【正文】 與重力場中的浮力相當(dāng)3．曳力相對徑向運(yùn)動速度，方向如圖示 離心力 牛頓定律式中：R——流線半徑 Vt——R處切線速度在斯托克斯區(qū)，兩力達(dá)到平衡離心終未沉降速度 為離心加速度離心沉降原理分析離心沉降——依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程叫離心沉降。沉降速度公式簡化為：對于坎寧漢滑動區(qū)域領(lǐng)域的小顆粒對于大的球形顆粒：（Re1）重力作用下的終未沉降速度 ()對紊流過渡區(qū) ()ii對牛頓區(qū)，則 ()斯托克斯直徑和空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑進(jìn)而可以得出。忽略CD對影響顆粒在斯托克斯區(qū)時此時： 顆粒的馳豫時間在時，顆粒速度u0，減速到u時間從t=0，到t，顆粒遷移距離x的物理意義：由于阻力使顆粒的速度減小到它的初速度的1/t（%）的所需的時間。此時：④ 當(dāng)顆粒尺寸小到與氣體分子平均自由程大小差不多時，顆粒開始脫離與氣體分子接觸，顆粒運(yùn)行發(fā)生所謂“滑動”。磨擦阻力：顆粒與周圍流體之間的摩擦。分級除塵器的總除塵效率 （348）對于分級效率，一個非常重要的值是ηi=50%，與此值相對應(yīng)的粒徑稱為除塵器的分割粒徑，一般用dc表示。但是，同一除塵器在同樣運(yùn)行條件下對粒徑分布不同的粉塵的除塵效率是不同的，所以為表示除塵效率與粉塵粒徑的關(guān)系，提出了分級除塵效率的概念。 （346）2. 通過率對于高效除塵裝置，如袋式過濾器除塵效率達(dá)99％以上，%%，不僅有些笨拙，而且在表達(dá)除塵器性能的差別上也不明顯。 （345）二、凈化效率的表示方法總效率系指同一時間內(nèi)除塵裝置捕集的粉塵量與進(jìn)入裝置的粉塵量之比。Q1N C1Ns1 g1Q2N C2Ns2 g2表36爆炸上限的濃度太高，如糖粉的爆炸上限為13500g/m3，在大多數(shù)場合都不會達(dá)到，所以沒有實(shí)際意義。爆炸條件：引起粉塵爆炸的條件一是可燃粉塵懸浮于空氣中的濃度達(dá)到一定數(shù)量，二是存在著能量足夠的火源。表35 粉塵的粘附是一種常見的實(shí)際現(xiàn)象，由于粘附力的存在，粉塵的相互碰撞會導(dǎo)致塵粒的凝并，凝并作用在各類除塵器中都有助于粉塵的捕集。附著的強(qiáng)度，也就是克服附著現(xiàn)象所需要的力稱為粘附力。超出此范圍，則必須采取措施對煙氣組成進(jìn)行調(diào)節(jié)。粉塵導(dǎo)電機(jī)理取決于粉塵、氣體的溫度和組成成分。：粉塵的比電阻是表示粉塵導(dǎo)電性的重要指標(biāo)，比電阻用ρ表示為：由于水硬性粉塵會造成除塵設(shè)備和管道結(jié)垢或堵塞，所以不適宜采用濕式洗滌器。對于潤濕性好的親水性粉塵，可選用濕式除塵，對于潤濕性差的疏水性粉塵，一般不宜采用濕式除塵器。據(jù)υ20作為評定粉塵潤濕性的指標(biāo),將粉塵的潤濕性劃分為４類列于表34。粉塵的潤濕性可用液體（通常用水）對試管中粉塵的潤濕速度來表征。m的塵粒，很難被水潤濕。粉塵的潤濕性與粉塵的性質(zhì)、塵粒的大小和表面狀況等因素有關(guān)。四、粉塵的含水率含水率：粉塵中所含的水份質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量之比。一般40176。55176。二、粉塵的安息角和滑動角粉塵通過小孔連續(xù)地下落到水平面上時，堆成的錐體母線與水平面的夾角稱為安息角。水泥干燥窯3石墨2亞鉛精煉5m)氧化銅(~42181。造型用粘土~硅砂粉(105181。煙灰(~56181。 某些粉塵的真密度和堆積密度列入表33中。將包括粉塵粒子間氣體空間在內(nèi)的粉塵密度稱為堆積密度ρp。設(shè)法將吸附在塵粒表面和內(nèi)部的空氣排除以后，測得的粉塵自身的密度稱為粉塵的真密度ρp（kg/m3或g/cm3）。除塵凈化系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行操作，在很大程度上取決于粉塵的理化性質(zhì)和氣體的基本參數(shù)是否選取得恰當(dāng)。 （319）若將中位粒徑d50(R＝50%對應(yīng)的粒徑)代入式（317）中，得到 β、β′――分布系數(shù)，并有β＝ln10β′＝′。