大气污染控制工程 课后答案.docx
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大气污染控制工程课后答案
第五章颗粒污染物控制技术基础
5.1解：
在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，
读出d84.1=61.0、d50=16.0、d15。
9=4.2。
。
作图略。
5.2解：
绘图略。
5.3解：
在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径d50（MMD）=10.3、d84.1=19.1、d15。
9=5.6。
。
按《大气污染控制工程》P129（5－24）；
P129（5－26）；
P129（5－29）。
5.4解：
《大气污染控制工程》P135（5－39）按质量表示
P135（5－38）按净体积表示
P135（5－40）按堆积体积表示。
5.5解：
气体流量按P141（5－43）；
漏风率P141（5－44）；
除尘效率：
考虑漏风，按P142（5－47）
不考虑漏风，按P143（5－48）
5.6解：
由气体方程得
按《大气污染控制工程》P142（5－45）。
5.7解：
按《大气污染控制工程》P145（5－58）
粉尘浓度为，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m3；
排放量2.22×0.1=0.222g/s。
5.8解：
按《大气污染控制工程》P144（5－52）（P=0.02）计算，如下表所示：
粉尘间隔/
<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
2.0
0.4
0.4
0.7
3.5
6.0
24.0
出口g2
7.0
1.0
2.0
3.0
14.0
16.0
29.0
93
95
90
91.4
92
94.7
97.6
粉尘间隔/
4~5
5~6
6~8
8~10
10~12
20~30
其他
质量频率/%
进口g1
13.0
2.0
2.0
3.0
11.0
8.0
24.0
出口g2
6.0
2.0
2.0
2.5
8.5
7.0
0
99.1
98
98
98.3
98.5
98.2
100
据此可作出分级效率曲线。
5.9解：
按《大气污染控制工程》P144（5－54）。
5.10解：
当空气温度为387.5K时。
当dp=0.4时，应处在Stokes区域。
首先进行坎宁汉修正：
，
，。
则
，。
当dp=4000时，应处于牛顿区，。
，假设成立。
当dp=0.4时，忽略坎宁汉修正，。
经验证Rep<1，符合Stokes公式。
考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近us，因此计算沉降高度时可近似按us计算。
dp=0.4h=1.41×10－5×30=4.23×10－4m；
dp=40h=0.088×30=2.64m；
dp=4000h=17.35×30=520.5m。
5.11解：
设最大石英粒径dp1，最小角闪石粒径dp2。
由题意，
故。
5.12解：
在所给的空气压强和温度下，。
dp=200时，
考虑采用过渡区公式，按《大气污染控制工程》P150（5－82）：
，符合过渡区公式。
阻力系数按P147（5－62）。
阻力按P146（5－59）
。
5.13解：
圆管面积。
据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度
。
考虑利用过渡区公式：
代入相关参数及us=0.27m/s
可解得dp=66。
，符合过渡区条件。
故能被空气夹带的雾滴最大直径为66。
5.14解：
粒径为25，应处于Stokes区域，考虑忽略坎宁汉修正：
。
竖直方向上颗粒物运动近似按匀速考虑，则下落时间，因此L=v.t=1.4×122m=171m。
5.15解：
在给定条件下。
当dp=10，粉尘颗粒处于Stokes区域：
。
dp=500，粉尘颗粒处于牛顿区：
。
因此
。
经验证，Rep=1307>500，假设成立。
作业习题解答
第六章除尘装置
6.1解：
计算气流水平速度。
设粒子处于Stokes区域，取。
按《大气污染控制工程》P162（6－4）
即为能被100%捕集的最小雾滴直径。
6.2解：
按层流考虑，根据《大气污染控制工程》P163（6－5）
，因此需要设置23层。
6.3解：
，符合层流区假设。
6.4解：
设空气温度为298K，首先进行坎宁汉修正：
，
，
。
故
。
用同样方法计算可得0.83粒子的分级效率为0.864。
因此总效率
6.5解：
按《AirPollutionControlEngineering》公式。
令=50%，N=5，Vc=15m/s，=2.9×103kg/m3，W=0.76m，，代入上式得dc=11.78。
利用《大气污染控制工程》P170（6－18）计算各粒径粉尘分级效率，由此得总效率
6.6解：
根据《大气污染控制工程》P144（5－53）（P=0.1）计算分级效率，结果如下表所示：
粉尘间隔/
0~5
5~10
10~15
15~20
20~25
25~30
30~35
35~40
40~45
>45
质量
