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上海絲博機械科技有限公司 2014-03-27 點擊2598次
防塵防毒技術：第二章 與防塵技術關系密切的粉塵特性
在進行除塵設計時，首先要對粉塵的性質(zhì)有比較充分的了解，以便確定衛(wèi)生要求和辨別回收價值，采取相應的經(jīng)濟有效的除塵措施。
第一節(jié) 粉塵的粒徑與分散度
粉塵的顆粒大小不同，不但對人體和環(huán)境的危害不同，而且對粉塵的吸捕方法以及除塵器的除塵機理和性能都有很大影響，所以粒徑是粉塵的最基本特性之一。
粉塵的粒徑對球形塵粒來說，是指它的直徑。實際的塵粒大多是不規(guī)則的，一般也用“粒徑”來衡量其大小，必須用顆粒標定的幾何長度及其他物理性能如在液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)中的沉降速度，對光的吸收或散射等間接測量的方法去確定粉塵的粒徑。采用何種形式表示粉塵粒徑，取決于測定的目的和粉塵所處的工況狀態(tài)。同一粉塵按不同定義所得的粒徑，不但數(shù)值不同，應用場合也不一樣。在選取粒徑測定方法時，除需考慮方法本身的精度、操作難易及費用等因素外，還應特別注意測定的目的和應用場合。不同的粒徑測定方法，得出不同概念的粒徑。在給出或應用粒徑分析結(jié)果時，還必須說明或了解所用的測定方法。
一、常用的粉塵粒徑表示方法
(一)單顆粒粒徑的表示方法
1．投影徑
用顯微鏡法直接觀察時測得的粒徑，有定向徑、投影面積徑及定向等面積徑之分，如圖2—1所示。
圖2—1 塵粒的投影粒徑
2．篩分徑
用篩分法直接測定時測得的粒徑為篩分粒徑，即塵粒能夠通過的篩孔的寬度。為粒徑測定方法中最簡單的一種。
3．幾何當量徑
與粉塵的某一幾何量(如面積、體積等)相同時的球形粒子的直徑。有等投影面積徑、等體積徑、體面積徑、周長徑等。
(1)等投影面積徑dA 與粉塵的投影面積相同的某一圓面積的直徑。
(2—1)
式中 Ap——塵粒的投影面積。
(2)等體積徑dV 與粉塵體積相同的某一圓球體直徑。
(2—2)
式中 Vp——塵粒的體積。
(3)等表面積徑dS 與塵粒的外表面積相同的某一圓球的直徑。
(2—3)
式中 S——粉塵的外表面積。
(4)體面積徑dSV 粉塵的外表面積與體積之比相同的圓球的直徑。
(2—4)
(5)周長徑dL 粉塵投影面上的周長與圓的周長相同的圓直徑。
4．物理當量徑
與粉塵的某一物理量相同時的球形粒子的直徑，如阻力徑、自由沉降徑、空氣動力徑、斯托克斯徑等。
(1)阻力徑dd 指在相同黏性的氣體中，速度相同時，粉塵所受到的阻力與圓球所受到的阻力相同時的圓球直徑。
(2)自由沉降徑ds 在特定氣體中，重力影響下的密度相同的塵粒因自由沉降所達到的末速度與圓球所達到的末速度相同時的球體直徑。
(3)空氣動力徑da 指在靜止空氣中粉塵顆粒的沉降速度與密度為1g／cm3的圓球的沉降速度相同時的圓球直徑。單位用微米(氣)，記為μm(A)。
(4)斯托克斯徑dst 在層流區(qū)內(nèi)(粉塵粒子的雷諾數(shù)Re≤0．2時)的空氣動力徑即為斯托克斯徑。其定義式為
(2—5)
式中 μ——流體動力黏度，Pa·s；
——塵粒的密度，kg／m3；
u——沉降速度，m／s；
g——重力加速度，m／s2；
——流體密度，kg／m3。
(二)顆粒群代表粒徑的表示方法
通風除塵中研究的粉塵，無論是懸浮狀的還是堆積狀的，大多是由粒徑大小不一的粉塵顆粒所組成的顆粒群體。對于粉塵顆粒群只能用代表粒徑的方法來表示。這樣的代表粒徑有：中位徑、平均徑等。
1．平均徑
平均粒徑系指代表由各種不同大小的塵粒組成的顆粒群粒徑的平均值。由于應用目的和“平均”的方法不同，其平均粒徑也有不同的定義。常用的定義方法有下列幾種。
(1)算術平均粒徑 指各塵粒直徑的總和除以塵?？倲?shù)。
(2—6)
式中 di——第i種粉塵的粒徑；
ni——粒徑為di的粉塵的顆粒數(shù)；
N——粉塵的顆?？倲?shù)。
(2)幾何平均徑 指N個粉塵粒徑的連乘積之N次方根。設粒徑為d1、d2、…、dN的粉塵的顆粒數(shù)分別為n1、n2、…、nN，則其一般計算公式為
(2—7)
2．中位徑
在通風除塵技術中，中位徑具有重要意義。中位徑指質(zhì)量中位徑和計數(shù)中位徑。
質(zhì)量中位徑dm50指的是將粉塵分為質(zhì)量相同的兩部分的界限直徑。也就是說，大于該直徑d m50的所有粉塵的質(zhì)量與小于該直徑d m50的所有粉塵的質(zhì)量相等。若中位徑系將所有粉塵分為個數(shù)相等的兩部分，則此中位徑稱為計數(shù)中位徑dn50。直徑大于d n50的粉塵顆粒數(shù)與直徑小于d n50的粉塵顆粒數(shù)目相等。
二、粉塵的分散度
粉塵的粒徑分布，也稱粒徑的頻率分布叫做分散度。分散度可用分組(按粉塵粒徑大小分組)的質(zhì)量分數(shù)或個數(shù)分數(shù)來表示。前者稱為質(zhì)量分布，后者稱為粒數(shù)分布或計數(shù)分布。因質(zhì)量分布更能反映不同粒徑對人體和除塵器性能的影響，所以在防塵技術中多采用質(zhì)量分布。
粉塵的分散度高，即表示小粒徑粉塵占的比例大，反之則小。分散度的高低，與塵源情況和附近氣流的流動情況有關。
粉塵的分散度不同，對人體的危害以及除塵機理和所采取的除塵方式也不同，因此掌握粉塵的分散度是評價粉塵危害程度、評價除塵器性能和選擇除塵器的基本條件