（317a）式中 （3167或篩上累計頻率函數(shù)形式為：ii 對于對數(shù)正態(tài)分布∵ 當(dāng)則成為粒徑皆相同的單分散粉塵。：：－體積平均直徑：：為N個顆粒的粒徑之積的N次方根，即或四、粒徑分布函數(shù)正態(tài)分布函數(shù)、對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)、羅辛－拉姆勒分布函數(shù)粒徑的頻度分布可用正態(tài)分布函數(shù)表示：式中：：為正態(tài)分布的兩個特征函數(shù) ：在正態(tài)分布中的平均粒徑： 一般粒徑頻度分布曲線，不像正態(tài)分布那樣對稱。三、平均粒徑平均粒徑表示方法：粒徑分布中頻度q值最大時所對應(yīng)的粒徑。質(zhì)量頻率（也稱作頻數(shù)）：粒徑dp至（dp+Δdp）之間的粉塵質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，即并有g(shù)=100% 質(zhì)量篩下累積頻率：小于某一粒徑dp的所有粒子質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的百分比數(shù)稱為篩下累積分布。以顆粒的個數(shù)表示所占比例時，稱為個數(shù)分布。定義：與顆粒體積相等的圓球的表面積和顆粒的表面積之比。斯托克斯直徑ds ：同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的圓球的直徑、空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑da ：為空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度相等的圓球的直徑。）、定向面積等分直徑（馬丁直徑dM：在投影圖上的按同一方向?qū)㈩w粒投影面積二等分的線段長度。研究粉塵的物理特性，這些物理特性是研究顆粒分離，沉降和捕集的機(jī)制、選擇、設(shè)計、使用除塵裝置的基礎(chǔ)。97布里吉斯10Hs227因此，適當(dāng)選用抬升公式在環(huán)境評價工作中具有重要意義。3．溫度層結(jié)選廠、擴(kuò)散最不利條件應(yīng)是近地層逆溫，（輻射）和上層逆溫。假定：① 在同一扇形內(nèi)各個角度的風(fēng)向具有相同頻率，即Y方向濃度相同。最大混合層高度日最高溫度二、長期平均濃度的估算污染物濃度在一定時間內(nèi)數(shù)據(jù)是變化的，要計算長期平均濃度。小風(fēng)：）風(fēng)向頻率和風(fēng)速復(fù)合玫瑰圖。一般采用國家標(biāo)準(zhǔn)中推薦的公式。因此煙囪設(shè)計可按最大濃度的一定保證率來計算。第六節(jié) 煙囪高度的設(shè)計一、煙囪高度的計算確定煙囪高度，既要滿足大氣污染物擴(kuò)散稀釋要求，又要節(jié)約投資。當(dāng)風(fēng)向垂直于有限長線源時，通過所關(guān)心的接收點(diǎn)作垂直于有限長線源的直線，該直線與有跟長線源的交點(diǎn)選作坐標(biāo)原點(diǎn)，直線的下風(fēng)方向?yàn)閤軸。分四種情況：hf H hf = H hf = H+2σz hf H+2σz 第五節(jié) 城市和山區(qū)的擴(kuò)散模式一、城市大氣擴(kuò)散模式l 線源擴(kuò)散模式當(dāng)風(fēng)向與線源垂直時，主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向?yàn)閤 軸。日出以后，太陽輻射逐漸增加，地面逐漸變暖，輻射逆溫從地面開始破壞，逐漸向上發(fā)展。H圖 高架連續(xù)點(diǎn)封閉型擴(kuò)散模式γ0Hshγ0XD（1）X《XD時，σz＝（DH）／,根據(jù)圖表查出對應(yīng)的下風(fēng)距離x,即為XD，進(jìn)而可求地面軸線濃度。污染物的濃度可看成是實(shí)源和無窮多對像源作用之和。因此，有上部逆溫時的擴(kuò)散亦稱為封閉型擴(kuò)散。10000E0～10000～100010001000～100001000S）α1下風(fēng)距離，mα2下風(fēng)距離，mA0～10000～30035176。