第二节 粉尘的物理性质
5《大气污染控制工程》教案-第五章.
第五章颗粒物燃物控制技术基础为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节粉尘的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以颗粒的大小是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体，则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。
但实际上，不仅颗粒的大小不同，而且形状也各种各样。
所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。
下面介绍几种常用的粒径定义方法。
（1）用显微镜法．．．．观测颗粒时，采用如下几种粒径表示方法：①定向直径d F，也称菲雷待(Feret)直径；为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图5—1(a)所示。
②定向面积等分直径d M，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图5—1(b)所示。
③投影面积直径d A，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图5一l(c)所示。
若颗粒投影面积为A，则d A＝(4A／π)1/2。
根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的d F＞d A＞d M。
（2）用筛分法．．．测定时可得到筛分直径，为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
（3）用光散射法．．．．测定时可得到等体积直径d V，为与颗粒体积相等的球的直径。
若颗粒体积为V,则d V＝(6V ／π)1/3。
（4）用沉降法．．．测定时，一殷采用如下两种定义：①斯托克斯(stokes)直径d S，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
②空气动力学当量直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρp=1g/cm3）的球的直径。
斯托克斯直径和空气动力学当量直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
大气污染控制工程郝吉明课件及习题答案第五章
粉尘的润湿性
润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程 度的性质
润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、 含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的液体的表面张 力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。
dg exp(
ni lndpi ) N
对于频率密度分布曲线对称的分布，众径 d d 、中位径d 5 0
和算术平均直径 d L 相等 频率密度非对称的分布，dd d50 dL
单分散气溶胶，d L d g ；否则，
dL dg
粒径分布函数
用一些半经验函数描述一定种类气溶胶的粒径分布 正态分布
➢ 沉降法
✓ 斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相 同、沉降速度相等的球体直径
✓ 空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等 的单位密度（1g/m3）的球体的直径
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密 切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径
颗粒的直径
粒径的测定结果与颗粒的形状有关 通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度 圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表
对颗粒施加外力使颗粒相对气流产生一定位移并从气流 中分离
颗粒捕集过程中需要考虑的作用力：外力、流体阻力、 颗粒间相互作用力
➢ 外力：重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、 泳力等
➢ 颗粒间相互作用力：颗粒浓度不高时可以忽略
流体阻力
流体阻力＝形状阻力＋摩擦阻力
阻力的方向和速度向量方向相反
G 1exp[(dp )n] dp
第四章 除尘技术基础2
n Rdp exp d p
（a）
(b)
Rdp 10
式中：n——分布指数； β、β’——分布系数，并有：
n 'd R
ln10 ' 2.303'
对(b)两端两次求对数得：
lg 1 lg ' n lg dp lg R dp
通过因次分析，ζ是颗粒形状、颗粒与流体相对运 24 .5 1844 ρ/μ的函数，由实验测得的综合结 动雷诺数Ret=dut 0.0.6 Re t t 果在下图中示出。Re 对于球形颗粒的曲线，从图可看出，按Ret 值大 致分为三个区，各区内曲线所对应的ζ可分别用相 应的数学关系式表示。
