污染源 平炉 飞灰 水泥窑 化铁炉

质量中位直径

0.36 6.8 16.5 60.0

集合标准差

2.14 4.54 2.35 17.65

5.3 已知某粉尘粒径分布数据（见下表），1）判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；2）如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积－体积平均直径。 粉尘粒径/?m 浓度/?g?m3 0～2 0.8 2～4 12.2 4～6 25 6～10 56 10～20 76 20～40 27 >40 3

5.4 对于题5.3中的粉尘，已知真密度为1900kg/m3，填充空隙率0.7，试确定其比表面积（分别以质量、净体积和堆积体积表示）。

5.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000m3N/h，含尘浓度

333

为4.2g/ mN。除尘器出口的气体流量为12000 mN/h，含尘浓度为340mg/ mN。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。

5.6 对于题5.5中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m2，除尘器阻力系数为9.8，进口气流温度为423K，气体静压为－490Pa，试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。

5.7 有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m3/s，工艺设备产生粉尘量为22.2g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。

5.8 某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若除尘器总除尘效率为98%，试绘出分级效率曲线。 粉尘间隔/?m <0.6 0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~1.0 1~2 2~3 3~4 质量频率 /% 进口g1 出口g2 2.0 7.0 4~5 13.0 6.0 0.4 1.0 5~6 2.0 2.0 0.4 2.0 6~8 2.0 2.0 0.7 3.0 8~10 3.0 2.5 3.5 14.0 10~12 11.0 8.5 6.0 16.0 20~30 8.0 7.0 24.0 29.0 粉尘间隔/?m 质量频率 /%

进口g1 出口g2 5.9 某种粉尘的粒径分布和分级除尘效率数据如下，试确定总除尘效率。 平均粒径/?m 0.25 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10.0 14.0 20.0 >23.5 质量频率/% 分级效率/%

5.10 计算粒径不同的三种飞灰颗粒在空气中的重力沉降速度，以及每种颗粒在30秒钟内的

0.1 8 0.4 30 9.5 20.0 20.0 15.0 11.0 8.5 68.5 75 81 86 5.5 5.5 4.0 98 0.8 99 0.2 100 47.5 60 89.5 95

沉降高度。假定飞灰颗粒为球形，颗粒直径分别为为0.4、40、4000?m，空气温度为387.5K，压力为101325Pa，飞灰真密度为2310kg/m。

3

5.11 欲通过在空气中的自由沉降来分离石英（真密度为2.6g/cm）和角闪石（真密度为3.5g/cm3）的混合物，混合物在空气中的自由沉降运动处于牛顿区。试确定完全分离时所允许的最大石英粒径与最小角闪石粒径的最大比值。

5.12 直径为200?m、真密度为1850kg/m3的球形颗粒置于水平的筛子上，用温度293K和压力101325Pa的空气由筛子下部垂直向上吹筛上的颗粒，试确定：1）恰好能吹起颗粒时的气速；2）在此条件下的颗粒雷诺数；3）作用在颗粒上的阻力和阻力系数。

5.13 欲使空气泡通过浓盐酸溶液（密度为1.64g/m3，粘度1×10－4Pa.s），以达到干燥的目的。盐酸装在直径为10cm、高12m的圆管内，其深度为22cm，盐酸上方的空气处于298K和101325Pa状态下。若空气的体积流量为127L/min，试计算气流能够夹带的盐酸雾滴的最大直径。

5.14 试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最大距离。水泥粉尘是从离地面4.5m高处的旋风除尘器出口垂直排出的，水泥粒径范围为25～500?m，真密度为1960kg/m3，风速为1.4m/s，气温293K，气压为101325Pa。

5.15 某种粉尘真密度为2700kg/ m，气体介质（近于空气）温度为433K，压力为101325Pa，试计算粒径为10和500?m的尘粒在离心力作用下的末端沉降速度。已知离心力场中颗粒的旋转半径为200mm，该处的气流切向速度为16m/s。

3

3

第六章 除尘装置

6.1 在298K的空气中NaOH飞沫用重力沉降室收集。沉降至大小为宽914cm，高457cm，长1219cm。空气的体积流速为1.2m3/s。计算能被100%捕集的最小雾滴直径。假设雾滴的比重为1.21。

6.2 直径为1.09?m的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20cm，长50cm，共18层，层间距0.124cm，气体流速是8.61L/min，并观测到其操作效率为64.9%。问需要设置多少层可能得到80%的操作效率。

6.3 有一沉降室长7.0m，高12m，气速30cm/s，空气温度300K，尘粒密度2.5g/cm3，空气粘度0.067kg/(kg.h)，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。

6.4 气溶胶含有粒径为0.63和0.83?m的粒子（质量分数相等），以3.61L/min的流量通过多层沉降室。给出下列数据，运用斯托克斯定律和坎宁汉校正系数计算沉降效率。L=50cm，??1.05g/cm，W=20cm，h=0.129cm，??0.000182g/(cm.s)，n=19层。

