空气中粉尘粒径分布图
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
（ d P +σ ）范围内，即 2σ 范围内，包含了
68.26% 质量的颗粒。
即：d 50 −σ = d15.87 或：d 50 +σ = d 84.13
p (% / µm)
那么，就可以根据筛下 累积分布Ｇ来计算σ
在同一流体中，与颗粒密度相同、沉降速度 相等的球的直径。
1 6
π ds
3
ρ
P
g
=
1 π ds 3 ρ g 6
+
3πμ dsVs
1 6
ds
2 g (ρ P
−
ρ)
=
3Vs μ
ds = 18 μ Vs (ρP − ρ)g
F3 阻力 F2 浮力
F1 重力
② 空气动力学当量直径 da
在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度
1. 投影径---尘粒在显微镜下所观察到的粒径
① 定向直径dF（Feret径）：
尘粒投影面上二平 行切线之间的距离。
dF
Feret径
② 定向面积等分直径dM （Martin径）：
将颗粒投影面积二等分的定 向直线长度。 2. 几何当量径---取颗粒的某一 几何量(面积、体积）相同时的球
S1=S2 S1 S2
ln σ g = ⎢ ⎢⎣
1
ni ⋅
ln d Pi − d g
2⎤ ⎥
2
N −1
⎥⎦
对于对数正态分布，根据筛下累积分布G计算σg：
σg
=
d 84 .13 d 50
= d 50 d 15 .87
1
=
⎜⎜⎝⎛
大气颗粒物
技术目录
一、电站锅炉烟气排放控制关键技术
1、燃煤电站锅炉石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术：采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，在吸收塔内， 吸收剂浆液与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙（或氢氧化钙）以及鼓入的氧化空气进行 化学反应从而被脱除，最终脱硫副产物为二水硫酸钙即石膏。该技术的脱硫效率一般大于95%，可达 98%以上 ； SO2排放浓度一般小于100mg/m3，可达 50mg/m3以下。单位投资大致为150~250元/kW；运行成本一般低于 1.5 分/kWh。适用于燃煤电站锅炉。
研究表明，颗粒物的元素成分与其粒径有关。对Cl、Br、I等卤族元素，来自海盐的Cl主要在粗粒子中，而 城市颗粒物的Br主要存在于在细粒子中。来自地壳的Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti和Sc等元素主要在粗粒子 中，而Zn、Cd、Ni、Cu、Pb和S等元素大部分在细粒子中 。
颗粒物成分与其来源有关，可以根据污染物组分与颗粒物组分对比，来判断颗粒的来源 。
化学组成
大气颗粒物的化学成分包括：无机物、有机物和有生命物质。
一、无机物
用X一荧光光谱对PM2.5~10气溶胶样品进行元素分析，目前已发现的化学元素主要有铝(Al)、硅(Si)、钙 (Ca)、磷(P)、钾(K)、钒（V）、钛(Ti)、铁(Fc)、锰(Mn)、钡(Ba)、砷(As)、镉(Cd)、钪(Sc)、铜(Cu)、氟 (F)、钴(Co)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(zn)、锆(Zr)、硫(S)、氯(C1)、溴(Br)、硒(Se)、镓(Ga)、锗(GO、铷 (Rb)、锶(Sr）、钇(Y)、钼(Mo)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、锡(Sn)、锑(Sb)、碲(Te)、碘(I)、铯(CS)、镧 (La)、钨(W)、金(Au)、汞(H)、铬(Cr)、铀(U)、铪(H0）、镱(Yb)、钍(Th)、铕(Ta)、铽(Tb)等。细颗粒物中 还有各种化合物及离子、硫酸盐、硝酸盐等 。
第三章 粉尘与尘肺
生产性粉尘的行业来源
◆矿山开采业 ◆机械加工业 ◆冶金业 ◆建筑材料 ◆纺织工业 ◆筑路业：铁路公路修建中的隧道开凿及铺路。 ◆水电业：水利电力行业中的隧道开凿及运输。 ◆食品行业：有机物的加工 ◆其他:石粉加工行业;工艺品制作加工
2020/10/23
8
2020/10/23
9
2020/10/23
◆荷电尘粒易被阻留在肺内，易被巨噬细胞吞噬
2020/10/23
32
粉尘的爆炸性
易发生爆炸的粉尘为氧化速度快、分散度高、比表面 积大和带电荷的粉尘，在采样时必须使用防爆采样器。
常见爆炸物浓度
煤
35g/m3
镁
20g/m3
糖
10.3g/m3
聚乙烯
25g/m3
棉屑
