?i?(dpi/dc)21?(dpi/dc)12?(dpi/5)21?(dpi/5)2dpi2?dpi2225?dpi；
????iqddpi??0?025?d2piqddpi。
dg=20?m，??1.25，q?ln1.79exp[?()]?exp[?(20)2]
dpi0.322?dpiln?g2ln?g1dg2lndpidpi代入上式，利用Matlab积分可得????iqddpi?96.3%。
0110. 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2m/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%时的除尘效率（参考图6－27）。 解：1）Q’=2/3= m/s，S==13.4m，?i3
23
?1?exp(?13.4?0.122)?99.3%。
0.667/22）
vmaxv?0.5?1.5，查图6－27得Fv= 1/3故?i?1?(1??)Fv?1?(1?99.3%)1.75?98.8%。
11.板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为?m，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/m。假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m，且粒径分布如下： 质量百分比范围/% 平均粒径/?m 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100 3
3
并假定德意希方程的形式为??1?e?kdp，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(?k?0.9)?kdp=?m，?1dp=?m，?2?0.77
?1?exp(?0.77?3.5)?93.2% ?1?exp(?0.77?8.0)?99.8%
dp=?m，?3故??1?exp(?0.77?13.0)?100%
?0.2?93.2%?0.2?99.8%?1?0.2?3?98.6%?98%
?1?2）98.6%?2i30，则?2i=0.42g/m>0.1g/m。不满足环保规定和使用者需要。
3
3
12.对于粉尘颗粒在液滴上的捕集，一个近似的表达式为
??exp[?(0.018M0.5?R/R?0.6R2)]。其中M是碰撞数的平方根，R=d/d，对于密度为2g/cm的
3
p
D
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?m；2）50?m的粉尘在直径为50、100、500?m的液滴上的捕集效率。 解：1）粉尘粒径dp=10?m
2dp?p(up?uD)当液滴直径为50?m时，R=；碰撞数NI由给出计算公式可得??18?DC?366.3，NI?19.14。
?50.3%
同理可得液滴直径为100?m、500?m时捕集效率为％、%。 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、%、％。
13. 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/m，喉管气速为83m/s，粉尘密度为0.7g/cm方程，烟气粘度为×10，取校正系数，忽略Cc，计算除尘器效率。烟气中粉尘的粒度分布如下： 粒径/?m < ~ ~ ~ ~ ~ ~ 质量百分数/% 3
－
3
> 解：按《大气污染控制工程》P211（6－53）
2?p??1.03?10?3vT( Ql)??1.03?10?3?(83?102)2?1.36?10?3?96.5cmH2O Qg226.1?10?9?l?gCCdpf?p2?g由（6－55）Pi?exp[?]?e?0.33d2p
粒径小于?m所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于?m，除尘效率约为1；因此
0.21?0.33?0.320.78?0.33?0.75213.0?0.33?3216.0?0.33?7.52?e??e??e??e100100100100
212.0?0.33?12.528.0??e??e?0.33?17.5?0.01520100P?故??1?P?98.48%。
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?m的球形颗粒，颗粒的质量浓度为80?g/m。
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 解：由《Air Pollution Control Engineering》P300 式 M取。取?p3??42DD?zc?t。?t通过P293 Figure 读
?2?103kg/m3，雨滴
Db=2mm，处于牛顿区，利用《大气污染控制工程》P150（5－83）
v?1.74[2.0?10?3(1.0?103?1.205)?9.81/1.205]1/2?7.0m/s。因此，
2?pdpv2?103?(3?10?6)2?7.0。 Ns???0.912。从Figure 读出?t=（Cylinder）?5?318?Db18?1.82?10?2?10故M=
?4?(2?10?3)2?300?80?0.11?0.0083?g。
13?D??4.19?103?g。故质量增加了×106－4
而液滴本身M'?%。
15. 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/cm，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m表示），假如滤袋面积为100.0cm。
2
2
3
?p/Pa M/kg 612 666 774 900 990 1062 1152 解：当T=300K时，??1.86?10?5Pa?s，v=min=s。
M??xpS，xp?MMM???S1.2?103?100?10?412
M?1.86?10?5?0.03/Kp。利用所给数据进行线性拟和， 12M?p?13146x?616.51，即?1.86?10?5?0.03/Kp?13146，K=×10
12?p?b?p
－122
m。
16. 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
27ZvsDpa率。P?exp(?9Dc2?g?)。其中：Z=在气流方向上床的长度；v=气体的表面流速；D
s
pa
=细粒子的空气
动力学直径；??沙滤床的孔隙率；Dc=沙滤床的沙粒的直径；?g?气体的粘度。
?，试估算沙滤床的捕集效率；
1）若dpa=?m，Dc=1.0mm，vs=6cm/s，?2）欲获得%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。
72?0.06?(0.5?10?6)2?1000解：1）将已知数据代入所给公式P?exp[??]?0.0139，?32?59(1?10)?0.3?1.82?10??98.6%
2）由P?exp(?27ZvsDpa9D?g?2c)?0.001 可得z>=3.23m。
?NVcD2?p3）由《Air Pollution Control Engineering》公式，穿透率P?exp(?)
9Wi?取Wi=，而N=Dc，Vc=Vs/?，Dpa22?ZVsDpa2?D2?pa，代入上式
27ZVsDpaP?exp(?
9D?g?2c)?exp(?9D?g?2c) （近似取2??7）
《环境工程学》课程作业及答案
