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1、第一节第一节 粉尘的粒径及粒径分布粉尘的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径：一、颗粒的粒径：粒径：粒径：按照一定的方法确定一个表示颗粒大按照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，称为粒径。小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，称为粒径。单一粒径单一粒径：单个粒子的直径：单个粒子的直径 平均粒径平均粒径：粒子群的直径：粒子群的直径 1 1、单一颗粒粒径、单一颗粒粒径 ：球形颗粒：球形颗粒：d=直径直径 投影径投影径 非球形颗粒：非球形颗粒：几何当量径几何当量径 物理当量径物理当量径第1页/共67页 1 1、单一颗粒粒径、单一颗粒粒径 （1）投影镜）投影镜：颗粒在：颗粒在显微镜显微镜下观
2、察到的粒径。下观察到的粒径。a.定向直径定向直径dF（Feret 直径）直径）：各颗粒在投影图中同一：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度。方向上的最大投影长度。b.定向面积等分直径定向面积等分直径dM（Martin直径）直径）：各颗粒在投影：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度。图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度。c长长径径，颗颗粒粒投投影影面面相相对对两两边边的的两两根根平平行行线线间间的的最最大大距距离，即不考虑方向的最长径。离，即不考虑方向的最长径。d短径短径，不考虑方向的最短径。，不考虑方向的最短径。第2页/共67页l显微镜法观测粒径直径的方法显微镜法观
3、测粒径直径的方法l Heywood 测定分析表明，同一颗粒的测定分析表明，同一颗粒的 dFdAdM a-定向直径定向直径b-定向面积等分直径定向面积等分直径c-投影面积直径投影面积直径第3页/共67页（2）几何当量径：）几何当量径：指颗粒的某一几何量（面积、体积等）指颗粒的某一几何量（面积、体积等）相同时的球形颗粒的直径。相同时的球形颗粒的直径。等投影面积径等投影面积径dA（圆等直径）（圆等直径）：与颗粒投影面积相同的某一圆的直径。与颗粒投影面积相同的某一圆的直径。等体积径等体积径dV或或 dr（球等直径）（球等直径）：指与被测颗粒体积相等的球的直径。指与被测颗粒体积相等的球的直径。等表面积径
4、等表面积径dS：指与被测颗粒表面积相等的球的直径。指与被测颗粒表面积相等的球的直径。体积表面积平均径体积表面积平均径de：与颗粒体积与外表面积相同的圆球的直径。与颗粒体积与外表面积相同的圆球的直径。第4页/共67页（3）物理当量径：）物理当量径：取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。a：斯斯托托克克斯斯径径ds：同同一一流流体体中中,若若一一球球体体与与颗颗粒粒的的密密度度相相同同且且沉沉降降速速度度相相等等，此此球球的的直直径径称称为为斯斯托克斯径。托克斯径。定义式：定义式：第5页/共67页（3）物理当量径：）物理当量径：b.空空气气动动力力学学直直径径
5、da：在在空空气气中中与与粉粉尘尘颗颗粒粒沉沉降降速速度度相相同同，单单位密度为位密度为1g/cm3（1000kg/m3）的圆球的直径。的圆球的直径。ds与与da的关系的关系:当当 得得 c.分分割割粒粒径径（半半分分离离粒粒径径）d50：即即除除尘尘器器的的分分级级效效率率为为50%的颗粒直径。的颗粒直径。d.筛分径筛分径:以颗粒能够通过的最小筛孔宽度定义的直径。以颗粒能够通过的最小筛孔宽度定义的直径。第6页/共67页筛分径：筛分径：颗粒能通过的最小方筛孔的宽度。颗粒能通过的最小方筛孔的宽度。目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越
