大气污染控制工程精选习题课答案by phoenix.ppt

污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源 高得多设有效源高为H，污染源到峭 壁的距离为L，峭壁对烟流扩散其全反射 作用试推导吹南风时高架连续点源的 扩散模式当吹北风时，这一模式又变 成何种形式？EXAMPLE.1首先建立扩散模式的坐标系，以污染源在地面的投影点为原点 ；风向为x轴方向；y轴在水平面上，垂直于风向，指向远离 峭壁方向，z轴垂直向上 不存在峭壁时，这个点源的高斯扩散模式为：EXAMPLE.1现在存在对烟流扩散其全反射作用的峭壁，参考高架连续 点源地面全反射的处理方法，将全反射增加的浓度看作 位于点（0，-2l，0）的虚拟像源的贡献，因此EXAMPLE.1吹北风时，将全反射增加的浓度看作位于点（0，2l，0） 的虚拟像源的贡献，因此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 ;含 尘浓度为 除尘器出口的气 体流量为 ；含尘浓度为 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)EXAMPLE.2n解：考虑漏风：n 已知：Q进=10000m3/h C进=4.2g/m3 n Q出=12000m3/h C出=0.34g/m3n 处理气体流量：Q处理=（Q进+Q处）/2=（ 10000+12000）/2 =11000m3/h n 漏风率：p=|（Q1N-Q2N）|/Q1N×100%n=20%EXAMPLE.2n漏风系数K=Q2N/Q1Nn =12000/10000n =1.2n考虑漏风时除尘效率：nη=（1-C2N/C1NK）×100% = 90.3%n考虑不漏风：η=（1-C2N/C1N）×100%n =（1-0.34/4.2）×100%n =91.9%EXAMPLE.2对于上题中给出的条件,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，气体静压力-490Pa,试 确定该除尘器运行时的压力损失(假定气体 成分接近空气)。

EXAMPLE.3n3. 解：首先计算气体的密度，用理想气体的状态方程：nPV=mRT/Mnρ=m/V = PM/RT = (101325-490) × 29 /(8.314 × 423 × 1000) = 0.832kg/m3 n将标准状态下的进口气体流量转化为实际状态下的流量：nQ＝TP0Q0/T0P0 = （423×101325×10000）/〔273×（ 101325-490）〕＝15570m3/h n计算进口气体流速：nv1=Q/A=15570/0.24×3600=18.02 m/sn则此除尘器的压力损失：n△P = ξρv12/2 =9.8×0.832×18.022/2 = 1324 Pa EXAMPLE.3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EXAMPLE.4n解：η=1-（1-η1）（1-η2）n =1-（1-80%）（1-95%）n =99%n 已知：C1N=22.2/2.22 =10g/m3EXAMPLE.4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某燃煤电厂电除尘器的进口和出口的烟尘粒分布数据如 下,若除尘器除尘效率为98%,试绘出分级效率曲线。

粒径间间隔/μm23.5质质量频频 率/%0.10.49.520.020.015.011.08.55.55.54.00.80.2分级级效率 /%83047.56068.575818689.5959899100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EXAMPLE.6n解：以粒径0.25μm为例计算：n （g1iη1）=0.1×8%n =0.8×10-4n 计算结果列表如下：n粒径所以：η=Σg1iη1=73.7%EXAMPLE.6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秒种内的 沉降高度假定飞灰颗粒为球形，颗粒直 径分别为0.4、40、4000 μm，空气温度为 387.5K，压力为101325Pa，飞灰真密度为 2310kg/m3EXAMPLE.7解：空气温度为387.5K，压力为101325Pa，飞灰真 密度为2310kg/m3空气密度为0.912kg/m3，粘度 2.3×10-5Pa·s空气分子的算术平均速度：EXAMPLE.7空气分子的平均自由程：（1）对于粒径为0.4μm的颗粒，努森系数坎宁汉修正系数C：EXAMPLE.7计算这种情况下的雷诺数：故假设成立假设颗粒处于斯托克斯区域，其沉降速度为：EXAMPLE.7计算这种情况下的雷诺数：故假设成立（2）对于粒径为40μm的颗粒，坎宁汉修正系数 可以忽略，假设颗粒处于斯托克斯区域，其沉 降速度为：EXAMPLE.7计算这种情况下的雷诺数：故假设成立（3）对于粒径为400μm的颗粒，坎宁汉修正系数 可以忽略，假设颗粒处于牛顿区域，其沉降速 度为：直径为200 μm、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。