R g fdp
dp dp dp
fd dp ，即f dp
dD dR d dp d dp
即：筛上分布为减函数；筛下分布为增函数。 在除尘技术中，筛上累积分布R比使用频度分布更为方便， 所以，在一些国家粉尘标准中多用R表示粒径分布。
以lgdp为横坐标，以lg 条直线，其斜率为n。 将中位径d50代入(a)式可求得 那麽R—R函数表达式为：
1 lg R dp
为纵坐标，可得一
ln 2 0.693 n n d 50 d 50
Rdp
n dp exp 0.693 d 50
3)罗率—拉姆勒分布：破碎筛分过程多服从此分
布
后两者分布为非对称性的。
(一)正态分布函数
f dp
dp d p 100 exp 2 2 2
《大气污染控制工程》教案-第五章
第五章颗粒物燃物控制技术基础为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节粉尘的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径1.单一颗粒粒径粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体．则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。
但实际上，不仅颗粒的大小不同．而且形状也各种各样。
所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径．简称为粒径。
下面介绍几种常用的粒径定义方法。
(1)用显微镜法观测顾粒时，采用如下几种粒径：i.定向直径d F，也称菲雷待(Feret)直径．为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图4—1(a)所示。
ii.定向面积等分直径d M，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图4—1(b)所示。
iii.投影面积直径d A，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图4一l(c)所示。
若颗粒投影面积为A，则d A＝(4A／π)1/2。
根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的d F＞d A＞d M。
(2)用筛分法测定时可得到筛分直径．为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
(3)用光散射法测定时可得到等体积直径d V．为与颗粒体积相等的球的直径。
若颗粒体积为V,则d V＝(6V／π)1/3。
(4)用沉降法测定时，一殷采用如下两种定义：i.斯托克斯(stokes)直径d S，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
ii.空气动力学直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的球的直径。
斯托克斯直径和空气动力学直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
粉尘的理化性质
粉尘的理化性质粉尘的理化性质是指粉尘本身固有的各种物理、化学性质。
粉尘具有的与防尘技术关系密切的特性有：密度、粒径、分散度、安息角、湿润性、粘附性、爆炸性、荷(带)电性、比电阻、凝并等。
一、粉尘密度粉尘密度有堆积密度和真密度之分。
自然堆积状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘堆积密度(或称容积密度)。
密实状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘真密度(或称尘粒密度)。
二、粉尘粒径粉尘粒径是表征粉尘颗粒大小的最佳代表性尺寸。
对球形尘粒，粒径是指它的直径。
实际的尘粒形状大多是不规则的，一般也用“粒径”来衡量其大小，然而此时的粒径却有不同的含义。
同一粉尘按不同的测定方法和定义所得的粒径，不但数值不同，应用场合也不同。
因此，在使用粉尘粒径时，必须了解所采用的测定方法和粒径的含义。
例如，用显微镜法测定粒径时，有定向粒径、定向面积等分粒径和投影面积粒径等；用重力沉降法测出的粒径为斯托克斯粒径或空气动力粒径3用光散射法测定时，粒径为体积粒径。
在选取粒径测定方法时，除需考虑方法本身的精度、操作难易程度及费用等因素外，还应特别注意测定的目的和应用场合。
在给出或应用粒径分析结果时，也应说明或了解所采用的测定方法。
三、粉尘分散度粉尘分散度即粉尘的粒径分布。
粉尘的粒径分布可用分组（按粉尘粒径大小分组）的质量百分数或数量百分数来表示。
前者称为质量分散度，后者称为计数分散度。
粉尘的分散度不同，对人体的危害以及除尘机现和采取的除尘方式也不同。
因此，掌握粉尘的分散度是评价粉尘危害程序，评价除尘器性能和选择除尘器的基本条件。
由于质量分散度更能反映粉尘的粒径分布对人体和除尘器性能的影响，所以在防尘技术中多采用质量分散度。
国内已生产出多种测定粉尘质量分散度的仪器，有不少单位已在使用。
四、粉尘安息角将粉尘自然地堆放在水平面上，堆积成圆锥体的锥底角称为粉尘安息角。
安息角也称休止角、堆积角，一般为35°-55°。
将粉尘置于光滑的平板上，使此平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度，为粉尘滑动角，一般为30°-40°。
