大氣污染課后答案-5章

1、第五章顆粒污染物控制技術根底5.1根據以往的分析知道，由破碎過程產生的粉塵的粒徑分布符合對數正態(tài)分布，為此在對該粉塵進展粒徑分布測定時只取了四組數據見下表，試確定：1幾何平均直徑和幾何標準差；2繪制頻率密度分布曲線。粉塵粒徑dp/ m01010 2020 40>40質量頻率g/%36.919.118.026.0解：在對數概率坐標紙上作出對數正態(tài)分布的質量累積頻率分布曲線,pl讀出 d84.i =61.0m、d50=16.0m、di§ 9=4.2 m。 g8413.81。d50作圖略。5.2根據以下四種污染源排放的煙塵的對數正態(tài)分布數據，在對數概率坐標紙上繪出它們的篩下累積頻率曲

2、線。污染源質量中位直徑集合標準差平爐0.362.14飛灰6.84.54水泥窯16.52.35化鐵爐60.017.65解：5.3某粉塵粒徑分布數據見下表，1判斷該粉塵的粒徑分布是否符合對數正態(tài)分布；2如果符合，求其幾何標準差、質量中位直徑、個數中位直徑、算數平均直徑與外表積-體積平均直徑。粉塵粒徑/ m02244661010 2020 40>40濃度/ g m30.812.2255676273解：在對數概率坐標紙上作出對數正態(tài)分布的質量累積頻率分布曲線，讀出質量中位直徑d50MMD =10.3 m 、d84.1 =19.1 m、d15。9=5.6 m。 g1.85。d50按?大氣污染控制工

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對于題5.3中的粉塵，真密度為1900kg/m3,填充空隙率0.7，試確定其比外表積分別以質量、凈體積和堆積體積表示。解：?大氣污染控制工程?P135 5 39按質量表示 Smd sv p3.7 103cm2/gP135 5 38按凈體積表示 S6dsv7.03 103cm2 / cm32.11 103cm2 /cm3。P135 5 40按堆積體積表示 Sb6(

4、1)dsv5.5根據對某旋風除塵器的現場測試得到：除塵器進口的氣體流量為10000m“h，含塵濃度333為4.2g/ m n。除塵器出口的氣體流量為 12000 m N/h，含塵濃度為 340mg/ m No試計算該除 塵器的處理氣體流量、漏風率和除塵效率分別按考慮漏風和不考慮漏風兩種情況計算。解：1 3氣體流量按 P141 5 43Qn (Qjn Q2N )11000mN /s ；2由氣體方程PV RT得Mm PMV RT(1.01 10 5490) 298.31 4230.832g/L漏風率 P141 5 44Q1NQ2N100%2000100% 20% ；Q1N10000除塵效率：考慮漏

5、風，按 P142 5 4712N Q2Nd 0.3401 1200090.3%1N Q1N4.210000不考慮漏風，按 P143 5 4812N10.34091.9%1N4.25.6對于題5.5中給出的條件，旋風除塵器進口面積為0.24m2，除塵器阻力系數為 9.8，進口氣流溫度為423K,氣體靜壓為-490Pa,試確定該處塵器運行時的壓力損失假定氣體成 分接近空氣。解：17.9m/s10000 -2730.24 36000 832按?大氣污染控制工程?P1425 45 P 9817.92 1311Pa 。25.7有一兩級除塵系統，系統的流量為2.22m3/s，工藝設備產生粉塵量為 22.2

6、g/s，各級除塵效率分別為80%和95%試計算該處塵系統的總除塵效率、粉塵排放濃度和排放量。解：按?大氣污染控制工程?P145 5 58T 1 (11)(12) 1 (1 95%)(1 80%) 99%22 2 3 3 3粉塵濃度為 g /m 10g /m，排放濃度10 1 99%=0.1g/m ;2.22排放量 2.22 X 0.1=0.222g/s。5.8某燃煤電廠除塵器的進口和出口的煙塵粒徑分布數據如下，假設除塵器總除塵效率為 98%試繪出分級效率曲線。粉塵間隔/ m<0.60.60.70.70.80.81.0122334質量頻率/%進口 g12.00.40.40.73.56.02

7、4.0出口 g27.01.02.03.014.016.029.0粉塵間隔/ m45566881010122030質量頻率/%進口 g113.02.02.03.011.08.0出口 g26.02.02.02.58.57.0解:按?大氣污染控制工程?P144 5 52i 1 P亞P=0.02丨計算，如下表所示:g1i粉塵間隔/ m<0.60.60.70.70.80.81.0122334質量頻率/%進口 g12.00.40.40.73.56.024.0出口 g27.01.02.03.014.016.029.0i /%93959091.49294.797.6粉塵間隔/ m455668810101

