电除尘器技术基础计算.docx
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电除尘器技术基础计算
第四章除尘技术基础
4.1对某一粉尘进行实验测定，得如下数据
粒径范围
0～5
5～10
10～15
15～20
20～25
25～30
质量/g
9
28
66
121
174
198
粒径范围/μm
30～35
35～40
40～45
50～55
55～60
质量/g
174
174
121
28
9
试回答：
（1）该粉尘的粒径分布属于哪一种？
（2）绘出该粉尘频数分布、频率密度分布、筛上、筛下累计分布曲线。
（3）在图上标出该粉尘的粒径平均数，众径和中位径位置及数值。
解：
（1）该粉尘的粒径分布接近正态分布。
（2）频率分布：
以粒径0～5为例求：
m总=9+28+66+121+174+198+174+174+121+28+9
=1102g
g0-5=△m/mo×100%
=9/1102×100%
=0.8%
f0-5=g/dp
=0.8%/5
=0.16%·µm-1
由G=Σg
Go-5=0.8%
G0-10=3.3%
而R=100-G
∴RO-5=99.2%
Ro-10=96.7%
总计算结果如下：
粒径间隔
μm
组中点
g/%
f/%
R/%
G/%
0-5
2.5
0.8
0.16
99.2
0.8
5-10
7.5
2.5
0.5
96.7
3.3
10-15
12.5
6.0
1.2
90.7
9.3
15-20
17.5
11.0
2.2
79.7
20.3
20-25
22.5
15.8
3.16
63.9
36.1
25-30
27.5
18.0
3.6
45.9
54.1
30-35
32.5
15.8
3.16
30.1
69.9
35-40
37.5
15.8
3.16
14.3
85.7
40-45
42.5
11.0
2.2
3.3
96.7
50-55
52.5
2.5
0.5
0.8
99.2
55-60
57.5
0.8
0.16
0
100
以表上数据作图
注：
系列1-频率分布，%μm-1
系列2—筛上累计分布，%
系列3—筛下累计分布，%
（3）由图得：
，
，
4.2某粉尘的粒径分布如下：
组数
粒径范围/μm
质量/g
组中点/μm
1
2
3
4
5
6
7
0～3.5
3.5～5.5
5.5～7.5
7.5～10.75
10.75～19
19～27
27～43
0.750
0.675
1.500
2.100
1.425
0.600
0.45
1.75
4.5
6.5
9.125
14.875
23.00
35.00
（1）试求出该粉尘的频数分布，频率密度分布及筛上累计分布R。
（2）试问该粉尘粒径分布遵从哪一种类型分布（正态分布、对数一概率正态分布、罗辛—拉姆勒分布），并将上述计算结果用图线绘于相应的坐标纸上。
解：
以0～3.5μm为例计算
由题给条件mo=Σ△M
=7.5g
g0-3.5=m0-3.5/m0×100%
=0.750/7.5
=10%
f0～3.5=g0～3.5/△dp
=10%/3.5
=2.9%·µm-1
计算结果如下：
粒径范围/μm
组中点/μm
质量/g
g/（%）
f/%.µm-1
R（%）
Lndp
Lg100/R
0～3.5
1.75
0.750
0.10
2.9
90
0.56
2.05
3.5～5.5
4.5
0.675
0.09
4.5
81
1.50
2.09
5.5～7.5
6.5
1.500
0.20
10.0
61
1.87
2.21
7.5～10.75
9.125
2.100
0.28
8.6
33
2.22
2.48
10.75～19
14.875
1.425
0.19
2.3
14
2.70
2.85
19～27
23.00
0.600
0.08
1.0
0.6
3.14
3.22
27～43
35.00
0.45
0.06
0.38
00
3.56
（2）符合罗辛—拉姆勒分布
4.3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、质量中位径、粒数中位径、算术平均直径及体积表面积平均直径。
粒径间
隔/μm
0～2
2～4
4～6
6～10
10～20
20～40
>40
质量
△m/g
0.8
12.2
25
56
76
27
3
解：
（1）以0～2μm为例计算：
mo=Σ△m
=200g
g0-2=△m/m0×100%
=0.8/200×100%
=0.4%
f0-2/△dp=0.4%/2
=0.2%·μm-1
ln
=0
计算结果列表如下：
粒径间隔/μm
组中点/μm
g（%）
f%μm-1
lndp
G（%）
R（%）
0～2
1
0.4
0.2
0
0.4
99.6
2～4
3
6.1
3.1
1.10
6.5
93.5
4～6
5
12.5
6.3
1.61
19.0
81.0
6～10
8
28
7.0
2.08
47.0
53.0
10～20
15
38
3.8
2.71
85.0
15.0
20～40
30
13.5
0.68
3.40
98.5
1.5
>40
1.5
100
（2）根据数据作图得出符合对数正态分布
由图知：
dp（R=84.1%）=3.7μm,d50=8.6μm
dp（R=15.9%）=20.1μm
几何标准差
d50=d50′exp（31n2σg），所以d′50=3.9μm
d1=d50′exp（0.5ln2σg）=3.9exp（0.5ln22.36）=5.6μm