大气 第3章 除尘技术基础
38
如果某种粉尘的粒径分布符合对数正态分布， 则无论是质量分布、粒径分布，还是表面分布：
他们的几何标准差бg相同； 频率密度分布曲线形状相同； 累积频率分布曲线在对数概率坐标图中为相互平行的 直线，只是沿粒径坐标移动了一个常量距离。
39
若用MMD表示质量中位直径，NMD表示个数中位直
值有关。
36
对这 数也 正是 态检 分验 布粉 的尘 一粒 种径 简分 便布 方 法是 。否 符 合
d15.9 d50 d84.1
37
对于对数正态分布，几何标准差的计算：
d 84.1 d 50 d 84.1 1 / 2 g ( ) d 50 d15.9 d15.9
几何标准差总是бg≥1。当бg=1时，则称为单分
dp dp
（ %）
22
最常用的有算术平均直径、中位直径、众径及几
何平均直径等。
23
三、平均粒径
平均粒径
几何平均直径 众径
算术平均直径 中位直径
24
1、算术平均直径 d L
所有颗粒直径之和与颗粒总粒数之比。
dL
式中
nd n
i i
i
ni——以di为中值的粒径间隔内的颗粒粒数；
∑nidi——颗粒群总长度； ∑ni——颗粒总粒数。
3
（1）定向直径dF (Feret直径)
为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度。
图4-1 用显微镜法观测颗粒直径的三种方法
4
（2）定向面积等分直径dM (Martin直径)：
为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二 等分的线段长度
图4-1 用显微镜法观测颗粒直径的三种方法
粉尘有哪此理化特性
粉尘有哪此理化特性粉尘是指在空气中悬浮的小颗粒状物质。
人们经常接触的粉尘种类非常丰富，包括食品粉尘、建筑工地的粉尘、化学品粉尘等。
由于粉尘的不同来源和组成，其理化特性也不尽相同。
本文将从粉尘的物理特性、化学特性、毒理学特性等方面进行详细介绍。
一、粉尘的物理特性1.粒径：粒径是粉尘最基本的物理性质之一。
根据粒径的不同，可以将粉尘分为细颗粒和粗颗粒，颗粒大小一般在0.01-100微米之间。
一般来说，细颗粒更容易深入人体肺部，对人体健康影响更大。
2.密度：粉尘的密度也是其另一个物理性质之一。
不同种类的粉尘的密度也不同，通常密度比较小的粉尘比较容易散布和飘散，因此，与高密度的粉尘相比，低密度粉尘更容易入侵人体呼吸系统。
3.形态：粉尘的形态也是其物理特性之一。
粉尘形态的不同可能导致其在空气中的分布和运动方式有所不同。
二、粉尘的化学特性1.元素成分：不同类型的粉尘的元素成分也不尽相同。
一些例子有，粮食、食品制造中的粉尘往往含有大量的淀粉，面粉等物质元素；工业化学品生产中的粉尘则可能存在着诸如汞、铬等有毒元素。
2.化学反应性：粉尘中的微小颗粒可能会对环境和人体产生化学反应。
例如，木尘可能会引发自燃、爆炸等现象；水泥生产过程中的矽灰粉可能会引起呼吸系统感染等健康问题。
三、粉尘的毒理学特性1.造成肺部损伤: 粉尘能够引起各种肺部问题，例如支气管炎、肺塌陷等。
一般来说，吸入颗粒少的大颗粒粉尘可能会造成上呼吸道的损伤，大量长期暴露于细颗粒粉尘中则可能会造成严重的肺部损伤。
2.导致过敏：粉尘还可能引起人体过敏反应。
学者发现，如麦麸、纤维物质等细颗粒尘埃容易引发呼吸系统过敏反应，长期吸入后可能会导致慢性过敏性哮喘等疾病。
3.致癌：一些颗粒粉尘，例如石棉、煤尘等，可能对人体造成永久损伤，并可能致癌，这是粉尘对人体健康造成最严重的影响之一。
综上所述，粉尘的理化特性非常复杂，不同类型的粉尘具有不同的物理、化学和毒理学特性，因此多方面地评估粉尘对人体健康的影响至关重要。
粉尘有哪些特性？
粉尘有哪些特性？
粉尘的性质可分为物理性质和分学性质。
1.粉尘的物理性质主要包括：
1.1粉尘的密度；
1.2外形与粒径分布；
1.3粉尘的比电阻、比表面积；
1.4粉尘之间或与其他物质表面之间的粘附性；
1.5粉尘的安眠角和滑动角；
1.6粉尘的含水率和润潮湿性；
1.7粉尘的爆炸性和放射性。
2.粉尘的化学性质主要包括：
2.1游离二氧化硅的含量；
2.2无机组分的含量，如Cr、Cd、Pb、Hg、Mn、Ni、Zn、Cu、Co、Mg，以及硝酸盐、氟化物、氰化物、砷化物等在粉尘中的含量；
2.3有机组分的含量，如油类、酚类、苯并[a]芘，多环芳烃等在粉尘中的含量。
3.了解粉尘的性质主要有以下两方面的意义：
3.1从卫生方面，粉尘中所含有毒物质的种类、含量；游离二氧化硅的含量；以及可吸入粉尘所占的比例，对人体和生物都有直接影响，通过对上述粉尘性质的了解，可以合理地确定粉尘在大气环境、车间环境等空气中的允许浓度，为技术设计供应依据。
3.2.从防尘方面，了解粉尘的性质，可依据粉尘的种类和特点，经济有效地设计除尘系统，合理地选择除尘设备的类型、规格及回收方法。
对易燃易爆的粉尘可实行防爆措施，以保证除尘系统平安。
第二章第三节 粉尘的特性
一、粉尘的物理性质
四、真实密度和堆积密度 真实密度：在密实堆积状态（粉尘颗粒之间没有任何空隙）下，单位体积粉尘
的质量。 堆积密度：在自然堆积状态下，粉尘颗粒之间的空隙体积与粉尘总体积之比称
为空隙率。 对于一种粉尘，其真实密度是定值，而堆积密度则会随着堆积状况、空隙率的
大小而变化。真实密度对于设计除尘器有意义，在设计料斗等容器时，使用堆积密 度。
一、粉尘的物理性质
五、粉尘的黏附性和凝聚性 黏附性：是粉尘黏附在物体表面或粉尘之间相互附着的现象。 影响粉尘黏附性的因素有范德华力、静电引力和毛细管力，一般认为，粉尘粒
