大气污染课后答案-5章

1、第五章颗粒污染物控制技术根底5.1根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进展粒径分布测定时只取了四组数据见下表，试确定：1几何平均直径和几何标准差；2绘制频率密度分布曲线。粉尘粒径dp/ m01010 2020 40>40质量频率g/%36.919.118.026.0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,pl读出 d84.i =61.0m、d50=16.0m、di§ 9=4.2 m。 g8413.81。d50作图略。5.2根据以下四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘出它们的筛下累积频率曲

2、线。污染源质量中位直径集合标准差平炉0.362.14飞灰6.84.54水泥窑16.52.35化铁炉60.017.65解：5.3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；2如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径与外表积-体积平均直径。粉尘粒径/ m02244661010 2020 40>40浓度/ g m30.812.2255676273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d50MMD =10.3 m 、d84.1 =19.1 m、d15。9=5.6 m。 g1.85。d50按?大气污染控制工

3、程?P129 5 24InMMDIn NMD3ln2NMD 3.31 m ；P1295 26In dLIn NMD3n22dL 4.00 m ；P1295-29lndsv In NMD£ln2 gdsv 8.53 m o5.4对于题5.3中的粉尘，真密度为1900kg/m3,填充空隙率0.7，试确定其比外表积分别以质量、净体积和堆积体积表示。解：?大气污染控制工程?P135 5 39按质量表示 Smd sv p3.7 103cm2/gP135 5 38按净体积表示 S6dsv7.03 103cm2 / cm32.11 103cm2 /cm3。P135 5 40按堆积体积表示 Sb6(

4、1)dsv5.5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10000m“h，含尘浓度333为4.2g/ m n。除尘器出口的气体流量为 12000 m N/h，含尘浓度为 340mg/ m No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。解：1 3气体流量按 P141 5 43Qn (Qjn Q2N )11000mN /s ；2由气体方程PV RT得Mm PMV RT(1.01 10 5490) 298.31 4230.832g/L漏风率 P141 5 44Q1NQ2N100%2000100% 20% ；Q1N10000除尘效率：考虑漏

5、风，按 P142 5 4712N Q2Nd 0.3401 1200090.3%1N Q1N4.210000不考虑漏风，按 P143 5 4812N10.34091.9%1N4.25.6对于题5.5中给出的条件，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：17.9m/s10000 -2730.24 36000 832按?大气污染控制工程?P1425 45 P 9817.92 1311Pa 。25.7有一两级除尘系统，系统的流量为2.22m3/s，工艺设备产生粉尘量为 22.2

6、g/s，各级除尘效率分别为80%和95%试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。解：按?大气污染控制工程?P145 5 58T 1 (11)(12) 1 (1 95%)(1 80%) 99%22 2 3 3 3粉尘浓度为 g /m 10g /m，排放浓度10 1 99%=0.1g/m ;2.22排放量 2.22 X 0.1=0.222g/s。5.8某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，假设除尘器总除尘效率为 98%试绘出分级效率曲线。粉尘间隔/ m<0.60.60.70.70.80.81.0122334质量频率/%进口 g12.00.40.40.73.56.02

7、4.0出口 g27.01.02.03.014.016.029.0粉尘间隔/ m45566881010122030质量频率/%进口 g113.02.02.03.011.08.0出口 g26.02.02.02.58.57.0解:按?大气污染控制工程?P144 5 52i 1 P亚P=0.02丨计算，如下表所示:g1i粉尘间隔/ m<0.60.60.70.70.80.81.0122334质量频率/%进口 g12.00.40.40.73.56.024.0出口 g27.01.02.03.014.016.029.0i /%93959091.49294.797.6粉尘间隔/ m455668810101

8、22030其他质量频率/%进口 g113.02.02.03.011.08.024.0出口 g26.02.02.02.58.57.00i /%99.1989898.398.598.2100据此可作出分级效率曲线。5.9某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下，试确定总除尘效率。平均粒径/ m0.251.02.03.04.05.06.07.08.010.014.020.0>23.5质量频率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分级效率/%83047.56068.575818689.5959899100解:按?大气污染控制工程?P1445 -

