管道的 CCl4 质量为 1.03110360024103kg=891kg 1.4 解： 每小时沉积量 200（5001560106）0.12 g =10.8 g 1.5 解： 由大气污染控制工程P14 （11） ，取 M=210 2369 . 0 10 5 . 19 102 . 2 210 2 4 2 2 O p p M HbO COHb ， COHb 饱和度 %15.19 2369 . 0 1 2369 . 0 /1 / 2 2 2 HbOCOHb HbOCOHb HbOCOHb COHb CO 1.6 解： 含氧总量为 mL960 100 204800 。不同 CO 百分含量对应 CO 的量为： 2%： mL59.19%2 %98 960 ，7%： mL26.72%7 %93 960 1）最初 CO 水平为 0%时 min 0 . 172 10102 . 4 26.72 34 t ； 2）最初 CO 水平为 2%时 min 4 . 125 10102 . 4 59.1926.72 34 t 。 1.7 解： 由大气污染控制工程P18 （12） ，最大能见度为 m K d L pp v 8 . 11581 2 . 02 . 2 4 . 114006 . 2 6 . 2 。 第二章 燃烧与大气污染 2.1 解： 1kg 燃油含： 重量（g） 摩尔数（g） 需氧数（g） C 855 71.25 71.25 H 1132.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H2O 22.5 1.25 0 N 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 99.18754.78=474.12mol/kg 重油。 即 474.1222.4/1000=10.62m3N/kg 重油。 烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.7899.1875=374.93mol。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.9922.4/1000=11.27 m3N/kg 重油。 2）干烟气量为 502.9956.50=446.49mol/kg 重油。 SO2 百分比浓度为 %07 . 0 %100 49.446 3125 . 0 ， 空气燃烧时 CO2 存在最大浓度 %96.15%100 49.446 25.71 。 3）过剩空气为 10%时，所需空气量为 1.110.62=11.68m3N/kg 重油， 产生烟气量为 11.267+0.110.62=12.33 m3N/kg 重油。 2.2 解： 相对于碳元素作如下计算： %（质量） mol/100g 煤 mol/mol 碳 C 65.7 5.475 1 H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.072 0.013 灰分 18.1 3.306g/mol 碳 水分 9.0 1.644g/mol 碳 故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.013， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为 molCg /26.18 475 . 5 100 。燃烧方程式为 222222013. 0010. 0584. 0 78. 3010. 0292. 0)78 . 3 (nNSOOHCONOnOSCH n=1+0.584/4+0.0100.013/2=1.1495 1）理论空气量 kgmkgm/74 . 6 /10 4 . 221000 26.18 )78 . 3 1 (1495 . 1 333 ； SO2 在湿烟气中的浓度为 %174 . 0 %100 18 644 . 1 1495 . 1 78 . 3 010 . 0 292 . 0 1 010 . 0 2）产生灰分的量为 kgg / 8 . 144%80 100 1000 1 . 18 烟气量（1+0.292+0.010+3.781.1495+1.644/18） 1000/18.2622.4103=6.826m3/kg 灰分浓度为 3 10 826 . 6 8 . 144 mg/m3=2.12104mg/m3 3）需石灰石 kg21.103 %35 407 . 1 00.32 %7 . 11000 /t 煤 2.3 解： 按燃烧 1kg 煤计算 重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H2O 52.875 2.94 0 设干空气中 N2：O2 体积比为 3.78：1， 所需理论空气量为 4.78（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=18.50mol N2 mol54.280 78 . 4 76.35478 . 