径越小，水分越高、有显著导电性，黏附性越高。 黏附性的存在有利于粉尘的捕集，但带来的危害更多，如难以输送、堵塞管道
的数量所占总数量的百分比，粒径小的数量越多，表示分散度高，反之则表示分散 度低。
一、粉尘的物理性质
二、粒径和粒径分布 3.粒径分布 粒径分布的表示方法有列表法和图示法两种。 列表法是将粒径分成若干个区段，然后分别给出每个区段的颗
粒数或质量。 图示法是将不同粒径粉尘的百分比以图的方式展现的形式，如
饼图。 掌握粉尘分散度对防尘工作具有重要意义。粉尘分散度的数据
将颗粒投影面积二等分的线段长度。
一、粉尘的物理性质
显微镜法观察粉尘颗粒直径的三种方法
a-定向直径
b-定向面积等分直径
c-投影面积直径
一、粉尘的物理性质
二、粒径和粒径分布 1.单一粒径 （2）空气动力径：是指在静止的空气中，粉尘颗粒的沉降速度与密度为
1000kg/m³的球形颗粒沉降速度相同时的球形颗粒直径。 （3）斯托克斯粒径：是指在层流区内的空气动力径。 2.平均粒径 对于颗粒群体，因其粉尘的组成大小不一，往往用平均粒径表示粒径的大小。 （1）算术平均径：是指用粉尘粒径的总和除以粉尘的颗粒数。 （2）几何平均粒径：是指N个粉尘粒径的连乘积的N次方根。 （3）筛分粒径：是指用筛分的方法确定的粉尘粒径，是以粉尘颗粒可以通过的
《大气污染控制工程》教案-第五章
第五章颗粒物燃物控制技术基础为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节粉尘的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径1.单一颗粒粒径粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体．则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。
但实际上，不仅颗粒的大小不同．而且形状也各种各样。
所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径．简称为粒径。
下面介绍几种常用的粒径定义方法。
(1)用显微镜法观测顾粒时，采用如下几种粒径：i.定向直径dF，也称菲雷待(Feret)直径．为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影xx，如图4—1(a)所示。
ii.定向面积等分直径dM，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图4—1(b)所示。
iii.投影面积直径dA，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图4一l(c)所示。
若颗粒投影面积为A，则dA＝(4A／π)。
根据xx测定分析表明，同一颗粒的dF＞dA＞dM。
(2)用筛分法测定时可得到筛分直径．为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
(3)用光散射法测定时可得到等体积直径dV．为与颗粒体积相等的球的直径。
若颗粒体积为V,则dV＝(6V／π)。
(4)用沉降法测定时，一殷采用如下两种定义：i.斯托克斯(stokes)直径dS，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
ii.空气动力学直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的球的直径。
斯托克斯直径和空气动力学直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
综上所述，粒径的测定和定义方法可归纳为两类：一类是按颗粒的几何性质来直接测定和定义的，如显微镜法和筛分法；另一类则是按照颗粒的某种物理性质间接测定和定义的。
粉尘有哪些物理性质？
粉尘有哪些物理性质？
在环境工程中，为了控制粉尘污染，一般先要了解粉尘的各种物理性质：
(1)粒径分布，亦称分散度是指粉尘中各种粒径的粒子所占的百分比。
按粉尘颗粒数量计量的叫计数粒径分布，按重量计量的叫计重粒径分布。
(2)密度，即粉尘的质量与同体积的4℃水质量之比，排掉粉尘中的空隙之后测出的密度叫真密度，不排粉尘中空隙测出的密度叫假密度或堆积密度。
(3)比电阻，指粉尘本体与其表面化学膜电阻率之和。
(4)可磨性，指粒尘被研磨的难易程度，用待测粉尘与标准粉尘在相同条件下研磨消耗能量或时间之比值表示。
(5)安息角(静止角、自然倾角)，系指粉尘自然堆放在水平面上形成圆锥体的底角。
(6)粘度，系指粉尘之间一层对另一层的粘结力。
(7)亲水性，指粉尘与水接触时被水湿润的程度。
亲水性与粉尘本身的成分、粒度、荷电状态、温度等有关。
(8)爆炸极限，指粉尘在空气中遇有高温、明火等发生爆炸的最低质量浓度，如ú粉的爆炸极限为114.0g／m3。
(9)含水率，指单λ体积粉尘中含有水分的数量。
(10)比表面积，指单λ质量粉尘中含有的内表面积与外表面积之和。
(11)粉尘形状诸如片状、纤维状、球形等。
大气污染控制工程第三版期末复习考试重点
大气污染控制工程第三版期末复习考试重点《大气污染控制工程》复习要点第一章概论第一节：大气与大气污染1、大气的组成：干洁空气、水蒸气和各种杂质。
2、大气污染：系指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利，或危害了生态环境。