6、小。目数越大，孔径越小。一般来说，目数一般来说，目数孔径（微米数）孔径（微米数）15000。比如：比如：400目的筛网的孔径为目的筛网的孔径为38微米左右；微米左右；500目的筛网的孔径是目的筛网的孔径是30微米左右。微米左右。第7页/共67页 常常用用的的单单一一粒粒径径：投投影影径径、等等体体积积径径、斯斯托托克克斯斯径径、分分割割粒粒径径、空空气气动动力力学学径径da（是是除除尘尘技技术术中中用得最多的）。用得最多的）。单一粒径：单一粒径：第8页/共67页l粒径的测定结果与颗粒的形状有关粒径的测定结果与颗粒的形状有关l通常用通常用圆球度圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程表示颗粒形状与球形
7、不一致的程度度l圆球度：圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比粒的表面积之比s（s则有：则有：l由上式可见由上式可见Vs ,若若dp小，则小，则Vs就小，故小颗粒就难分离。就小，故小颗粒就难分离。第58页/共67页由前可知：阻力系数由前可知：阻力系数CD为雷诺数的函数：为雷诺数的函数：lP147图图5-14：球形颗粒的流体阻力与雷诺数的关系曲线：球形颗粒的流体阻力与雷诺数的关系曲线：三个区域：三个区域：lRe1时，时，K=24，=1，直线关系：，直线关系：lRe=1500时，介流区，时，介流区，K=10，=1/2，或伯德公式：或伯德公式：lRe=
8、5002105时，紊流区时，紊流区 CD=0.44第59页/共67页 将将阻力系数阻力系数CD 分别代入阻力公式：分别代入阻力公式：lRe1时，适用于斯托克斯定律范围：时，适用于斯托克斯定律范围：lRe=1500时，适用于奥伦定律范围：时，适用于奥伦定律范围：第60页/共67页 将将阻力系数阻力系数CD 分别代入阻力公式：分别代入阻力公式：lRe=5002105时，适用于牛顿定律范围时，适用于牛顿定律范围第61页/共67页二、尘粒在除尘管道中的运动特性二、尘粒在除尘管道中的运动特性-主要讨论尘粒在管道中的输送问题。主要讨论尘粒在管道中的输送问题。单一粉尘在水平管道中的运动轨迹（下图）单一粉尘在
9、水平管道中的运动轨迹（下图）第62页/共67页二、尘粒在除尘管道中的运动特性二、尘粒在除尘管道中的运动特性 管道中边界层内水平气流速度管道中边界层内水平气流速度vm对对球形颗粒产生的悬浮力球形颗粒产生的悬浮力:其中其中：vm为边界层速度为边界层速度,K为悬浮系数为悬浮系数(由实验测得由实验测得)当悬浮力当悬浮力=重力（忽略浮力）时重力（忽略浮力）时,尘粒开始上升尘粒开始上升,得边界层速度为得边界层速度为:球形颗粒，球形颗粒，K=0.44，常压空气，简化为：，常压空气，简化为：第63页/共67页二、尘粒在除尘管道中的运动特性二、尘粒在除尘管道中的运动特性根据管道内粉尘的受力分析，得：根据管道内粉
10、尘的受力分析，得：（1）在水平管道内输送粉尘所需要的平均气流速度：）在水平管道内输送粉尘所需要的平均气流速度：（2）在垂直管道中运动时，）在垂直管道中运动时，（3）倾斜管道中的气流速度应介于水平管道和垂直管）倾斜管道中的气流速度应介于水平管道和垂直管道的输送速度之间，应根据管道的倾斜角度而定。道的输送速度之间，应根据管道的倾斜角度而定。第64页/共67页 作业：1、已知某种粉尘的粒径分布如下表：、已知某种粉尘的粒径分布如下表：计算出粉尘的频数分布、频度分布、筛上筛下累计算出粉尘的频数分布、频度分布、筛上筛下累积分布，并绘出尘粒分布直方图。积分布，并绘出尘粒分布直方图。粒径间粒径间隔隔/m0 5
11、510101515 2020 2525 3030 3535 4040 4545 5050质量质量m/g2.5 5.011223646463632117.5第65页/共67页 作业：2、在某工厂对运行中的除尘器进行测定，测得除尘器进、在某工厂对运行中的除尘器进行测定，测得除尘器进口和出口气流中粉尘的浓度分别为口和出口气流中粉尘的浓度分别为3200mg/m3和和480mg/m3，进、出口粉尘的粒径分布如下表所示：，进、出口粉尘的粒径分布如下表所示：计算该除尘器的分级除尘效率及总除尘效率。计算该除尘器的分级除尘效率及总除尘效率。粉尘粒径粉尘粒径 /m055101020204040进口质量进口质量频数频数 g/%2010122038出口质量出口质量频数频数 g/%78147.40.60第66页/共67页感谢您的观看。感谢您的观看。第67页/共67页