3 总计 66.25+8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 煤 实际烟气量 365.48+0.2354.76=436.43mol/kg 煤，SO2 浓度为 %043 . 0 %100 43.436 1875 . 0 。 2.4 解： 取 1mol 煤气计算 H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H2 （0.13-0.004）mol 0.063mol CH4 0.007mol 0.014mol 共需 O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中 N2：O2 体积比为 3.78：1，则理 论干空气量为 0.223（3.78+1）=1.066mol。取 2 . 1 ，则实际干空气 1.21.066mol=1.279mol。 空气含湿量为 12g/m3N，即含 H2O0.67mol/ m3N，14.94L/ m3N。故 H2O 体积分数为 1.493%。 故实际空气量为 mol298 . 1 %493 . 1 1 279 . 1 。 烟气量 SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.2233.78+0.524=1.367mol，H 2O0.002+0.126+0.014+1.2981.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.21.066=2.125mol 2.5 解： 1）N2%=111%8%2%0.012%=78.99% 由大气污染控制工程P46 （211） 空气过剩 % 5 . 50%100 )25 . 08(99.78264 . 0 25 . 08 2）在测定状态下，气体的摩尔体积为 molL P T T VP V/46.39 322.133700273 443 4 . 22101325 2 2 1 11 2 ； 取 1m3 烟气进行计算，则 SO2120106m3，排放浓度为 6 3 3 120 10 (1 8%) 640.179 / 39.46 10 g m 。 3） 3 22.4 5663.37(1 8%)2957/min 39.46 N m 。 4） 3 /85.52 22.4 39.46 0 . 03 N mg 。 2.6 解： 按 1kg 煤进行计算 重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol） C 758 63.17 63.17 H 40.75 20.375 10.19 S 16 0.5 0.5 H2O 83.25 4.625 0 需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol 设干空气中 N2：O2 体积比为 3.78：1，则干空气量为 73.864.781.2=423.66mol， 含水 423.660.0116=4.91mol。 烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol； N2：73.863.78=279.19mol；过剩干空气 0.273.864.78=70.61mol。 实际烟气量为 63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中 CO2 %25.14%100 38.443 17.63 ；SO2 %11 . 0 %100 38.443 5 . 0 ； H2O %74 . 6 %100 38.443 91.29 ； N2 %55.75%100 38.443 61.7079 . 0 19.279 。 O2 %33 . 3 %100 38.443 209 . 0 61.70 。 2.7 解： SO2 含量为 0.11%，估计约 1/60 的 SO2 转化为 SO3，则 SO3 含量 5 1083 . 1 60 1 %11 . 0 ，即 PH2SO4=1.83105，lg PH2SO4=-4.737。 查图 27 得煤烟气酸露点约为 134 摄氏度。 2.8 解： 以 1kg 油燃烧计算， C 860g 71.67mol； H 140g 70mol，耗氧 35mol。 设生成 CO x mol，耗氧 0.5x mol，则生成 CO2 （71.67x）mol，耗氧（71.67x）mol。 烟气中 O2 量 6 10600 %5 . 1 x 。 总氧量 xxx x 5 . 2467.10635)67.71(5 . 0 10600 %5 . 1 6 ，干空气中 N2：O2 体积 比为 3.78：1，则含 N2 3.78（106.67+24.5x） 。根据干烟气量可列出如下方程： 66 10600 ) 5 . 2467.106(78 . 3 67.71 10600 %5 . 1 x x x ，解得 x=0.306 故 CO2%： %99.13%100 10600 306 . 0 306 . 0 67.71 6 ； N2%： %62.84%100 10600 306 . 0 )67.106306 . 0 5 . 24(78 . 