P3（名词解释/选择）3、按照大气污染范围分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。
4、全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。
P3（填空）5、温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。
P3第二节：大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。
P42、气体状态污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾3、对于气体污染物，有可分为一次污染物和二次污染物。
P54、大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。
P75、人为污染源有各种分类方法。
按污染源的空间分布可分为：点源、面源、线源。
P76、人为污染源：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源7、对主要大气污染物的分类统计：燃料燃烧、工业生产、交通运输和氮氧化物。
8、中国的大气环境污染以煤烟型为主，主要污染物为颗粒物、SO2第三节：大气污染的影响1、大气污染物侵入人体的主要三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气2、大气污染物的影响：①对人体健康的影响②对植物的伤害③对器物和材料的影响④对大气能见度和气候的影响第四节：大气污染综合防治1、大气污染综合防治：实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。
粉尘的理化性质
粉尘的理化性质粉尘是一种物质，指的是研磨、加工或燃烧过程中产生的固体颗粒，具有一定的理化性质。
了解粉尘的理化性质对于工业生产、环境保护和职业健康具有重要意义。
一、物理性质1.颗粒大小：粉尘的颗粒大小可以从几微米到数十微米不等，其中细小的粉尘颗粒容易漂浮在空气中，不易被人类肉眼观察到。
2.比表面积：粉尘的比表面积非常大，是固体粒子的体积与表面积之比。
相同物质的粉尘比表面积往往比同样物质的块材低几十倍甚至上百倍，比同样物质的液体高几百倍。
由于比表面积大，粉尘能够与空气或其他液体或气体充分接触，能够快速地吸收和释放热、质量和能量。
3.密度：不同物质的粉尘密度不同。
例如，纯铁的粉尘密度约为7.86克/立方厘米，而石墨的粉尘密度约为2.26克/立方厘米。
相同物质的粉尘密度往往比同样物质的块材低几十倍甚至上百倍，比同样物质的液体低几百倍。
4.电荷：粉尘颗粒可以很容易地带电，这是因为粉尘颗粒表面有很多的不同化学性质的官能团。
当粉尘颗粒与其他物质接触时，它们可以通过摩擦或静电感应带上正电荷或负电荷。
带电的粉尘颗粒会导致静电放电，从而引发爆炸或火灾。
二、化学性质1.反应活性：不同物质的粉尘有不同的反应活性。
例如，一些易燃物质的粉尘（如镁、铝）可以在空气中猛烈燃烧，一些化学物质的粉尘（如硫酸、氢氧化钠等）可以与水反应产生热量和气体，一些金属的粉尘（如铬、镍）可以与人体接触产生有害的化学反应。
2.化学性质：粉尘主要由化学式和分子组成的化学物质组成。
不同物质的粉尘具有不同的化学性质，包括颜色、味道、溶解性、稳定性、氧化还原性等。
有些物质的粉尘具有剧毒、腐蚀性或刺激性，而有些物质则具有较高的毒性。
三、健康影响1.吸入：由于粉尘具有极小的颗粒大小和大的比表面积，吸入粉尘很容易刺激呼吸道、引起肺炎或支气管炎等呼吸系统疾病，其中许多疾病不可逆转。
长期吸入粉尘会导致慢性肺部疾病，如尘肺、污染性肺部疾病等。
2.接触：对于一些有毒、易燃、易爆等物质的粉尘，接触粉尘可能引起化学反应、过敏或其它健康影响，如光敏性皮炎、化学性接触性皮炎等。
第二节 粉尘的物理性质
School of Energy and Environment, Southeast University
大气污染控制工程（上）
第二节 粉尘的物理性质
五、粉的性质（粉尘 对液体的亲和程度） 湿润性取决于液体的表面张力和粉尘的 物理、化学性质。
S 6 Sm (cm2 / g ) P V P d sv 式中：ρP 粉尘真密度，g/cm3。
School of Energy and Environment, Southeast University
大气污染控制工程（上）
第二节 粉尘的物理性质
以堆积体积表示的比表面积Sb：
School of Energy and Environment, Southeast University
大气污染控制工程（上）
第二节 粉尘的物理性质
化学爆炸---可燃粉尘的剧烈氧化作用，在瞬间产 生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温 度和压力。 爆炸条件---可燃物与氧气达到足够浓度； 能量足够的火源。
School of Energy and Environment, Southeast University
大气污染控制工程（上）
第二节 粉尘的物理性质
高压硅整流器
高温箱
测试台
主电极
School of Energy and Environment, Southeast University
大气污染控制工程（上）
第二节 粉尘的物理性质
七、粉尘的粘附性
---颗粒附着在固体表面或彼此相互附着的现象。
粘附现象会导致粉尘颗粒的凝并，有助于 粉尘的捕集，但也会堵塞输送管道。