應(yīng)用：根據(jù)常規(guī)氣象資料確定穩(wěn)定度級別；利用擴(kuò)散曲線確定σy、σz；濃度估算。它適應(yīng)于不穩(wěn)定和中性條件。煙氣的熱釋放率是指單位時間內(nèi)向環(huán)境釋放的熱量，即：（534）這里 ΔT 是煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值, QN 是煙氣折合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的體積流量（NM3/s）CP 是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的定壓熱容( = KJ/)。式中： Qh——煙氣熱釋放率，KJ/s；Vs——排氣筒出口處, 平均煙流速度(m/s)；D——排氣筒出口處, 直徑 (m)；Ts——煙氣出口溫度（゜K）——排氣筒出口處平均風(fēng)速(m/s)；無實(shí)測值時，用10m 處平均風(fēng)速和風(fēng)速廓線計算。由于影響煙流抬升的因素較多，使煙流抬升問題變得十分復(fù)雜。（528）半無界(任一點(diǎn))C(x,y,z)（529）（527）地面點(diǎn)C(x,y,0)（530）（532）（531）地面軸線上點(diǎn)C(x,0,0)（533）第三節(jié)、污染物濃度的估算一、 煙氣抬生高度的計算煙囪高度Hs為定值, 以ΔH 表示煙流抬升高度，只要計算出ΔH 值，將煙囪實(shí)體高度Hs，與ΔH 取和，H=Hs+ΔH產(chǎn)生煙流抬升的原因有兩個，一是煙囪出口處的煙流具有一定的初始動量，二是由于煙流溫度高于周圍空氣溫度而產(chǎn)生的凈浮力。 PC(x,y,z)像源圖 高架連續(xù)點(diǎn)源高斯模式的推導(dǎo)H四、地面連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式一、 顆粒物的擴(kuò)散模式對于粒徑小于15微米的顆粒物，其地面濃度可按氣體擴(kuò)散模式計算。按照這一普適公式,如果 H =0,則對應(yīng)于地面源的情況；如果z=0,則對應(yīng)于連續(xù)點(diǎn)源作用下，地面處的污染物濃度情況；如果 z=0且 y=0,則對應(yīng)于點(diǎn)源作用下，正風(fēng)向軸線上，地面處的污染物濃度情況；在實(shí)施環(huán)境評價時,我們往往特別關(guān)注這樣一些特殊情況。首先看實(shí)源的作用：P 點(diǎn)在以實(shí)源排放點(diǎn)(有效源高處)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系(無限空間)中的鉛直坐標(biāo)（距煙流中心線的鉛直距離）為(zH)。按照全反射原理，可以用像源法來處理這類問題。因此，方程組可求解。我們把這種理論稱為相似擴(kuò)散理論。3． 相似擴(kuò)散理論湍流相似擴(kuò)散理論，最早始于英國科學(xué)家里查森和泰勒。它把描寫湍流的擴(kuò)散參數(shù) Y2(t)，和另一統(tǒng)計特征量相關(guān)系數(shù) R 建立起關(guān)系，只要能找到相關(guān)系數(shù)的具體函數(shù)，通過積分就可求出擴(kuò)散參數(shù)Y2(t)，污染物在湍流中擴(kuò)散問題就得到解決。湍流梯度輸送理論的基本假定是：由湍流所引起的局地的某種屬性的通量與這種屬性的局地梯度成正比，通量的方向與梯度方向相反，比例系數(shù) K 稱為湍流交換系數(shù)。二、湍流擴(kuò)散理論1. 湍流梯度輸送理論德國科學(xué)家菲克，在1855年發(fā)表了一篇題為“論擴(kuò)散”的著名論文。湍流有極強(qiáng)的擴(kuò)散能力。它的強(qiáng)度主要取決于大氣穩(wěn)定度。描述湍流運(yùn)動有兩種方法，一種是歐拉法，它在空間劃出一個控制體為對象，考察流體流經(jīng)它的情形，歐拉法注重于特定時刻整個流場及某定點(diǎn)不同時刻的流體運(yùn)動性質(zhì)。湍流強(qiáng)度有兩種表示法，一種是湍流強(qiáng)度(速度方差)，一種是相對湍流強(qiáng)度。