3 6 由大气污染控制工程P46 （211） 空气过剩系数 07 . 1 )06 . 0 5 . 05 . 1 (62.84264 . 0 06 . 0 5 . 05 . 1 1 第三章 大气污染气象学 3.1 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： dPgdZ （1） 将空气视为理想气体，即有 m PVRT M 可写为 mPM VRT （2） 将（2）式带入（1） ，并整理，得到以下方程： dPgM dZ PRT 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： ln gM PZC RT 即 2 21 1 ln() PgM ZZ PRT （3） 假设山脚下的气温为 10。C，带入（3）式得： 5009.8 0.029 ln 10008.314 283 Z 得 5.7Zkm 即登山运动员从山脚向上爬了约 5.7km。 3.2 解： d mK z T 100/35. 2 5 . 110 298 8 . 297 105 . 1 ，不稳定 d mK z T 100/5 . 1 1030 8 . 297 5 . 297 3010 ，不稳定 d mK z T 100/0 . 1 3050 5 . 297 3 . 297 5030 ，不稳定 d mK z T 100/75 . 1 5 . 130 298 5 . 297 305 . 1 ，不稳定 d mK z T 100/44 . 1 5 . 150 298 3 . 297 505 . 1 ，不稳定。 3.3 解： 288 . 0 0 1 0 1 )( P P T T ， K P P TT49.258) 400 600 (230)( 288 . 0 288 . 0 0 1 01 3.4 解： 由大气污染控制工程P80 （323） ， m Z Z uu)( 1 1 ，取对数得 )lg(lg 1 1 Z Z m u u 设 y u u 1 lg ， x Z Z )lg( 1 ，由实测数据得 x0.3010.4770.6020.699 y0.06690.11390.14610.1761 由 excel 进行直线拟合，取截距为 0，直线方程为：y=0.2442x 故 m0.2442。 3.5 解： 0.070.07 1 10 0 50 ()2 ()2.24/ 10 Z uum s Z ， 0.070.07 2 20 0 100 ()2 ()2.35/ 10 Z uum s Z 0.070.07 3 30 0 200 ()2 ()2.47/ 10 Z uum s Z ， 0.070.07 4 40 0 300 ()2 ()2.54/ 10 Z uum s Z 0.070.07 5 50 0 400 ()2 ()2.59/ 10 Z uum s Z 。 稳定度 D，m=0.15 sm Z Z uu/55 . 2 ) 10 50 (2)( 15 . 0 15 . 0 0 1 01 ， sm Z Z uu/82 . 2 ) 10 100 (2)( 15 . 0 15 . 0 0 2 02 sm Z Z uu/13 . 3 ) 10 200 (2)( 15 . 0 15 . 0 0 3 03 ， sm Z Z uu/33 . 3 ) 10 300 (2)( 15 . 0 15 . 0 0 4 04 sm Z Z uu/48 . 3 ) 10 400 (2)( 15 . 0 15 . 0 0 5 05 。 稳定度 F，m=0.25 sm Z Z uu/99 . 2 ) 10 50 (2)( 25 . 0 25 . 0 0 1 01 ， sm Z Z uu/56 . 3 ) 10 100 (2)( 25 . 0 25 . 0 0 2 02 sm Z Z uu/23 . 4 ) 10 200 (2)( 25 . 0 25 . 0 0 3 03 ， sm Z Z uu/68 . 4 ) 10 300 (2)( 25 . 0 25 . 0 0 4 04 sm Z Z uu/03 . 5 ) 10 400 (2)( 25 . 0 25 . 0 0 5 05 风速廓线图略。 3.6 解： 1）根据Air Pollution Control Engineering可得高度与压强的关系为 dz RT gM P dP 将 g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得 T P dP dz21.29 。 当 t=11.0。C，气压为 1023 hPa；当 t=9.8。C，气压为 1012 hPa， 故 P=（1023+1012）/2=1018Pa，T=（11.0+9.8）/2=10.4。C=283.4K，dP=1012- 1023=11Pa。 因此 mmdz89 4 . 283 1018 11 21.29 ，z=119m。 