EXAMPLE.8293K时，空气的密度ρ=1.205kg/m3粘度 μ=1.81×10-5Pa·s恰好能吹起颗粒时，气流在颗 粒上造成的阻力刚好等于颗粒的重力若以气流为 参照系，等同于颗粒在气流中以末端速度进行重力 沉降，这个末端沉降速度就是恰好能吹起颗粒时的 气速 假定颗粒处于牛顿区，有：EXAMPLE.8计算这种情况下的雷诺数：假设不成立，雷诺数表明颗粒处于过渡区需重新假设，假定颗粒处于过渡区，有：EXAMPLE.8计算这种情况下的雷诺数：假设成立恰好能吹起颗粒的气流速度为1.03m/sRe＝13.71 阻力系数为某种粉尘真密度为2700kg/m3，气体介质（ 近于空气）温度为433K，压力为101325Pa ，试计算粒径为10和500μm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/sEXAMPLE.9（1）对于粒径为10μm的尘粒，假设处于斯托克斯 区域，则依据离心力与阻力达到平衡时EXAMPLE.9解答验证假设可得颗粒的沉降末速度其中假设成立（2）对于粒径为500μm的尘粒，假设处于斯托克斯 区域，则依据离心力与阻力达到平衡时EXAMPLE.9解答假设牛顿区可得颗粒的沉降末速度FC=FD 上述两式联立，可得平衡时的沉降末端速度验证假设假设不成立处于牛顿区，非stokes区，需重新假设EXAMPLE.9解答验证假设处于牛顿区，故假设成立旋风除尘器的除尘效率:水村木夫经验公式 d——尘粒的粒径，μm；dc50——尘粒的分割粒径， μ m。

EXAMPLE.10【例10】某旋风除尘器的分割粒径dc50=6μm，除尘器 入口粉尘的粒径分布如下： 粉尘粒径 /μm0～55～1010～ 2020～ 3030～ 40>400平均粒径 /μm2.57.515253540频率分布/ ％7213617910试计算该除尘器的分级效率和总效率 EXAMPLE.10解答解：由式ηdi=1-exp[-0.6931(di/dc)]，计算出不同粒径的分级效率：平均粒径/μm2.57.515253540频率分布/﹪7213617910分级效率 / ﹪2557.982.394.498.2100除尘器的总效率： η=Σgdiηdi =0.07×0.25+0.21×0.579+0.36×0.832+0.17×0.944+0.09×0.982+0.10×1.0 =78.4﹪ EXAMPLE.10解答EXAMPLE.11已知层流状态的重力沉降室的分割粒径dc50=12μm,某种粉 尘的粒径分布数据如下,试确定总除尘效率平均粒 径 /μm 69122436质量频 率/% 1020302515以粒径6μm为例计算： η=∑ ηig1i＝EXAMPLE.11解答EXAMPLE.12一直径为12.9µm的单分散相气溶胶通过一重 力沉降室，宽22cm，长66cm，共9层，层间距 0.169cm，气体流速是7.69L/min，并观测到其 操作效率为56.69%。

问需要设置多少层才能 得到75.69%的操作效率假设为层流）EXAMPLE.12多层沉降室的除尘效率公式为：则即n′+1=13.35 ∴ n′=12.35；取n′=13即需设置22层 隔板才能得到75.69%的操作效率ü过剩空气校正n理论需氧量 = 0.264 N2P - O2P，空气过剩系数  = 1 + O2P /（ 0.264 N2P - O2P ）n假如燃烧过程中产生CO，过剩氧量必须加以校正： O2P - 0.5 COP = 1 + （ O2P - 0.5 COP ）/ [ 0.264 N2P - （ O2P - 0.5 COP ）]以上组分的量均可由奥氏烟气分析仪测定 过剩空气系数计算EXAMPLE.13。