第五章颗粒物燃物控制技术基础
为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除
尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性
能之间的关系。
第一节粉尘的粒径及粒径分布 一、颗粒的粒径 1.单一颗粒粒径
粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而
且对除尘装置的性能影响很大，所以是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体．则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。但实
际上，不仅颗粒的大小不同．而且形状也各种各样。所以需要按一定的方法确定
一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径．简称为粒径。下面介绍几种
常用的粒径定义方法。
(1)用显微镜法观测顾粒时，采用如下几种粒径： i.定向直径d
F，也称菲雷待(Feret)直径．为各颗粒在投影图中同一方向上的最 大投影xx，如图4—1(a)所示。
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ii.定向面积等分直径d
M，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一 方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图4—1(b)所示。 iii.投影面积直径d
A，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆 的直径，如图4一l(c)所示。若颗粒投影面积为A，则d A＝(4A／π)。
根据xx测定分析表明，同一颗粒的d F＞d A＞d M。
(2)用筛分法测定时可得到筛分直径．为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。 (3)用光散射法测定时可得到等体积直径d V．为与颗粒体积相等的球的直径。 若颗粒体积为V,则d V＝(6V／π)。
(4)用沉降法测定时，一殷采用如下两种定义： i.斯托克斯(stokes)直径d
S，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度 相等的球的直径。
ii.空气动力学直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的球
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的直径。
斯托克斯直径和空气动力学直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在
于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
综上所述，粒径的测定和定义方法可归纳为两类：一类是按颗粒的几何性质
来直接测定和定义的，如显微镜法和筛分法；另一类则是按照颗粒的某种物理性
质间接测定和定义的。如斯托克斯直径、等体积直径等。粒径的测定方法不同，
其定义方法也不同．得到的粒径数值往往差别很大．很难进行比较，因而实际中
多是根据应用目的来选择粒径的测定和定义方法。
此外，粒径的测定结果还与颗粒的形状密切相关。通常用球形度来表示赖粒
形状与球形颗粒不一致程度的尺度。球形度是与颗粒体积相等的球的表面积和颗
粒表面积之比。以Ф S表示，它的值总是小于1。 2.粒径分布
粉尘的粒径分布是指某种粉尘中，各种粒径的颗粒所占的比例．也称粉尘的
分散度。以颗粒的个数表示所占的比例时，称为个数分布；以颗粒的质量表示所
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占比例时，称为质量分布。除尘技术中多采用质量分布。下面以粒径分布测定数
据的整理过程来说明粒径分布的表示方法及相应定义。 (1)个数分布 i.个数频率
ii.个数筛下累积频率 iii.个数频率密度 (2)质量分布 3.平均粒径 i.算术平均粒径 ii.表面积平均粒径 iii.体积平均粒径 iv.体积－表面积平均粒径v.xx粒径 4.粒径分布函数 (1)正态分布 (2)对数正态分布 (3)xx－拉姆勒分布 第二节粉尘的物理性质 一、粉尘的密度
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单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，单位kg/m3。根据粉尘测定条件及应
用条件的不同，可分为真密度和堆积密度。
(1)真密度将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得的粉尘自身的密度， 称为真密度。以ρp表示。
(2)堆积密度固体磨碎形成的粉尘，在表面末氧化时，其真密度与母料密度 相同。呈堆积状的舶粉尘(即粉体)，每个颗粒及颗粒之间的空隙中皆含有空气。
一般将包括物体颗粒间气体空间在内的粉体密度称为堆积密度．用ρb表示。二、粉尘的安息角与滑动角
安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母
线与水平面的夹角称为粉尘的安息角。也称动安息角或堆积角。 滑动角：指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始
发生滑动时的平板倾斜角，也成静安息角。
影响粉尘安息角和滑动角的因素主要有：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗
粒表面光滑程度及粉尘粘性等。对于一种粉尘，粒径越小，安息角越大；粉尘含
水率增加，安息角增大；表面越光滑和越接近球形的颗粒，安息角越小。 三、粉尘的比表面积
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《大气污染控制工程》教案-第五章