频率/%
捕集g3
0.5
1.4
1.9
2.1
2.1
2.0
2.0
2.0
2.0
84.0
出口g2
76.0
12.9
4.5
2.1
1.5
0.7
0.5
0.4
0.3
1.1
5.59
49.41
79.17
90.00
92.65
96.26
97.30
97.83
98.36
99.85
据此可作出分级效率曲线。
由上表可见，5～10去除效率为49.41。
因此在工程误差允许范围内，dc=7.5。
6.7解：
据《大气污染控制工程》P169（6－13）。
6.8解：
根据《AirPollutionControlEngineering》P258公式。
因，故＝1000；
由题意，当。
取，N=10，代入上式
，解得Wi=5.5。
根据一般旋风除尘器的尺寸要求，D0=4Wi=2.2cm；H＝2Wi=1.1cm。
气体流量Q=A.V=H.W.Vc=1.21×10－3m3/s
6.9解：
按《大气污染控制工程》P170（6－18）
；
。
dg=20，，
代入上式，利用Matlab积分可得。
6.10解：
驱进速度按《大气污染控制工程》P187（6－33）
。
，Q=0.075m3/s，代入P188（6－34）
。
6.11解：
1）Q’=2/3=0.667m3/s，S=3.662=13.4m2，。
2），查图6－27得Fv=1.75
故。
6.12解：
1）由题意
dp=3.5，
dp=8.0，
dp=13.0，
故
2），则=0.42g/m3>0.1g/m3。
不满足环保规定和使用者需要。
6.13解：
1）由《大气污染控制工程》P183（6－31）电场荷电为
扩散荷电按P184（6－32）计算，与电场荷电相比很小，可忽略。
因此饱和电荷值3.04×10－16C。
2）电场荷电为
扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量4.86×10－19C。
3）取
dp=5时，；
dp=0.2时，。
6.14解：
查图得集气板面积约1000m3.（1000m3/min）－1。
根据，
0.995=1－exp（－wi）解得wi=5.30m/min。
6.15解：
，故，
因此。
6.16解：
设3种粒子的分级效率分别为、、，则
因此，，。
6.17解：
1）粉尘粒径dp=10
当液滴直径为50时，R=0.2；碰撞数，。
由给出计算公式可得
同理可得液滴直径为100、500时捕集效率为42.6％、10.1%。
2）dp=50
用同样方法计算可得颗粒在直径为50、100、500的液滴上捕集效率分别为
0、10.2%、25.0％。
6.18解：
按《大气污染控制工程》P211（6－53）
由（6－55）
粒径小于0.1所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于20.0，除尘效率约为1；因此
故。
6.19解：
坎宁汉修正
6.20解：
设气液比1L/m3，dp=1.2，，f=0.25。
在1atm与510.K下查得
。
由可解得
v=121.6m/s。
故喉管面积，DT=272mm。
取喉管长度300mm，通气管直径D1=544mm。
，，则
，
（取D2=600mm）。
6.21解：
由《AirPollutionControlEngineering》P3009.48式。
通过P293Figure9.18读取。
取，雨滴Db=2mm，处于牛顿区，利用《大气污染控制工程》P150（5－83）。
因此，
。
从Figure9.18读出=0.11（Cylinder）。
故M=。
而液滴本身。
故质量增加了1.98×10－4%。
6.22解：
由《AirPollutionControlEngineering》公式。
代入已知数据
，即需持续半天左右的时间。
6.23解：
设破裂2个布袋后气体流量分配不变，近似求得出口浓度如下：
。
因此。
6.24解：
设恒定速度v1，则，。
若在400Pa压降下继续，则
解此微分方程得Q2=90.1m3。
6.25解：
当T=300K时，，v=1.8m/min=0.03m/s。
，
。
利用所给数据进行线性拟和，
，即，Kp=3.53×10－12m2。
6.26解：
1）过滤气速估计为vF=1.0m/min。
2）除尘效率为99%，则粉尘负荷。
3）除尘器压力损失可考虑为
为清洁滤料损失，考虑为120Pa；；
；
故。
4）因除尘器压降小于1200Pa，故即最大清灰周期。
5）。
6）取滤袋d=0.8m，l=2m。
，，取48条布袋。
6.27解：
1）将已知数据代入所给公式即有
，
2）由可得z>=3.23m。
3）由《AirPollutionControlEngineering》公式，穿透率
取Wi=0.25Dc，而N=0.5Z/Dc，Vc=Vs/，，代入上式
（近似取）
6.28解：
1）过滤气速为3.35m/min效率
过滤气速为1.52m/min效率
过滤气速为0.61m/min效率
过滤气速为0.39m/min效率
2）由2.0×（1－0.3）xp=140×10－4，xp=0.01cm；
3）由（0.8－0.0006）×0.39t=140，t=449min=7.5h。
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