分類（按成因）：熱力湍流（由于垂直方向溫度分布不均勻引起的，其強(qiáng)度取決于大氣穩(wěn)定度）和機(jī)械湍流（垂直方向上風(fēng)速分布不均勻及地面粗糙度引起的，其強(qiáng)度取決于風(fēng)速梯度和地面粗糙度。根據(jù)克拉伯龍方程，可推導(dǎo)出：體積和密度的表達(dá)式。三、燃燒產(chǎn)生的污染物燃燒產(chǎn)生的污染物主要有二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、煙、飛灰、金屬及氧化物等四、熱化學(xué)關(guān)系式l 發(fā)熱量高位發(fā)熱量（水蒸氣的氣化潛熱）和低位發(fā)熱量l 燃料燃燒設(shè)備的熱損失排放熱損失（612%；排煙帶走熱量；與排煙溫度和體積（正相關(guān)）有關(guān)）、不完全燃燒熱損失（化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒）、散熱損失第三節(jié) 煙氣體積及污染物排放量計算一、煙氣體積計算l 理論煙氣體積定義：在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積，以Vfg0表示。懸燃爐~~l 空然比有時也采用空燃比（AF）這一術(shù)語。爐子的空氣過剩系數(shù)燃燒方式煙煤無煙煤重油煤氣手燒爐和拋煤機(jī)爐~~一般把超過理論空氣量多供給的空氣量稱為過?？諝饬?，并把實(shí)際空氣量Va與理論空氣量Vao之比定義為空氣過剩系數(shù)α，即 （28）其中Q代表燃燒熱。由此可得燃料與空氣中氧完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式。適當(dāng)?shù)乜刂瓶杖急取囟?、時間和湍流度，是實(shí)現(xiàn)有效燃燒和低污染排放所必須的條件，評價燃燒過程和燃燒設(shè)備時，必須認(rèn)真地考慮這些因素?；旌铣潭热Q于空氣的湍流度。因此，在所要求的燃燒反應(yīng)速度下，停留時間將決定于燃燒室的大小和形狀。當(dāng)溫度高于著火溫度且放熱速率高于向周圍的散熱速率，從而能夠維持在較高的溫度時，才能使燃燒過程繼續(xù)進(jìn)行。各種燃料的著火溫度見表21。（2）、溫度條件 燃料燃燒時必須保證供應(yīng)與燃料燃燒相適應(yīng)的空氣量。第二節(jié) 燃料燃燒過程一、影響燃燒的主要因素l 燃燒過程及燃燒產(chǎn)物燃燒是可燃混合物的快速氧化并伴隨著能量釋放的過程；化石燃料完全燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水，但如果燃燒條件控制不佳，就產(chǎn)生一氧化碳和黑煙（主要是碳?xì)浠衔铮┑炔煌耆剂袭a(chǎn)物。三、天然氣天然氣是氣態(tài)的化石燃料，主要由甲烷（約85%）、乙烷（約10%）、丙烷3%等碳?xì)浠衔锝M成，還可能含有水蒸氣、二氧化碳、氮、氦和硫化氫等氣體。定義及符號表示。煤中硫的形態(tài)四種：有機(jī)硫、硫鐵礦硫（主要為黃鐵礦硫）、硫酸鹽硫和有機(jī)硫。l 分類：固體燃料（固體燃料燃燒困難，容易發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生的污染物量大）、液體燃料和氣體燃料（物理狀態(tài)）非常規(guī)燃料及常規(guī)燃料（煤、石油、天然氣等化石燃料）一、煤煤可分為褐煤（最低品位的煤）、煙煤和無煙煤（含炭量高）三大類。五、空氣污染指數(shù)及報告l 空氣污染指數(shù)分級及其濃度限值目前，計入API（Air Pollution Index）的項(xiàng)目有：PM二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。氣態(tài)大氣污染物分為總量控制區(qū)和非總量控制區(qū)。四、大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)l 制定原則和方法l 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)合理的協(xié)調(diào)和平衡實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)所需的代價與社會經(jīng)濟(jì)效益