大氣污染課后答案-5章

1、第五章顆粒污染物控制技術(shù)根底5.1根據(jù)以往的分析知道，由破碎過(guò)程產(chǎn)生的粉塵的粒徑分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，為此在對(duì)該粉塵進(jìn)展粒徑分布測(cè)定時(shí)只取了四組數(shù)據(jù)見下表，試確定：1幾何平均直徑和幾何標(biāo)準(zhǔn)差；2繪制頻率密度分布曲線。粉塵粒徑dp/ m01010 2020 40>40質(zhì)量頻率g/%36.919.118.026.0解：在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上作出對(duì)數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線,pl讀出 d84.i =61.0m、d50=16.0m、di§ 9=4.2 m。 g8413.81。d50作圖略。5.2根據(jù)以下四種污染源排放的煙塵的對(duì)數(shù)正態(tài)分布數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上繪出它們的篩下累積頻率曲

2、線。污染源質(zhì)量中位直徑集合標(biāo)準(zhǔn)差平爐0.362.14飛灰6.84.54水泥窯16.52.35化鐵爐60.017.65解：5.3某粉塵粒徑分布數(shù)據(jù)見下表，1判斷該粉塵的粒徑分布是否符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布；2如果符合，求其幾何標(biāo)準(zhǔn)差、質(zhì)量中位直徑、個(gè)數(shù)中位直徑、算數(shù)平均直徑與外表積-體積平均直徑。粉塵粒徑/ m02244661010 2020 40>40濃度/ g m30.812.2255676273解：在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上作出對(duì)數(shù)正態(tài)分布的質(zhì)量累積頻率分布曲線，讀出質(zhì)量中位直徑d50MMD =10.3 m 、d84.1 =19.1 m、d15。9=5.6 m。 g1.85。d50按?大氣污染控制工

3、程?P129 5 24InMMDIn NMD3ln2NMD 3.31 m ；P1295 26In dLIn NMD3n22dL 4.00 m ；P1295-29lndsv In NMD£ln2 gdsv 8.53 m o5.4對(duì)于題5.3中的粉塵，真密度為1900kg/m3,填充空隙率0.7，試確定其比外表積分別以質(zhì)量、凈體積和堆積體積表示。解：?大氣污染控制工程?P135 5 39按質(zhì)量表示 Smd sv p3.7 103cm2/gP135 5 38按凈體積表示 S6dsv7.03 103cm2 / cm32.11 103cm2 /cm3。P135 5 40按堆積體積表示 Sb6(

4、1)dsv5.5根據(jù)對(duì)某旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到：除塵器進(jìn)口的氣體流量為10000m“h，含塵濃度333為4.2g/ m n。除塵器出口的氣體流量為 12000 m N/h，含塵濃度為 340mg/ m No試計(jì)算該除 塵器的處理氣體流量、漏風(fēng)率和除塵效率分別按考慮漏風(fēng)和不考慮漏風(fēng)兩種情況計(jì)算。解：1 3氣體流量按 P141 5 43Qn (Qjn Q2N )11000mN /s ；2由氣體方程PV RT得Mm PMV RT(1.01 10 5490) 298.31 4230.832g/L漏風(fēng)率 P141 5 44Q1NQ2N100%2000100% 20% ；Q1N10000除塵效率：考慮漏

5、風(fēng)，按 P142 5 4712N Q2Nd 0.3401 1200090.3%1N Q1N4.210000不考慮漏風(fēng)，按 P143 5 4812N10.34091.9%1N4.25.6對(duì)于題5.5中給出的條件，旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積為0.24m2，除塵器阻力系數(shù)為 9.8，進(jìn)口氣流溫度為423K,氣體靜壓為-490Pa,試確定該處塵器運(yùn)行時(shí)的壓力損失假定氣體成 分接近空氣。解：17.9m/s10000 -2730.24 36000 832按?大氣污染控制工程?P1425 45 P 9817.92 1311Pa 。25.7有一兩級(jí)除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)的流量為2.22m3/s，工藝設(shè)備產(chǎn)生粉塵量為 22.2

6、g/s，各級(jí)除塵效率分別為80%和95%試計(jì)算該處塵系統(tǒng)的總除塵效率、粉塵排放濃度和排放量。解：按?大氣污染控制工程?P145 5 58T 1 (11)(12) 1 (1 95%)(1 80%) 99%22 2 3 3 3粉塵濃度為 g /m 10g /m，排放濃度10 1 99%=0.1g/m ;2.22排放量 2.22 X 0.1=0.222g/s。5.8某燃煤電廠除塵器的進(jìn)口和出口的煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)如下，假設(shè)除塵器總除塵效率為 98%試?yán)L出分級(jí)效率曲線。粉塵間隔/ m<0.60.60.70.70.80.81.0122334質(zhì)量頻率/%進(jìn)口 g12.00.40.40.73.56.02

7、4.0出口 g27.01.02.03.014.016.029.0粉塵間隔/ m45566881010122030質(zhì)量頻率/%進(jìn)口 g113.02.02.03.011.08.0出口 g26.02.02.02.58.57.0解:按?大氣污染控制工程?P144 5 52i 1 P亞P=0.02丨計(jì)算，如下表所示:g1i粉塵間隔/ m<0.60.60.70.70.80.81.0122334質(zhì)量頻率/%進(jìn)口 g12.00.40.40.73.56.024.0出口 g27.01.02.03.014.016.029.0i /%93959091.49294.797.6粉塵間隔/ m455668810101