50g/m3
铝、硫磺、淀粉 7g/m3
2020/10/23
农作物收获、谷物加工、木材加工、制糖业中的甘蔗粉尘
◆动物性粉尘
动物饲养及粪便处理，皮毛加工。
◆微生物粉尘
发霉干草及其他植物受潮时产生的真菌、内毒素均可携 带在粉尘中，空调器及其管道中的微生物也是近年来受
人们注意的有机粉尘的一种。 ◆人工有机粉尘
如炸药、有机燃料等粉尘。
应该注意的是，人们在生产活动中往往不只接触某一种粉尘， 如煤矿工人既接触煤尘，同时也接触矽尘；电焊烟尘中的成分
➢ 粒径较大、外形不规则坚硬的尘粒可导致呼吸道黏 膜的损伤；
➢ 进入肺泡的尘粒，在湿润的环境中，受肺泡表面活 性物质的影响，对肺泡的机械损伤并不明显。
粉尘的溶解度
◆有毒粉尘：溶解度愈高，对人体毒作用愈强； ◆无毒粉尘：溶解度愈高，对人体危害愈小。 ◆石英粉尘很难溶解，可在体内持续产生危害作用。 ◆呼吸道粘膜pH6.8-7.4,吸入的粉尘溶解，引起pH范围改变，
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
对应于除尘器的分级除尘效率为50%时的粒径 （代表除尘器性能的一个重要参数）。
二、 粒径分布（粉尘的分散度）
分散度---某种粉尘中，不同粒径范围内的 颗粒的个数（质量或表面积）所占的比例。
粒数分布---以颗粒的粒数所占的比例表示 质量分布---以颗粒的质量所占的比例表示 在除尘技术的研究中常采用质量分布表示粒径分散度 测定粉尘分散度的方法：
① 各向同长的粒子---尘粒在三向总长度大致相同。 ② 平板状粒子---二个方向上长度比第三个方向长得多。 ③ 针状粒子---一个方向上长度比另二个方向的长度长得多。
通常测定和定义粒径的方法有二类： 根据颗粒的几何性质直接测定和定义； 根据颗粒物理性质间接测定和定义。
1. 投影径---尘粒在显微镜下所观察到的粒径
2⎤ ⎥
2
⎢⎣
N −1
⎥⎦
式中： d Pi − −i粒径段的代表粒径；
ni − −i粒径段内粒子个数；
N − −粒子总数。
σ 当 d P 和 确定后，正态分布函数就确定了
如何确定 d P 和 σ 呢？
已知在正态分布时，d P = d L = d50 = dd
那么，唯一要确定的就是正态分布标准偏差 σ 了。
① 定向直径dF（Feret径）：
尘粒投影面上二平 行切线之间的距离。
dF
Feret径
② 定向面积等分直径dM （Martin径）：
将颗粒投影面积二等分的定 向直线长度。 2. 几何当量径---取颗粒的某一 几何量(面积、体积）相同时的球
S1=S2 S1 S2
dM
Martin径
形粒子的直径。
① 等投影圆直径dH （Heywood径）：
颗粒物的粒径及粒径分布
AIR POLLUTION CONTROL天津大学第八章8-1粉尘颗粒的粒径粉尘的粒径是指粒子的直径或粒子的大小，是粉尘的基本特征之一。
粉尘颗粒大小不同，不仅其物理、化学性质有很大差异，同时对除尘器的除尘机制和性能也有很大影响。
若颗粒为球形，则可以用其直径作为表示其大小的代表性尺寸。
粉尘颗粒的性状多是不规则的，一般用当量直径或粒子的某一特征长度表征。
a 面积等分径d M （Martin）指将颗粒的投影面积二等分的直线长度，与所取的方向有关，通常用于等分线与底边平行的情况。
b 定向径d F （Feret）尘粒投影面上两平行切线之间的距离，可取任意方向，通常取向与底边平行。
c 投影面积直径dA （Heywood）与颗粒投影面积相等的圆的直径d 长径d L 短径d l长径d L ，不考虑方向的颗粒最长的长度；短径d l ，不考虑方向的最短长度。
a b c dA 1=A 2A 1A 2d x d F d 1d L d A 1与颗粒体积相同的某一圆球体直径。
与尘粒的外表面积相同的某一圆球的直径。
与颗粒的外表面积与体积之比相同的圆球的直径。
等体积径d v 等表面积径d S体面积径与颗粒投影面L 的周长与圆的周长相同的圆直径。
周长径斯托克斯（Stokes）直径d s与被测颗粒的密度相同，并且在同一种流体中与颗粒终末沉降速度相同的球形颗粒的直径。
空气动力学当量直径d a在空气中与颗粒沉降速度相同的单位密度（ ρp=1g/cm3）圆球的直径。
粉尘粒径分布频率分布g （%） 当质量累积频率R =G ＝50%时,对应的粒径称为质量中位直径（MMD），记作d 50。