9、 54i g1i 72.86%。5.10计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以与每种颗粒在30秒钟的沉降高度。假定飞灰颗粒为球形， 颗粒直径分别为为 0.4、40、4000 m，空气温度为387.5K，3压力为101325Pa，飞灰真密度为 2310kg/m。解：当空气温度为387.5K时0.912kg/m3,2.3 10 5。当dp=0.4 m时，应处在Stokes 区域。首先进展坎宁汉修正：v8RT.M8 8.314 387.533.142 28.97 10532.2m/s，9.4 100.499 v8 m， Kn2 9.4 10 2dp0.40.47。那么61, us 18

10、gC 1.41 10 5m/ s。C 1Kn1.2570.4exp( 血)Kn当dp=4000 m时，应处于牛顿区，us1.74 dP( p)g17.34m/s。dp uRep 亠一4000 10 6 0.9122.3 10 517 342750500，假设成立。当dp=0.4 m时，忽略坎宁汉修正，usdp pg180.088m/s。经历证 Re><1，符合 Stokes公式。us,因此计算沉降高度时可近似按考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间就十分接近 计算。一 5一 4dp=0.4 m h=1.41 X 10 X 30=4.23 X 10 m； dp=40 m h=0.088

11、 X 30=2.64m；dp=4000 m h=17.35 X 30=520.5m。5.11欲通过在空气中的自由沉降来分英真密度为2.6g/cm3和角闪石真密度为3.5g/cm 3的混合物，混合物在空气中的自由沉降运动处于牛顿区。试确定完全别离时所允许的最大石英粒径与最小角闪石粒径的最大比值。设最大石英粒径dpi，最小角闪石粒径 dp2。由题意，1.74 F_p1 g1.7>- p-p2g故巴上 35 1.35。d p2pi 265.12直径为200 m、真密度为1850kg/m3的球形颗粒置于水平的筛子上，用温度 293K和 压力101325Pa的空气由筛子下部垂直向上吹筛上的颗粒，试

12、确定：1恰好能吹起颗粒时的气速；2在此条件下的颗粒雷诺数；3作用在颗粒上的阻力和阻力系数。解：在所给的空气压强和温度下,3c1.205kg/ m ,1.81 10 Pa s。dp=200 m 时,考虑采用过渡区公式，按?大气污染控制工程?P150 5-82:Us1.140.7140.7140.153d p ( p ) g0.4280.2860.153(200 10 6)1.1418500.7149.810.714(1.81 10 5)0.4281.20502861.03m/ sRep6200 101.03 1.20513.85，符合过渡区公式。1.81 10阻力系数按P147 5- 62CP1

13、8.5Rep3.82。阻力按 P146 5-59Fp2CDAu21 3.82 (200 10 6)2 1.205 1.032 7.83 10 8N。2 45.13欲使空气泡通过浓盐酸溶液密度为1.64g/m3,粘度1X 10-4Pa.s，以到达枯燥的目的。盐酸装在直径为 10cm高12m的圆管，其深度为 22cm,盐酸上方的空气处于298K和101325Pa状态下。假设空气的体积流量为127L/min，试计算气流能够夹带的盐酸雾滴的最大直径。解：1232圆管面积A - d 7.85 10 m。据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度4Q 12710 3us30.27m/ s。考虑利用过渡区公式：A 7

14、.85 10 3 601.140.7140.714Us0.153d p ( p ) g0.4280.286代入相关参数1.19kg/m3, p 1.64 103kg/m3,1.82 10 5Pa s 与Us=0.27m/s可解得dp=66 m。Rep66 10 6 1.19 0.271.171，符合过渡区条件。故能被空气夹带的雾滴最大直径为66 m。5.14试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最大距离。水泥粉尘是从离地面4.5m. .3高处的旋风除尘器出口垂直排出的，水泥粒径围为25500 m，真密度为1960kg/m，风速为1.4m/s，气温293K,气压为101325Pa。解：粒径为25 m，应处于Stokes区域，考虑忽略坎宁汉修正：UsH4.5Us23.69 10122s，因此 L=v.t=1.4 x 122m=171m3.69 10 2m/s。竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，那么下落时间5.15某种粉尘真密度为 2700kg/ mi,气体介质近于空气温度为433K,压力为101325Pa, 试计算粒径为10和500 m的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。离心力场中