粉尘的理化性质
将粉尘自然地堆放在水平面上，堆积成圆锥体的锥底角称为粉尘安息角。安息角也称休止角、堆积角，一般为35?-55?。将粉尘置于光滑的平板上，使此平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度，为粉尘滑动角，一般为30?-40?。粉尘安息角和滑动角是评价粉尘流动特性的一个重要指标。它们与粉尘粒径、含水率、尘粒形状、尘粒表面光滑程度、粉尘粘附性等因素有关，是设计除尘器灰斗或料仓锥度、除尘管道或输灰管道斜度的主要依据。
六、粉尘粘附性
粉尘之间或粉尘与固体表面(如器壁、管壁等)之间的粘附性质称为粉尘粘附性。粉尘相互间的凝并与粉尘在固体表面上的堆积都与粉尘的粘附性相关，前者会使尘粒增大，在各种除尘器中都有助于粉尘的捕集;后者易使粉尘设备或管道发生故障和堵塞。粉尘的含水率、形状、分散度等对它的粘附性均有影响。
七、粉尘磨擦性
八、粉尘爆炸性
在一定的浓度和温度(或火焰、火花、放电、碰撞、磨擦等作用)下会发生爆炸的粉尘称为爆炸危险性粉尘。爆炸危险性粉尘(如泥煤、松香、铝粉、亚麻等)在空气中的浓度只有在达到某一范围内才会发生爆炸，这个爆炸范围的最低浓度叫做爆炸下限，最高浓度叫做爆炸上限。粉尘的粒径越小，比表面积越大，粉尘和空气的湿度越小，爆炸危险性越大。对于有爆炸危险的粉尘，在进行通风除尘系统设计时必须给予充分注意，采取必要的防爆措施。例如，对使用袋式除尘器的通风除尘系统可采取控制除尘器入口含尘浓度，在系统中加入隋性气体(仅用于爆炸危险性很大的粉尘)或不燃性粉料，在袋式除尘器前设置预除尘器和冷却管，消除滤袋静电等措施来防止粉尘爆炸。防爆门(膜)虽然不能防止爆炸，但可控制爆炸范围和减少爆炸次数，在万一发生爆炸时能及时地泄压，
三、粉尘分散度
粉尘分散度即粉尘的粒径分布。粉尘的粒径分布可用分组(按粉尘粒径大小分组)的质量百分数或数量百分数来表示。前者称为质量分散度，后者称为计数分散度。粉尘的分散度不同，对人体的危害以及除尘机现和采取的除尘方式也不同。因此，掌握粉尘的分散度是评价粉尘危害程序，评价除尘器性能和选择除尘器的基本条件。由于质量分散度更能反映粉尘的粒径分布对人体和除尘器性能的影响，所以在防尘技术中多采用质量分散度。国内已生产出多种测定粉尘质量分散度的仪器，有不少单位已在使用。
粉尘的主要性质
粉尘的主要性质块状物粉破碎成细小的粉状微粒后，除了继续保持原有的主要物理化学性质外，还出现了许多新的特性，如爆炸性、荷电性等等。
在这些特性中，与除尘技术关系密切的，有以下几个方面：1．粉尘的密度粉尘密度──单位体积粉尘的质量称为粉尘密度, 单位为kg/m3或g/cm3。
根据是否把尘粒间空隙体积包括在粉尘体积之内而分为真密度和容积密度（表观密度）两种。
粉尘表观密度──自然状态下堆积起来的粉尘在颗粒之间及颗粒内部充满空隙，我们把松散状态下单位体积粉尘的质量称为粉尘的容积密度。
它是包括粉尘间空隙体积和粉尘纯体积计量的密度。
粉尘真密度──如果设法排除颗粒之间及颗粒内部的空气，所测出的在密实状态下单位体积粉尘的质量，我们把它称为真密度（或尘粒密度）。
它是排除了粉尘间空隙以纯粉尘的体积计量的密度。
两种密度的应用场合不同，例如研究单个尘粒在空气中的运动时应用真密度，计算灰斗体积时则应用容积密度。
粉尘的比重是指粉尘的质量与同体积水的质量之比，系无因次量，采用标准大气压，4℃的水作标准（质量为1 g／cm3），所以，比重在数值上与其密度（g/cm3）值相等。
2．粘附性粉尘相互间的凝聚与粉尘在器壁上的附着都与粉尘的粘附性有关。
粉尘的粘附性是粉尘与粉尘之间或粉尘与器壁之间的力的表现。
这种力包括分子力、毛细粘附力及静电力等。
粘附性与粉尘的形状、大小以及吸湿等状况有关。
粒径细、吸湿性大的粉尘，其粘附性也强。
尘粒间的粘附使尘粒增大，有利于提高除尘效率，而粉尘与器壁间的粘附则会使除尘器和管道堵塞和发生故障。
3．爆炸性能发生爆炸的粉尘称为可爆粉尘，如煤尘、亚麻粉尘、镁、铝粉尘等。
粉尘爆炸能产生高温、高压，同时生成大量的有毒有害气体，对安全生产有极大的危害，应注意采取防爆、隔爆措施。
固体物料破碎后，总表面积大大增加，例如每边长1cm的立方体粉碎成每边长1μ m的小粒子后，总表面积由6cm2增加到6m2，由于表面积增加，粉尘的化学活泼性大为加强。
粉尘与防尘技术关系密切的理化特性（二篇）
粉尘与防尘技术关系密切的理化特性粉尘的理化性质是指粉尘本身固有的各种物理、化学性质。
粉尘具有的与防尘技术关系密切的特性有：密度、粒径、分散度、安息角、湿润性、粘附性、爆炸性、荷(带)电性、比电阻、凝并等。
一、粉尘密度粉尘密度有堆积密度和真密度之分。
自然堆积状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘堆积密度(或称容积密度)。
密实状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘真密度(或称尘粒密度)。
二、粉尘粒径粉尘粒径是表征粉尘颗粒大小的最佳代表性尺寸。
对球形尘粒，粒径是指它的直径。
实际的尘粒形状大多是不规则的，一般也用粒径来衡量其大小，然而此时的粒径却有不同的含义。
同一粉尘按不同的测定方法和定义所得的粒径，不但数值不同，应用场合也不同。
因此，在使用粉尘粒径时，必须了解所采用的测定方法和粒径的含义。
例如，用显微镜法测定粒径时，有定向粒径、定向面积等分粒径和投影面积粒径等；用重力沉降法测出的粒径为斯托克斯粒径或空气动力粒径3用光散射法测定时，粒径为体积粒径。
在选取粒径测定方法时，除需考虑方法本身的精度、操作难易程度及费用等因素外，还应特别注意测定的目的和应用场合。