8、22030其他質量頻率/%進口 g113.02.02.03.011.08.024.0出口 g26.02.02.02.58.57.00i /%99.1989898.398.598.2100據此可作出分級效率曲線。5.9某種粉塵的粒徑分布和分級除塵效率數據如下，試確定總除塵效率。平均粒徑/ m0.251.02.03.04.05.06.07.08.010.014.020.0>23.5質量頻率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分級效率/%83047.56068.575818689.5959899100解:按?大氣污染控制工程?P1445 -

9、 54i g1i 72.86%。5.10計算粒徑不同的三種飛灰顆粒在空氣中的重力沉降速度，以與每種顆粒在30秒鐘的沉降高度。假定飛灰顆粒為球形， 顆粒直徑分別為為 0.4、40、4000 m，空氣溫度為387.5K，3壓力為101325Pa，飛灰真密度為 2310kg/m。解：當空氣溫度為387.5K時0.912kg/m3,2.3 10 5。當dp=0.4 m時，應處在Stokes 區(qū)域。首先進展坎寧漢修正：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當dp=4000 m時，應處于牛頓區(qū)，us1.74 dP( p)g17.34m/s。dp uRep 亠一4000 10 6 0.9122.3 10 517 342750500，假設成立。當dp=0.4 m時，忽略坎寧漢修正，usdp pg180.088m/s。經歷證 Re><1，符合 Stokes公式。us,因此計算沉降高度時可近似按考慮到顆粒在下降過程中速度在很短時間就十分接近 計算。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欲通過在空氣中的自由沉降來分英真密度為2.6g/cm3和角閃石真密度為3.5g/cm 3的混合物，混合物在空氣中的自由沉降運動處于牛頓區(qū)。試確定完全別離時所允許的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值。設最大石英粒徑dpi，最小角閃石粒徑 dp2。由題意，1.74 F_p1 g1.7>- p-p2g故巴上 35 1.35。d p2pi 265.12直徑為200 m、真密度為1850kg/m3的球形顆粒置于水平的篩子上，用溫度 293K和 壓力101325Pa的空氣由篩子下部垂直向上吹篩上的顆粒，試

12、確定：1恰好能吹起顆粒時的氣速；2在此條件下的顆粒雷諾數；3作用在顆粒上的阻力和阻力系數。解：在所給的空氣壓強和溫度下,3c1.205kg/ m ,1.81 10 Pa s。dp=200 m 時,考慮采用過渡區(qū)公式，按?大氣污染控制工程?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，符合過渡區(qū)公式。1.81 10阻力系數按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欲使空氣泡通過濃鹽酸溶液密度為1.64g/m3,粘度1X 10-4Pa.s，以到達枯燥的目的。鹽酸裝在直徑為 10cm高12m的圓管，其深度為 22cm,鹽酸上方的空氣處于298K和101325Pa狀態(tài)下。假設空氣的體積流量為127L/min，試計算氣流能夠夾帶的鹽酸霧滴的最大直徑。解：1232圓管面積A - d 7.85 10 m。據此可求出空氣與鹽酸霧滴相對速度4Q 12710 3us30.27m/ s?？紤]利用過渡區(qū)公式：A 7

14、.85 10 3 601.140.7140.714Us0.153d p ( p ) g0.4280.286代入相關參數1.19kg/m3, p 1.64 103kg/m3,1.82 10 5Pa s 與Us=0.27m/s可解得dp=66 m。Rep66 10 6 1.19 0.271.171，符合過渡區(qū)條件。故能被空氣夾帶的霧滴最大直徑為66 m。5.14試確定某水泥粉塵排放源下風向無水泥沉降的最大距離。水泥粉塵是從離地面4.5m. .3高處的旋風除塵器出口垂直排出的，水泥粒徑圍為25500 m，真密度為1960kg/m，風速為1.4m/s，氣溫293K,氣壓為101325Pa。解：粒徑為25 m，應處于Stokes區(qū)域，考慮忽略坎寧漢修正：UsH4.5Us23.69 10122s，因此 L=v.t=1.4 x 122m=171m3.69 10 2m/s。豎直方向上顆粒物運動近似按勻速考慮，那么下落時間5.15某種粉塵真密度為 2700kg/ mi,氣體介質近于空氣溫度為433K,壓力為101325Pa, 試計算粒徑為10和500 m的塵粒在離心力作用下的末端沉降速度。離心力場中