同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下： 测定位置2345678910 气温/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8 气压/hPa10121000988969909878850725700 高度差/m89991011635362902711299281 高度/m119218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158 2）图略 3） d mK z T 100/35 . 1 89 8 . 911 21 21 21 ，不稳定； 0100/22 . 2 99 128 . 9 32 32 32 mK z T ，逆温； 0100/98 . 1 101 1412 43 43 43 mK z T ，逆温； 0100/61 . 0 163 1514 54 54 54 mK z T ，逆温； d mK z T 100/37 . 0 536 1315 65 65 65 ，稳定； 0 290 1313 76 76 76 z T d mK z T 100/15 . 0 271 6 . 1213 87 87 87 ，稳定； d mK z T 100/85 . 0 1299 6 . 1 6 . 12 98 98 98 ，稳定； d mK z T 100/28 . 0 281 8 . 06 . 1 109 109 109 ，稳定。 3.7 解： 0100/22. 1 458 1 . 21 7 . 26 1 1 1 mK z T G ，故 0 11 G ，逆温； mK z T G100/72 . 0 763 1 . 21 6 . 15 2 2 2 ，故 d mKG100/72 . 0 22 ，稳定； mK z T G100/16 . 1 580 6 . 159 . 8 3 3 3 ，故 d mKG100/16 . 1 33 ，不稳定； mK z T G100/1 2000 0 . 250 . 5 4 4 4 ，故 d mKG100/1 44 ，不稳定； mK z T G100/2 500 0 . 30 0 . 20 5 5 5 ，故 d mKG100/2 55 ，不稳定； 0100/43 . 0 700 0 . 25 0 . 28 6 6 6 mK z T G ，故 0 66 G 逆温。 3.8 解： 以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为 1013hPa，则由习题 3.1 推导得到的公式 2 21 1 ln() PgM ZZ PRT ，代入已知数据（温度 T 取两高度处的平均值）即 458 297314 . 8 029 . 0 8 . 9 1013 P ln 2 ，由此解得 P2=961hPa。 由大气污染控制工程P72 （315）可分别计算地面处位温和给定高度处位温： K P T293) 1013 1000 ( 1 .294) 1000 ( 288 . 0 288 . 0 地面 地面地面 ， K P T16.303) 961 1000 ( 7 . 299) 1000 ( 288 . 0 288 . 0 1 11 ， 故位温梯度= mK 100/18 . 2 4580 303293 同理可计算得到其他数据的位温梯度，结果列表如下： 测定编号123456 地面温度 /。C 21.121.115.625.030.025.0 高度/m4587635802000500700 相应温度 /。C 26.715.68.95.020.028.0 位温梯度/ K/100m2.220.27 0.17 0.02 1.02 1.42 3.9 解： 以第一组数据为例进行计算，由习题 3.1 推导得到的公式 2 21 1 ln() PgM ZZ PRT ，设地面 压强为 P1，代入数据得到： 458 297314 . 8 029 . 0 8 . 9 P 970 ln 1 ，解得 P1=1023hPa。因此 K P T 2 . 292) 1023 1000 ( 1 .294) 1000 ( 288 . 0 288 . 0 地面 地面地面 同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下： 测定编号123456 地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0 高度/m4587635802000500700 相应温度/。C26.715.68.95.020.028.0 地面压强/hPa102310121002104010061007 地面位温/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.4 第四章 大气扩散浓度估算模式 4.1 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 )( exp 2 )( )exp 2 exp( 2 ),( 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzy u Q Hzyx 现存在峭壁，可考虑 为实源与虚源在所关心点贡献之和。 