在给出或应用粒径分析结果时，也应说明或了解所采用的测定方法。
三、粉尘分散度粉尘分散度即粉尘的粒径分布。
粉尘的粒径分布可用分组（按粉尘粒径大小分组）的质量百分数或数量百分数来表示。
前者称为质量分散度，后者称为计数分散度。
粉尘的分散度不同，对人体的危害以及除尘机现和采取的除尘方式也不同。
因此，掌握粉尘的分散度是评价粉尘危害程序，评价除尘器性能和选择除尘器的基本条件。
由于质量分散度更能反映粉尘的粒径分布对人体和除尘器性能的影响，所以在防尘技术中多采用质量分散度。
国内已生产出多种测定粉尘质量分散度的仪器，有不少单位已在使用。
四、粉尘安息角将粉尘自然地堆放在水平面上，堆积成圆锥体的锥底角称为粉尘安息角。
安息角也称休止角、堆积角，一般为35-55。
将粉尘置于光滑的平板上，使此平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度，为粉尘滑动角，一般为30-40。
粉尘与防尘技术关系密切的理化特性
粉尘与防尘技术关系密切的理化特性粉尘是由微小颗粒物组成的固体颗粒，大小通常在几微米到几百微米之间。
粉尘对环境和人类健康都有很大的影响，因此进行防尘技术的研究和应用变得非常重要。
防尘技术是通过控制和减少粉尘的产生、传播和沉降来保护环境和人类健康的一系列措施。
下面将对粉尘的理化特性和与防尘技术的关系进行详细介绍。
1. 粉尘的物理特性粉尘的物理特性决定了其在空气中的传播和沉降方式。
粉尘的物理特性包括粒径大小、形状、密度和质量等。
粒径大小是粉尘最重要的物理特性之一，影响着粉尘在空气中的悬浮性和沉降速率。
较小的粉尘颗粒往往悬浮时间较长，易被风吹散，而较大的颗粒则较快沉降。
粉尘的形状也会影响其悬浮性，如球形颗粒和纤维状颗粒比起块状颗粒更容易悬浮在空气中。
此外，粉尘的密度和质量也会影响其在空气中的动力学行为。
2. 粉尘的化学特性粉尘的化学特性主要包括成分和反应性。
粉尘的成分决定了其对环境和人体的危害程度。
一些粉尘可能含有毒性金属、有机化合物等有害物质，对人体健康造成危害。
此外，粉尘的反应性也很重要，一些粉尘可能具有易燃、易爆的特性，容易引发火灾和爆炸。
3. 粉尘与防尘技术的关系粉尘的理化特性直接影响着防尘技术的研究和应用。
理解粉尘的物理特性，如粒径大小和形状，可以帮助工程师设计有效的粉尘控制设备，如过滤器、除尘器等，以减少粉尘的产生和传播。
例如，合理选择过滤器孔径大小，可以有效过滤掉不同粒径的粉尘颗粒，防止其进入室内空气。
粉尘的化学特性也对防尘技术起着重要的指导作用。
了解粉尘的成分和反应性，可以选择合适的防尘措施和个人防护装备，以最大程度地保护工人的安全和健康。
此外，粉尘的理化特性还对防尘技术的效果评价和监测有着重要影响。
通过对粉尘颗粒样本进行物理和化学特性的分析，可以评价防尘技术的效果和控制措施的有效性。
此外，对粉尘样本的定期监测可以及时发现和处理粉尘污染问题。
综上所述，粉尘的理化特性对防尘技术的研究、应用、效果评价和监测都有着重要的影响。
55粉尘的物理性质
含水率－水分质量与粉尘总质量之比
含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性 吸湿现象 平衡含水率
粉尘的润湿性
润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程
度的性质
润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、 含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的液体的表面张 力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。
以质量表示的比表面积
S 6 Sm (cm2 / g ) p V p d SV
以堆积体积表示的比表面积
S (1 ) 6(1 ) Sb (1 )SV (cm2 / cm3 ) V dSV
粉尘的含水率
粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的
与地面的夹角
滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动 时粉尘开始发生滑动的平板倾角
安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标 安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形 状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性
粉尘的比表面积
单位体积粉尘所具有的表面积
SV S 6 (cm2 / cm3 ) V dSV
分级效率与总效率的关系
由总效率求分级效率
S 3i g 3i g 3i i S1i gi g1i
i 1 i
S 2 i g 3i g 1 P 2i S1i gi g1i
Pg 2i / g3i
由分级效率求总效率
i g1i
i 1
i dG1 i q1dd p
中间温度，同时起作用
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2
粉尘的比电阻与温度的关系密切，常见的
温度---比电阻关系曲线如下图：
原 理？
一般粉尘ρd范围： 103Ω ⋅ cm −1014 Ω ⋅ cm 电除尘器适用范围： 104 Ω ⋅ cm −1010 Ω ⋅ cm 比电阻的测试方法： 工况法、实验法