3

6.5 试确定旋风除尘器的分割直径和总效率，给定粉尘的粒径分如下： 平均粒径范围/?m 0~1 1~5 5~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 质量百分数/% 3 20 15 20 16 10 6 3 除尘器内的有效旋转圈数为5次；旋风除尘器直径为3m，入口宽度76cm。

6.6 某旋风除尘器处理含有4.58g/m灰尘的气流（??2.5?10?5Pa?s），其除尘总效率为90%。粉尘分析试验得到下列结果。 粒径范围/?m 0~5 5~10 10~15 15~20 20~25 25~30 30~35 35~40 40~45 >45 捕集粉尘的质量百分数/% 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0 逸出粉尘的质量百分数/% 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 1.1 3

>60 7 已知气体粘度为2×10－5，颗粒比重为2.9，旋风除尘器气体入口速度为15m/s，气体在旋风1）作出分级效率曲线；2）确定分割粒径。

6.7 某旋风除尘器的阻力系数为9.9，进口速度15m/s，试计算标准状态下的压力损失。

6.8 欲设计一个用于取样的旋风分离器，希望在入口气速为20m/s时，其空气动力学分割直径为1?m。

1）估算该旋风分离器的筒体外径；2）估算通过该旋风分离器的气体流量。

6.9 含尘气流用旋风除尘器净化，含尘粒子的粒径分布可用对数正态分布函数表示，且Dm=20?m，??1.25。在实际操作条件下该旋风除尘器的分割直径为5?m，试基于颗粒质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。

6.10 在气体压力下为1atm，温度为293K下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为0.3m，

3

L=2.0m，气体流量0.075m/s。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m，粒径为1.0?m的粉尘荷电量q=0.3×10

－15

C，计算该粉尘的驱进速度w和电除尘效率。

6.11 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2m3/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）。

6.12 板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为0.9?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 3.5 20~40 8.0 40~60 13.0 60~80 19.0 80~100 45.0 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。

6.13 某板式电除尘器的平均电场强度为3.4kV/cm，烟气温度为423K，电场中离子浓度为108个/m3，离子质量为5×10－26kg，粉尘在电场中的停留时间为5s。试计算： 1）粒径为5?m的粉尘的饱和电荷值；2）粒径为0.2?m的粉尘的荷电量； 3）计算上述两种粒径粉尘的驱进速度。

假定：1）烟气性质近似于空气；2）粉尘的相对介电系数为1.5。

6.14 图6－49汇总了燃煤电厂用电除尘器的捕集性能。对于煤的含硫量为1%、除尘效率为99.5%的情况，试计算有效驱进速度we。

6.15 电除尘器的集尘效率为95%，某工程师推荐使用一种添加剂以降低集尘板上粉尘层的比电阻，预期可使电除尘器的有效驱进速度提高一倍。若工程师的推荐成立，试求使用该添加剂后电除尘器的集尘效率。

6.16 烟气中含有三种粒径的粒子：10?m、7?m和3?m，每种粒径粒子的质量浓度均占总浓度的1/3。假定粒子在电除尘器内的驱进速度正比于粒径，电除尘器的总除尘效率为95%，试求这三种粒径粒子的分级除尘效率。

6.17 对于粉尘颗粒在液滴上的捕集，一个近似的表达式为 ??exp[?(0.018M3

0.5?R/R?0.6R)]。其中M是碰撞数的平方根，R=dp/dD，对于密度为

22g/cm的粉尘，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。

6.18 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/m3，喉管气速为83m/s，

3－5

粉尘密度为0.7g/cm方程，烟气粘度为2.23×10Pa.s，取校正系数0.2，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 <0.1 0.1~0.5 0.5~1.0 1.0~5.0 5.0~10.0 10.0~15.0 15.0~20.0 >20.0

6.19 水以液气比12L/m的速率进入文丘里管，喉管气速116m/s，气体粘度为

1.845×10－5Pa.s，颗粒密度为1.789g/cm3，平均粒径为1.2?m，f取0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失和穿透率。

6.20 设计一个带有旋风分离器的文丘里洗涤器，用来处理锅炉在1atm和510.8K条件下排出的气流，其流量为7.1m3/s，要求压降为152.4cmH2O，以达到要求的处理效率。估算洗涤器的尺寸。

6.21 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？

6.22 以2.5mm/h的速率发生了大面积降雨，雨滴的平均直径为2mm，其捕集空气中的悬浮颗粒物的效率为0.1，若净化空气中90％的悬浮颗粒物，这场雨至少要持续多长时间？

6.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系统的操作条件：1atm，288K，进口处浓度9.15g/m3，布袋破裂前的出口浓度0.0458g/m3，被

3质量百分数/% 0.01 0.21 0.78 13.0 16.0 12.0 8.0 50.0 3