实源 2 )( exp 2 )( )exp 2 exp( 2 2 2 2 2 2 2 1 zzy zy HzHzy u Q 虚源 2 )( exp 2 )( exp 2 )2( exp 2 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzyL u Q 因此 2 )( exp 2 )( )exp 2 exp( 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzy u Q + 2 )( exp 2 )( exp 2 )2( exp 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzyL u Q = 2 )( exp 2 )( exp 2 )2( exp) 2 exp( 2 2 2 2 2 2 2 2 2 zzyy zy HzHzyLy u Q 刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。 4.2 解： 霍兰德公式 mD T TT u Dv H s ass 16.96)5 418 288418 7 . 25 . 1 ( 4 5 5 . 13 )7 . 25 . 1 ( 。 布里格斯公式 kWkWDv T TT Q s s as H 21000295215 5 . 13 418 288418 106 . 9 7 . 2 106 . 9 7 . 2 2 3 2 3 且 x=2100kW，TsTa=130K35K。 muHQnH n s n H 93.244412029521303 . 1 13/23/1 1 0 21 （发电厂位于城市近郊，取 n=1.303，n1=1/3，n2=2/3） 4.3 解： 由大气污染控制工程P88（49）得 3 2 2 2 2 /0273 . 0 ) 1 . 182 60 exp( 1 . 18 3 . 356 80 ) 2 exp(mmg H u Q z zy 4.4 解： 阴天稳定度等级为 D 级，利用大气污染控制工程P95 表 44 查得 x=500m 时 mm zy 1 . 18, 3 . 35 。将数据代入式 48 得 3 2 2 2 2 /010 . 0 ) 1 . 182 60 exp() 3 . 352 50 exp( 1 . 18 3 . 356 80 )60, 0 ,50,500(mmg 。 4.5 解： 由霍兰德公式求得 mD T TT u Dv H s ass 84 . 5 )6 . 0 405 293405 7 . 25 . 1 ( 4 6 . 020 )7 . 25 . 1 ( ，烟囱 有效高度为 mHHH s 84.3584 . 5 30 。 由大气污染控制工程P89 （410） 、 （411） y z eHu Q 2 max 2 时， m H z 34.25 2 84.35 2 。 取稳定度为 D 级，由表 44 查得与之相应的 x=745.6m。 此时 m y 1 . 50 。代入上式 3 2 max /231 . 0 1 . 50 34.25 84.354 102 mg e 。 4.6 解： 由大气污染控制工程P98 （431） 1 3 . 0 1 1 2 12 02 . 3 ) 05 . 0 2 ()( yy q yy （当 hh1001 2 ，q=0.3） 33 3 1 2 2 2 /1012 . 1 02 . 3 104 . 3 02 . 3 ) 2 exp(mg H u Q z zy 4.7 解： 有限长线源 dP PH u Q Hx P P z z L ) 2 exp( 2 1 ) 2 exp( 2 2 ), 0 , 0 ,( 2 2 2 2 1 。 首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午 4：00，太阳高度角 3035。左右，属于弱太阳辐射；查表 4-3，当风速等于 3m/s 时，稳定度等级为 C，则 400m 处 mm zy 5 . 26, 3 . 43 。 其次判断 3 分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于 0.5h，所以不必考虑采样时 间对扩散参数的影响。3 分钟时，污染物到达的距离 3 3 60540400xutmm ， 说明已经到达受体点。 有限长线源 dP PH u Q Hx P P z z L ) 2 exp( 2 1 ) 2 exp( 2 2 ), 0 , 0 ,( 2 2 2 2 1 距离线源下风向 4m 处，P1=75/43.3=1.732，P2=75/43.3=1.732； )/(6 . 0)/( 150 90 smgsmgQL 。代入上式得 3 732 . 1 732 . 1 2 /52 . 5 ) 2 exp( 2 1 5 . 2632 6 . 02 )0 , 0 , 0 ,400(mmgdp P 。 端点下风向 P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得 3 46 . 3 0 2 /0 . 3) 2 exp( 2 1 5 . 2632 6 . 02 )0 , 0 , 0 ,400(mmgdp P 4.8 解： 设大气稳定度为 C 级， mm zy 98 . 