种类：园盘法、针状法、疏状法
七、粉尘的粘附性
---颗粒附着在固体表面或彼此相互附着的现象。 粘附现象会导致粉尘颗粒的凝并，有助于
式中：S − −粉尘的平均表面积，c m 2； V − −粉尘的平均净体积，c m 3； dSV − −粉尘的表面积 − −体积平均直径，cm。
以粉尘质量表示的比表面积Sm：
Sm
=
S ρP ⋅V
=
6 ρ P ⋅ d sv
(cm2 / g )
式中：ρP − −粉尘真密度，g/cm 3。
1
以堆积体积表示的比表面积Sb：
综合以上粉尘的各种性质，在确 定除尘方案、设计除尘系统时要全面 考虑各种因素，充分利用有利因素， 避免不利因素。
3
本章要点：
; 粉尘真假密度的定义、作用及测试方法 ; 粉尘的湿润性对净化过程的影响 ; 粉尘比电阻的意义、影响因素及测试方法 ; 粉尘的粘附性以及对除尘过程的影响
4
二、 粉尘的安息角与滑动角
安息角——粉尘通过小孔连
续地下落到水平面上，堆积
成的锥体母线与水平面的夹
Ф
H
角（静止角、堆积角）
tg Φ = H
R
R
滑动角——自然对方在
光滑平板上的粉尘随平
板倾斜，粉体开始滑动
Ф
时的平板倾斜角。（静
安息角）
安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标 测定方法： 排出法、注入法、倾斜法
2. 堆积密度ρb（表观密度、假密度） 呈自然堆积状态的粉尘，单位体积之粉体质
量（包括颗粒间气体空间在内）。 对于同一种粉尘： ρb≤ρP
ρb=（1-ε）ρP
ε—粉体空隙率（与粉体种类、粒径大小、充 填方式有关）
ρP 用于选择除尘设备，研究尘粒在气流中的运动
ρb 用于储仓及灰斗容积设计，粉尘气力输送 系统设计。
安息角数据的作用：
用来设计除尘设备的灰斗角度、输尘管道的倾角。
三、 粉尘的比表面积
----单位体积或质量粉尘所具有的表面积
粉尘的比表面积是用来表示粉尘总体 细度的一种特性值。粉尘的细度大小，影 响到粉尘的一系列物理、化学性质。
以自身体积表示的比表面积Sv：
Sv = S = 6 (cm 2 / cm3 ) V d SV
化学爆炸---可燃粉尘的剧烈氧化作用，在瞬间产 生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温 度和压力。
爆炸条件---可燃物与氧气达到足够浓度； 能量足够的火源。
几类可燃粉尘： ① 在空气中自燃。锌、钴、黄磷粉、炭粉等；
② 触水后会自燃或爆炸。镁粉、碳化钙、碱金 属氧化物、生石灰等。 ③ 相 −通过粉尘层的电压，V ；
j − −通过粉尘层的电流密度 ，A/cm 2；
δ− −粉尘层的厚度，cm。
粉尘的导电机理：
容积导电：（T>200℃）粉尘靠本体内的电子或 离子导电； 表面导电：（T<100℃）粉尘表面吸附的水分和 化学膜导电。
粉尘的导电性能之所以用比电阻表示，是 因为粉尘的这种导电性与测定时的条件有关，如 气体的温度、成分、粉尘粒径、成分、松散度等。 因此，粉尘比电阻是一种仅可以相互比较的表观 电阻率。
第二节 粉尘的物理性质
除粉尘的形状和大小外，粉尘还具有许多不同 的物理、化学性质，这些理化性质直接影响到除尘 系统的设计和运行操作。
主要的几个物理参数为：密度、比表面积、含 水率、导电性、摩擦角、粘附性、爆炸性等。
一、 粉尘的密度
粉尘密度
真密度ρP 堆积密度ρb
1. 真密度ρP
将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得 的自身密度。
四、 粉尘的含水率
定义为：W = m W × 100% mW + md
m W − − 粉尘的含水量（g）； m d − −干粉尘质量（g）。
粉尘中的水分来自于附着于表面上及凹坑 处、细孔中的自由水分，结合水分。
粉尘的含水率影响粉尘的导电性、粘附性 和流动性。在设计除尘装置时要综合考虑。
五、粉尘的湿润性
——粉尘能否与液体附着或附着难易的性质（粉尘 对液体的亲和程度）
湿润性取决于液体的表面张力和粉尘的物 理、化学性质。 对于同一类粉尘，液体表面张力小，粉尘湿润性强；
粉尘的粒径、含水率、表面粗糙度、荷电性影 响到粉尘对同一种液体的湿润性。
亲水性粉尘 疏水性粉尘
水硬性粉尘：水泥、熟石灰、 白云石粉尘。
六、粉尘的荷电性及导电性
Sb
=
S
⋅ (1− ε
V
)
=
(1− ε )⋅ Sv
=
6(1− ε
d sv
) (cm2
/
g)
粉尘比表面积范围：1000cm2 / g − −10000cm2 / g
粉尘表面积S增加，溶解度增加，与空气反 应强烈，易自燃、自爆；
粉尘表面积S增加，吸附性增加，粉尘的稳 定性增强；
粉尘表面积S增加，可多吸附有害气体有利 于做吸附剂使用。
1. 荷电性 ---粉尘带电的性能
使粉尘带电的原因：
摩擦 碰撞 放射线照射 电晕放电 接触带电体等
粉尘的荷电量随温度及表面积的提高而 增加；随含水率的提高而降低。
2. 粉尘的比电阻ρd
ρd --表示粉尘的表观导电率，是恒量粉尘导电性 能的一个重要参数，用 Ω ⋅ cm 表示。
定义为：ρd
=
V j⋅δ
粉尘的捕集，但也会堵塞输送管道。
在气体介质中，固体颗粒 相互之间的粘附力：
范得华力（分子间吸引力） 静电力（库仑力） 毛细力
八、粉尘的自燃性和爆炸性
自燃性---粉尘在常温下自然发热达到该粉尘的燃 点而燃烧的现象。
自然发热的原因：
① 氧化热（金属粉尘、碳素粉尘、其它粉尘） ② 分解热（漂白粉、亚硫酸钠、赛璐珞等） ③ 聚合热（丙烯晴、苯乙烯等） ④ 发酵热（干草、饲料）