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污染物动力学基础
2013-7-31    来源:互联网    作者:无锡明基除尘器环保工程有限公司

本章提要

本章主要讨论空气污染物在其发生、传输和转化控制方面的一些机理。

掌握颗粒物在流体中运动所受的阻力及顆粒物做抛射运动、重力沉降时的基本运算,

了解颗粒物在惯性力、扩散力、电场力作用下运动机理,了解颗粒在凝并、附着与反弹以

及电泳、热泳、扩散泳、光泳等方面的基本概念:

掌握分子扩散的表达式及其物理含义.了解分子扩散反应方程的基本概念,了解分子

在多孔固体中扩散的主要过程.了解污染物相转变过程申的气液半衡、成核作用、蒸发等

的基本概念。

在研究空气污染控制过程中逐渐形成了一门研究污染物运动和变化的分支学科^污染物动力学,它是研究污染物发生、传输、转化、控制机理以及开发污染控制技术的理论

基础。

3.1颗粒的受力与运动

3.1.1颗粒流体中的运动阻力

在不可压缩的连续流体中,做稳定运动的颗粒必然受到流体阻力的作用。这种阻力由两种现象引起。一方面,由于颗粒具有一定的形状,做运动时必须排开其周围的流体,导致其前面的压力较后面大,产生了所谓的形状阻力。另外,颗粒与其周围流体间存在着摩擦,导致所谓的摩擦阻力。通常把两种阻力合并考虑在一起,称为流体阻力。流体阻力的大小决定于颗粒的形状、粒径、表面特性、运动速度及流体的种类和性质。阻力的方向总是和速度向量方向相反,其大小可按如下方程计算-

^'"2^ 1

式中―颗粒受到的运动阻力, ——阻力系数;

^―颗粒垂直于运动方向的最大断面积,III2; &——气体密度, V^颗粒与气体之间的相对运动速度,①: 颗粒在气体中受到的运动阻力,与颗粒的形状有关。实际上的污染物颗粒形状各异, 绝大多数形状很不规则,为了研究的方便,以下均以球形颗粒为基础。对于球形颗粒:&《卓^(式中4。―颗粒的直径,瓜。粒径小到接近气体分子运动平均自由程的顆粒在气体介质中运动时,其与气体分子的碰撞已不是连续发生的,有可能与气体分子相对滑动。这种情况下,颗粒在运动中受到的实际阻力就比按连续介质考虑的阻力要小:因此而进行的阻力修正,称为滑动修正或坎宁式中&―颗粒的密度,

做抛射运动的颗粒在阻力作用下逐渐减速,随着与气体的相对运动速度减小,受到的气体阻力也减小。所以,颗粒要达到完全静止需要经过无限长时间。抛射运动的颗粒由初始速度V。到静止的运动距离,称为抛射距离。

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