6 15 . 2 15 ,56.232 3 . 4 1000 00 。 当 x=1.0km， mm zy 4 . 61, 1 . 99 。由大气污染控制工程P106 （449） )()( 2 1 exp )( ), 0 ,( 2 0 2 2 0 2 00 zzyy zzyy Hy u Q Hyx 35 2 2 /1057 . 4 )98 . 6 4 . 61( 15 2 1 exp )98 . 6 4 . 61)(56.232 1 . 99(3 10 mg 4.9 解： 设大气稳定度为 C 级。 mxm HD Dz 5 . 122642.74 15 . 2 200360 15 . 2 当 x=2km 时，xD2xD 时， m y 474 ， 3 /120 . 0 4743605 . 32 180 mmg 计算结果表明，在 xD=162m。实际烟囱高度可取为 170m。 烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的 1.5 倍，即 uv=1.51.6871700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在 2030m/s。取 uv=20m/s，则有 m u Q D v v 1 . 4 20 26544 ，实际直径可取为 4.0m。 4.12 解： 高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按 P88（47） Hzy zzy zy HzHzy u Q , 0 2 2 2 2 2 2 1 2 )( exp 2 )( )exp 2 exp( 2 zyzy u Q H H u Q 2 018 . 1 2/2 4 exp1 2 2 2 （由 P89（411） 2 H z ） 而地面轴线浓度 y z eHu Q 2 max2 2 。 因此， 38 . 1 2 018 . 1 ) 2 (4 018 . 1 4 018 . 1 ) 2 /( 2 018 . 1 / 2 2 2 2 2 21 e H eHeH eHu Q u Q zy z zy 得证。 第五章 颗粒污染物控制技术基础 5.1 解： 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线， 读出 d84.1=61.0 m 、d50=16.0 m 、d15。9=4.2 m 。 81 . 3 50 1 . 84 d d g 。 作图略。 5.2 解： 绘图略。 5.3 解： 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径 d50（MMD）=10.3 m 、d84.1=19.1 m 、d15。9=5.6 m 。 85 . 1 50 1 . 84 d d g 。 按大气污染控制工程P129（524） mNMDNMDMMD g 31 . 3 ln3lnln 2 ； P129（526） mdNMDd LgL 00 . 4 ln 2 1 lnln 2 ； P129（529） mdNMDd svgsv 53 . 8 ln 2 5 lnln 2 。 5.4 解： 大气污染控制工程P135（539）按质量表示 gcm d S Psv m /107 . 3 6 23 P135（538）按净体积表示 323 /1003 . 7 6 cmcm d S sv V P135（540）按堆积体积表示 323 /1011 . 2 )1 (6 cmcm d S sv b 。 5.5 解： 气体流量按 P141（543） smQQQ NNNN /11000)( 2 1 3 21 ； 漏风率 P141（544） %20%100 10000 2000 %100 1 21 N NN Q QQ ； 除尘效率： 考虑漏风，按 P142（547） % 3 . 90 100002 . 4 12000340 . 0 11 11 22 NN NN Q Q 不考虑漏风，按 P143（548） % 9 . 91 2 . 4 340 . 0 11 1 2 N N 5.6 解： 由气体方程 RT M m PV 得 Lg RT PM V m /832 . 0 42331 . 8 29)4901001. 1 ( 5 sm A Q v/ 9 . 17 360024 . 0 273 423 10000 按大气污染控制工程P142（545） PaP1311 9 . 17 2 832 . 0 8 . 9 2 。 5.7 解： 按大气污染控制工程P145（558） %99%)801%)(951 (1)1)(1 (1 21 T 粉尘浓度为 33 /10/ 22 . 2 2 . 22 mgmg ，排放浓度 10（199%）=0.1g/m3； 排放量 2.220.1=0.222g/s。 5.8 解： 按大气污染控制工程P144（552） i i i g g P 1 2 1 （P=0.02）计算，如下表所示： 粉尘间隔/ m 500，假设成立。 第六章 除尘装置 6.1 解： 计算气流水平速度 sm A Q v/1087 . 2 57 . 