環(huán)境工程學(xué)課程作業(yè)及答案

2(dpi/dj g/5)2=2dpi=225dpi1=0iqddpi嚴dpi025d：qddpiIndpi=225dpi1=0iqddpi嚴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積分可得 iqddpi=96.3%。利用一高壓電除塵器捕集煙氣中的粉塵，已知該電除塵器由四塊集塵板組成，板高和板長均為 366cm板間距24.4cm，煙氣體積流量2ni/s;操作壓力為1atm，設(shè)粉塵粒子的驅(qū)進速度為 12.2cm/s。試確定：1） 當煙氣的流速均勻分布時的除塵效率；2）當供入某一通道的煙氣為煙氣總量的 50%而其他兩個各供入25%寸的除塵效率（參考圖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，查圖6-27得Fv=1.75v1/3故i=1一（1一）Fv=1-（1一99.3%）1.75=98.8%。板間距為25cm的板式電除塵器的分割直徑為 0.9，使用者希望總效率不小于98%有關(guān)法規(guī)規(guī)定排氣中含塵量不得超過0.1g/m3。假定電除塵器入口處粉塵濃度為 30g/m3，且粒徑分布如下：質(zhì)量百分比范圍/%0~2020~4040~6060~8080~100平均粒徑/km3.58.013.019.045.0并假定德意希方程的形式為「=1—e'dp，其中捕集效率；K經(jīng)驗常數(shù)；d顆粒直徑。試確定：1）該除塵器效率能否等于或大于98%2）出口處煙氣中塵濃度能否滿足環(huán)保規(guī)定；3）能否滿足使用者需要。解:1）由題意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，則P2i=042g/m3>0.1g/m3。不滿足環(huán)保規(guī)定和使用者需要。

對于粉塵顆粒在液滴上的捕集，一個近似的表達式為二exp[-(0.018M0.5只/R-0.6R2)]。其中M是碰撞數(shù)的平方根，R=d/dD，對于密度為2g/cm3的粉塵，相對于液滴運動的初速度為30m/s，流體溫度為297K，試計算粒徑為1)10；2)50的粉塵在直徑為50、100、500的液滴上的捕集效率。解：1)粉塵粒徑dp=10」m當液滴直徑為50^m時，當液滴直徑為50^m時，R=0.2；碰撞數(shù)N|2dp："UD)二366.318」Dc..NI=19.14。由給出計算公式可得 =50.3%同理可得液滴直徑為100^m、500^m時捕集效率為42.6%、10.1%。2)dp=50■'m用同樣方法計算可得顆粒在直徑為 50」m、100」m、500」m的液滴上捕集效率分別為0、10.2%、25.0%。一個文丘里洗滌器用來凈化含塵氣體。操作條件如下： L=1.36L/m3，喉管氣速為83m/s，粉塵密度為0.7g/cm3方程，煙氣粘度為2.23x10「5Pa.s，取校正系數(shù)0.2，忽略Cc，計算除塵器效率。煙氣中粉塵的粒度分布如下：=—1.03漢10‘vT(2)=—1.03^10°=—1.03漢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粒徑小于g粒徑小于0.1」m所占質(zhì)量百分比太小，可忽略;粒徑大于 20.0Jm，除塵效率約為1；因此p二竺e°p二竺e°33032-座e皿30752100100.空e1002-0.333連 e^.337'2100粒徑/Pm質(zhì)量百分數(shù)/%<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《大氣污染控制工程》P211(6-53)旦eQ331^2空e^33175^0.0152%100100故r=1-P=98.48%6.21直徑為2mm的雨滴以其終末沉降速度穿過 300m厚的大氣近地層，大氣中含有粒徑為 3丄m的球形顆

粒，顆粒的質(zhì)量濃度為 80-ig/m3。1） 每個雨滴下降過程中可以捕集多少顆粒？2） 由于捕集這些顆粒，雨滴的質(zhì)量增加了百分之幾？i2解：由《AirPollutionControlEngineering》P3009.48式M=—DDAZCW。口t通過P293Figure49.18讀取。取Pp=2x103kg/m3，雨滴D=2mm處于牛頓區(qū)，利用《大氣污染控制工程》 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。從Figure9.18讀出t=0.11(Cylinder)。訂dpV2103(310Ns=0.912。從Figure9.18讀出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。故質(zhì)量增加了1.98x10-%。6利用清潔濾袋進行一次實驗，以測定粉塵的滲透率，氣流通過清潔濾袋的壓力損失為 250Pa,300K的氣體以1.8m/min的流速通過濾袋，濾餅密度1.2g/cm3,總壓力損失與沉積粉塵質(zhì)量的關(guān)系如下。試確定粉塵的滲透率（以m2表示），假如濾袋面積為100.0cm2。M」xpM」xpS，xpM M 1.210310010*12△p/Pa61266677490099010621152M/kg0.0020.0040.0100.020.0280.0340.042解：當T=300K時，」-1.86 10』Pas，v=1.8m/min=0.03m/s△p=b+Mx18^10^003/Kp。利用所給數(shù)據(jù)進行線性擬和，12p?：p=13146x616.51，即1.8610 0.03/K-13146，23.53x10—12m。12p據(jù)報道美國原子能委員會曾運用 2m深的沙濾床捕集細粒子，卡爾弗特建議用下式估算細粒子的穿透率。P=exp(7ZV率。P=exp(7ZVsD器9DcJg；）。其中:z=在氣流方向上床的長度;Vs=氣體的表面流速；Da=細粒子的空氣動力學(xué)直徑；?：二沙濾床的孔隙率；DcM濾床的沙粒的直徑；?打=氣體的粘度。y1）若dpa=0.54m，Dc=1.0mmVs=6cm/s，Z=0.3，試估算沙濾床的捕集效率；2） 欲獲得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少應(yīng)多厚？3） 推導(dǎo)該效率方程式。]=]=0.0139，解：1）將已知數(shù)據(jù)代入所給公式

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