第五章 机械式除尘器

5.1 在298K的空气中NaOH飞沫用重力沉降室收集。其大小为宽914cm，高457cm，长1219cm。空气的体积流量为1.2m3/s。计算能被100%捕集的最小雾滴的直径。假设雾滴的比重为1.21。

解：在298K和1atm下，干空气粘度μ=1.81×10-5Pa·s。能被100% 捕集的最小雾滴的直径为： dmin18Q

gLW181.811051.2 =

9.811.2110312.199.14 =17.19×10-6m =17.19µm

5.2 一直径为10.9µm的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，宽20cm，长50cm，共18层，层间距0.124cm，气体流速是8.61L/min，并观测到其操作效率为.9%。问需要设置多少层才能得到80%的操作效率。 解：多层沉降室的除尘效率公式为： η=

usLW(n1)

Q 则 即

n1 n10.9181 0.8n1 n′+1=22.42

∴ n′=21.2 取n′=22

即需设置22层隔板才能得到80%的操作效率。

5.3 有一沉降室长7.0m，高1.2m，气速30cm/s，空气温度300K，尘粒密度2.5g/cm3 ,空气粘度0.067kg/(m·h)，求该沉降室能100%捕集的最小

粒径。

解：该沉降室能100%捕集的最小粒径为： dmin18uH gL180.067301021.2 =

9.812.51037.03600 =2.65×10-5m =26.5μm

5.4 温度为200℃，压力为0.101MPa的含尘气体通过一旋风除尘器，筒体直径为D，筒长度L=2D，锥体高度H=2D，进口宽度b=1/5D，进口高度h=3/5D，尘粒密度为2000kg/m3。若旋风除尘器筒体直径为0.65m，进口气速为21m/s。试求（1）气体处理量（标态）；（2）气体通过旋风除尘器的压力损失；（3）尘粒的临界粒径。 （1）气体处理量为

13 QbhuDD21

5532 =0.6521

25 =1.06m3/s

标准状态下的气体处理量为： Vn =

PVT标 TP标0.1011.06273

4730.101 =0.61m3/s （2）阻力系数 30bhD 2dLH1330DDD55 = 21D2D2D2133055 =124 =7.2

由附录查得200℃时气体密度为0.746kg/m3，则压力损失 Pu22

0.746212 =7.2

2 =1184Pa

（3）查附录6 200℃干空气粘度μ=2.6×10-5Pa·s dc50gQ

h1u229.812.61051.06 =

32.14200040.652125 =6.65μm

5.5 一气溶胶含有粒径为0.63μm和0.83μm的粒子（质量分数相等），以3.61L/min的流量通过多层沉降室，给出下列数据，运用斯托克斯定律和肯宁汉校正系数计算沉降效率。L=50cm，=1.05g/cm3，W=20cm，hi=0.129cm，μ=1.82×10-4g/cm·s，n=19层 解：μ=1.82×10-4g/cm·s

=1.82×10-4×10-3kg/10-2m·s =1.82×10-5Pa·s

∵气溶胶粒径分别为0.63μm,0.83μm，均<1.0μm ∴应用肯宁汉修正系数修正（近似公式） C=1+0.165/dp，则 C1=1+0.165/0.63=1.26 C2=1+0.165/0.83=1.20 粒子的沉降速度公式为： us2d18则 gc，623 us10.63101.0510181.821059.811.26

=1.57×10-5m/s =15.7μm/s us20.83101.0510623181.821059.811.20

=2.60×10-5m/s =26.0μm/s 沉降室的分级效率为： 1usLW

Q/(n1)1.571050.50.2(191) =

3.61103/60 =52.2% 2usLW

Q/(n1)2.601050.50.2(191) =

3.61103/60 =86.4%

5.6 试确定旋风除尘器的分割粒径和总效率，给定粉尘的粒径分布如下： 平均粒径dp/μm 重量百分数（%） 1 5 10 20 30 40 50 60 >60 3 20 15 20 16 10 6 3 7 已知气体粘度2×10-5Pa·s，颗粒比重2.9，旋风除尘器气体入口速度15m/s，气体在旋风除尘器内的有效旋转圈数为5次；旋风除尘器直径0.3m，入口面积76cm2。

解：由μ=2×10-5Pa·s查附录6，空气温度T=273+60=333K。 由郝书式（5—10）： n110.67(D)0.14T 283333 2830.30.3 =1-10.67(0.3)0.14 =1-0.434×1.05 =0.54

 已知：D=0.3m，取d排=0.15m 由式（5—9）： VTRn=常数

0.3 15×20.540.15常数 =20.720.54

0.540.3/2 则215 0.540.70.15/2 =26.4m/s 由本书式5.18 dcgQ

ehiu22 取hi=3D=3×0.3=0.9m

9.812.0105150.76 ∴ dc

7729000.926.42 =0.198×10-4 =0.198×10-4m =19.8µm

n11d 由郝书式（5—17）i1exp0.6931p

dc10.541dp  =1exp0.6931dc 以dp1m为例，则

0.651 i1exp0.693

19.8 =1-0.905 =9.5% 其他类推：

dρ: 1 5 20 20 30 40 50 60 >60 ηi/% 9.5 24.6 35.9 50.2 59.7 66.5 71.8 75.9 >75.9 gi/% 3 20 15 20 16 10 6 3 7 ∴η总=Σgiηi=48.7%

答：旋风除尘器的分割粒径dc=19.8μm，总效率为48.7%。 5.7 某旋风除尘器处理含有4.5g/m3灰尘的气流（μG=2.5×10-5PaS），其除尘总效率为90%。粉尘分析试验得到下列结果：

粒径范围/μm 捕集粉尘的重量百分数 0～5 5～10 10～15 15～20 20～25 25～30 30～35 35～40 40～45 >45 0.5 1.4 1.9 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0 2.0 84.0 逸出粉尘的重量百分数 76.0 12.9 4.5 2.1 1.5 0.7 0.5 0.4 0.3 14.0 （1）作出分级效率曲线： （2）确定分割粒径。 解：（1）iPg2i/g3i

=

0.9计算结果如下

0.90.1g2i/g3i 粒径μm 0～5 5～10 10～15 15～20 20～25 25～30 30～35 35～40 40～45 >45 ηI(%) 0.056 0.49 0.79 0.90 0.93 0.96 0.97 0.98 0.98 0.98 依上图画出分级效率曲线如下：

分级效率曲线1分级效率0.80.60.40.202.57.512.517.522.527.5粒径32.537.542.545

（2）由图得dc=7.6μm

5.8 某旋风除尘器的阻力系数ξ=9.8，进口速度15m/s，试计算标准状态下的压力损失。

解：由附录6查得标态下气体密度ρ=1.293kg/m3 Pu22

1.293152 =9.8

2 =1425.5Pa