4 14 . 9 2 . 1 2 0 。设粒子处于 Stokes 区域，取 sPa 5 1082 . 1 。按大气污染控制工程P162（64） mm gL Hv d p 2 . 1710 2 . 17 19.1281 . 9 1021 . 1 57 . 4 1087 . 2 1082 . 1 1818 6 3 25 0 min 即为能被 100%捕集的最小雾滴直径。 6.2 解： 按层流考虑，根据大气污染控制工程P163（65） 2 . 22 9 . 64 80 18 1 2 12 2 1 2 1 nn n n ，因此需要设置 23 层。 6.3 解： sPahmkg 5 1086 . 1 )./(067 . 0 mmm gL Hv d p 10084104 . 8 781 . 9 105 . 2 123 . 01086 . 1 1818 5 3 5 0 min ，符合 层流区假设。 6.4 解： 设空气温度为 298K，首先进行坎宁汉修正： sm M RT v/ 6 . 466 1097.28142 . 3 298314 . 8 88 3 ， m v 8 5 106 . 6 6 . 466185 . 1 499 . 0 1082 . 1 499 . 0 ， 21 . 0 63 . 0 106 . 62 2 Kn 264 . 1 4 . 0257. 1 21 . 0 1 21 . 0 10 . 1 eC 。故 smgC d u pp s /1058. 1 18 5 2 525 . 0 60/1061 . 3 202 . 05 . 01058 . 1 ) 1( 3 5 Q nLWus i 。用同样方法计算可得 0.83 m 粒子的分级效率为 0.864。 因此总效率 695 . 0 )864 . 0 525 . 0 (5 . 0 i 6.5 解： 按Air Pollution Control Engineering公式 ) 9 (exp1 2 i pc W DNV 。 令=50%，N=5，Vc=15m/s， p =2.9103kg/m3，W=0.76m， sPa 5 102 ，代入 上式得 dc=11.78 m 。 利用大气污染控制工程P170（618） 2 2 )/(1 )/( cpi cpi i dd dd 计算各粒径粉尘分级效率， 由此得总效率 % 3 . 55 iig 6.6 解： 根据大气污染控制工程P144（553） ii i gPg 32 / （P=0.1）计算分级效率， 结果如下表所示： 粉尘间隔/ m 05510101515202025253030353540404545 捕集 g30.51.41.92.12.12.02.02.02.084.0质量 频率 /%出口 g276.012.94.52.11.50.70.50.40.31.1 %/ i 5.59 49.41 79.17 90.00 92.65 96.26 97.30 97.83 98.36 99.85 据此可作出分级效率曲线。由上表可见，510 m 去除效率为 49.41。因此在工程误差允 许范围内，dc=7.5 m 。 6.7 解： 据大气污染控制工程P169（613） Pavp144015293 . 1 9 . 9 2 1 2 1 22 1 。 6.8 解： 根据Air Pollution Control EngineeringP258 公式 ) 9 (exp1 2 i pc W DNV 。 因 )/( 1000 3 2 2 mkg D D p pppa 单位取 单位 ，故 p D 2 1000 2 pa D ； 由题意，当 smVc/20%,50 。取 sPa 5 1082 . 1 ，N=10，代入上式 ) 1082 . 1 9 1000)100 . 1 (2010 (exp1%50 5 26 i W ，解得 Wi=5.5mm。 根据一般旋风除尘器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H2 Wi=1.1cm。 气体流量 Q=A.V=H.W.Vc=1.21103m3/s 6.9 解： 按大气污染控制工程P170（618） 2 2 2 2 2 2 25)5/(1 )5/( )/(1 )/( pi pi pi pi cpi cpi i d d d d dd dd ； 0 2 2 1 0 25 pi pi pi pii qdd d d qdd 。 dg=20 m ， 25 . 1 ， ) 32 . 0 20 ln (exp 79 . 1 ) ln2 ln (exp ln2 1 22 pi pi g g pi gpi d d d d d q 代入上式，利用 Matlab 积分可得 % 3 . 96 1 0 piiqdd 。 6.10 解： 驱进速度按大气污染控制工程P187（633） sm d qE w p p /176 . 0 1011081 . 1 3 10100103 . 0 3 65 315 。 2 885 . 1 23 . 0mdLA ，Q=0.075m3/s，代入 P188（634） % 8 . 98)176 . 0 075 . 0 885 . 1 exp(1)exp(1 ii w Q A 。 6.11