dvs=d
′exp（2.51n2σ）
=3.9exp（2.5ln22.36）
=7.2μm
4.4对于题4.3中的粉尘，已知真密度为1900kg/m3，粒子卡门形状系数为0.65，填充空隙率为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）。
解：
真实体积：
α=
=
堆积体积：
α=
3
质量体积：
αm=
=6.7×103cm2/g
4.5试计算下列条件下，球形粉尘粒子在静止空气中的沉降阻力：
（1）
；
（2）
；
（3）
；
解：
由题给空气温度，查附录6，当t=20℃时，μ=1.81×10-5pa.s，
ρ=1.20kg/m3,t=100℃时，µ=2.1g×10-5pa.s，ρ=0.947kg/m3
（1）若雷诺数Rep≤1，在斯托克斯区
由式4.26，us=
由式4.12，Rep=dp﹒ρ﹒u/μ
=
假设正确。
由式4.14
=2.59×10-9（N）
（2）当dp=40µm时
由4.26us=
Rep=
=
=3.27×10-10（N）
（3）当dp=1.0μm时
由式4.27，us=
=
=3.1×10-5m/s
其中由式4.18计算C=1+kn
ū=
=
=516.4m/s
=
=8.93×10-8m
=8.93×10-2µm
kn=2λ/dρ
=2×8.93/1.0
=0.179
C=1+0.179
=1.225
=
=1.35×10-4<1
∴
=
=5.2×10-15（N）
4.6对某厂的旋风除尘器进行现场测试得到：
除尘进口气体流量为10000m3/h，含尘浓度为4.2g/m3，除尘器出口的气体流量为12000m3/h，含尘浓度为340mg/m3，试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风率和不考虑漏风两种情况计算）。
解：
考虑漏风：
已知：
Q进=10000m3/hC进=4.2g/m3Q出=12000m3/h
C出=0.34g/m3
处理气体流量：
Q处理=（Q进+Q处）/2=（10000+12000）/2
=11000m3/h
漏风率：
p=|（Q1N-Q2N）|/Q1N×100%
=|（10000-12000）|/10000×100%
=20%
漏风系数K=Q2N/Q1N
=12000/10000
=1.2
考虑漏风时除尘效率：
η=（1-C2N/C1NK）×100%
=
=90.3%
考虑不漏风：
η=（1-C2N/C1N）×100%
=（1-0.34/4.2）×100%
=91.9%
4.7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%。
试计算该除尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。
解：
η=1-（1-η1）（1-η2）
=1-（1-80%）（1-95%）
=99%
已知：
C1N=22.2/2.22
=10g/m3
代入式η=
99%=
∴排放浓度C2N=0.1g/m3
排放量为：
S2=C2N·Q
=0.1×2.22
=0.222g/s
4.8某燃煤电厂电除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若电除尘的总除尘效率为98%，试确定分级效率曲线。
粒径间隔/（μm）
<0.60.6～0.70.7～0.80.8～1.01～22～33～4
质量频率（%）
进口g1i2.00.40.40.73.56.024.0
出口g2i7.01.02.03.014.016.029.0
粒径间隔/（μm）
质量频率（%）
4～55～66～88～1010～2020～30
进口g1i13.02.02.03.011.08.0
出口g2i6.02.02.02.58.57.0
解：
通过效率P=1-η=2%以0.6～0.7μm为例计算：
ηi=1-P
=1-2%×1.0/0.4=95%
计算结果列表如下：
（分级效率曲线图略）
粒径（µm）
<0.60.6～0.70.7～0.80.8～1.01～22～33～44～5
分级效率/%
93959591.49294.797.699.1
粒径µm
5～66～88～1010～2020～30
分级效率/%
989898.398.598.3
4.9某种粉尘的粒径分布和分级效率数据如下，试确定总除尘效率。
平均粒径/μm
0.25
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
10
14.0
20.0
23.5
质量频率%
0.1
0.4
9.5
20.0
20.0
15.0
11.0
9.5
5.5
5.5
4.0
0.8
0.2
分级效率%
8
30
47.5
60
68.5
75
81
86
89.5
95
98
99
100
解：
以粒径0.25μm为例计算：
（g1iη1）=0.1×8
=0.8×10-4
计算结果列表如下：
粒径
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
g1iη110-4
0.8
12
450
1200
1400
1100
890
820
490
520
390
79
20
所以：
η=Σg1iη1=73.7%
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