8、22030其他質(zhì)量頻率/%進(jìn)口 g113.02.02.03.011.08.024.0出口 g26.02.02.02.58.57.00i /%99.1989898.398.598.2100據(jù)此可作出分級(jí)效率曲線。5.9某種粉塵的粒徑分布和分級(jí)除塵效率數(shù)據(jù)如下，試確定總除塵效率。平均粒徑/ m0.251.02.03.04.05.06.07.08.010.014.020.0>23.5質(zhì)量頻率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分級(jí)效率/%83047.56068.575818689.5959899100解:按?大氣污染控制工程?P1445 -

9、 54i g1i 72.86%。5.10計(jì)算粒徑不同的三種飛灰顆粒在空氣中的重力沉降速度，以與每種顆粒在30秒鐘的沉降高度。假定飛灰顆粒為球形， 顆粒直徑分別為為 0.4、40、4000 m，空氣溫度為387.5K，3壓力為101325Pa，飛灰真密度為 2310kg/m。解：當(dāng)空氣溫度為387.5K時(shí)0.912kg/m3,2.3 10 5。當(dāng)dp=0.4 m時(shí)，應(yīng)處在Stokes 區(qū)域。首先進(jìn)展坎寧漢修正：v8RT.M8 8.314 387.533.142 28.97 10532.2m/s，9.4 100.499 v8 m， Kn2 9.4 10 2dp0.40.47。那么61, us 18

10、gC 1.41 10 5m/ s。C 1Kn1.2570.4exp( 血)Kn當(dāng)dp=4000 m時(shí)，應(yīng)處于牛頓區(qū)，us1.74 dP( p)g17.34m/s。dp uRep 亠一4000 10 6 0.9122.3 10 517 342750500，假設(shè)成立。當(dāng)dp=0.4 m時(shí)，忽略坎寧漢修正，usdp pg180.088m/s。經(jīng)歷證 Re><1，符合 Stokes公式。us,因此計(jì)算沉降高度時(shí)可近似按考慮到顆粒在下降過(guò)程中速度在很短時(shí)間就十分接近 計(jì)算。一 5一 4dp=0.4 m h=1.41 X 10 X 30=4.23 X 10 m； dp=40 m h=0.088

11、 X 30=2.64m；dp=4000 m h=17.35 X 30=520.5m。5.11欲通過(guò)在空氣中的自由沉降來(lái)分英真密度為2.6g/cm3和角閃石真密度為3.5g/cm 3的混合物，混合物在空氣中的自由沉降運(yùn)動(dòng)處于牛頓區(qū)。試確定完全別離時(shí)所允許的最大石英粒徑與最小角閃石粒徑的最大比值。設(shè)最大石英粒徑dpi，最小角閃石粒徑 dp2。由題意，1.74 F_p1 g1.7>- p-p2g故巴上 35 1.35。d p2pi 265.12直徑為200 m、真密度為1850kg/m3的球形顆粒置于水平的篩子上，用溫度 293K和 壓力101325Pa的空氣由篩子下部垂直向上吹篩上的顆粒，試

12、確定：1恰好能吹起顆粒時(shí)的氣速；2在此條件下的顆粒雷諾數(shù)；3作用在顆粒上的阻力和阻力系數(shù)。解：在所給的空氣壓強(qiáng)和溫度下,3c1.205kg/ m ,1.81 10 Pa s。dp=200 m 時(shí),考慮采用過(guò)渡區(qū)公式，按?大氣污染控制工程?P150 5-82:Us1.140.7140.7140.153d p ( p ) g0.4280.2860.153(200 10 6)1.1418500.7149.810.714(1.81 10 5)0.4281.20502861.03m/ sRep6200 101.03 1.20513.85，符合過(guò)渡區(qū)公式。1.81 10阻力系數(shù)按P147 5- 62CP1

13、8.5Rep3.82。阻力按 P146 5-59Fp2CDAu21 3.82 (200 10 6)2 1.205 1.032 7.83 10 8N。2 45.13欲使空氣泡通過(guò)濃鹽酸溶液密度為1.64g/m3,粘度1X 10-4Pa.s，以到達(dá)枯燥的目的。鹽酸裝在直徑為 10cm高12m的圓管，其深度為 22cm,鹽酸上方的空氣處于298K和101325Pa狀態(tài)下。假設(shè)空氣的體積流量為127L/min，試計(jì)算氣流能夠夾帶的鹽酸霧滴的最大直徑。解：1232圓管面積A - d 7.85 10 m。據(jù)此可求出空氣與鹽酸霧滴相對(duì)速度4Q 12710 3us30.27m/ s。考慮利用過(guò)渡區(qū)公式：A 7

14、.85 10 3 601.140.7140.714Us0.153d p ( p ) g0.4280.286代入相關(guān)參數(shù)1.19kg/m3, p 1.64 103kg/m3,1.82 10 5Pa s 與Us=0.27m/s可解得dp=66 m。Rep66 10 6 1.19 0.271.171，符合過(guò)渡區(qū)條件。故能被空氣夾帶的霧滴最大直徑為66 m。5.14試確定某水泥粉塵排放源下風(fēng)向無(wú)水泥沉降的最大距離。水泥粉塵是從離地面4.5m. .3高處的旋風(fēng)除塵器出口垂直排出的，水泥粒徑圍為25500 m，真密度為1960kg/m，風(fēng)速為1.4m/s，氣溫293K,氣壓為101325Pa。解：粒徑為25 m，應(yīng)處于Stokes區(qū)域，考慮忽略坎寧漢修正：UsH4.5Us23.69 10122s，因此 L=v.t=1.4 x 122m=171m3.69 10 2m/s。豎直方向上顆粒物運(yùn)動(dòng)近似按勻速考慮，那么下落時(shí)間5.15某種粉塵真密度為 2700kg/ mi,氣體介質(zhì)近于空氣溫度為433K,壓力為101325Pa, 試計(jì)算粒徑為10和500 m的塵粒在離心力作用下的末端沉降速度。離心力場(chǎng)中