频率密度分布 f （%· μm -1）筛上累计分布R （%） 筛下累计分布G （%）粉尘粒径分布的表示方法列表法图示法函数法粒径分布测定和计算结果分组号粒径范围d p/μm间隔宽度Δ d p/μm 粉尘质量Δ m/g频率分布g/%频率分度f/(%· μm-1)筛上累计分布R/%筛下累计分布G/%16~1040.0120.30.07100210~1440.0982.30.5799.80.2314~1840.368.42.1097.52.5418~2240.6415.03.7589.110.9522~2640.8620.15.0374.125.9626~3040.8920.85.2054.046.0730~3440.818.74.6833.266.8834~3840.4610.72.6714.585.5938~4240.163.70.923.896.2粒径的频率分布(a)g20.015.010.05.0频率 g /%粒径 d p /μm06101418222630343842粒径的频度分布(b)f4.03.02.01.00频度 f /(%· μm -1)5.0123456789组粒径 d p /μm6101418222630343842粒径的累计频率分布( c )G80604020筛上累计R /%筛 下累计G /%100Δ d p粒径 d p /μm06101418222630343842d minRd 50d minΔ R 4Δ G 4频率密度f （ d p ）/(%· μm -1)020406080筛上累计R /%粒径 d p /μm8162432404856600.020.2151020406080909899.599.98R =15.9%R =G =50%R =84.1%d 50= d 0 = d paba 分布b 分布拐点σaσb正态分布曲线及特征数的估计对数正态分布曲线及特征数的估计频率密度f （ d p ）/(%· μm -1)4080120160筛下累计G /%粒径 d p /μm12462410399.9599.590G =15.9%G =R =50%G =84.1%d 50abab21g σg21g σg200筛上累计R /%0.050.521040809899.999.989880602020.10.028101681022468频率密度f （ d p ）/(%· μm -1)10203050100150200230abd 50d dd 1d p /μm。
第五章--颗粒污染物控制技术基础
第五章颗粒污染物控制技术基础第一节颗粒的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～100μm的粒子。
颗粒的大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
实际颗粒的形状多是不规则的，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.显微镜法定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径（ Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM）显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径2.筛分法筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度（筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数）3.光散射法等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径4.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/cm3）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面积之比Φs（Φs<1）正立方体Φs＝0.806，圆柱体Φs＝2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)某些颗粒的圆球度二、粒径分布粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例，也称粒子的分散度。
有个数分布、表面积分布、质量分布等，除尘技术中多采用质量分布。
粒径分布的表示方法有列表法、图示法和函数法。
大气污染控制工程-第五章
用一些半经验函数描述一定种类粉尘的粒径分布
正态分布
➢ 频率密度
p(dp)
1 2π
exp[
(dp dp
2 2
)2
]
➢ 筛下累积频率
F (dp )
1 2π
dp 0
exp[
(d
p d 2 2
p
)
2
]dd
p
➢ 标准差
[ ni (dpi dp )2 ]1/ 2
N 1
粒径分布函数
正态分布（续）
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，还与液体的表面张力及尘 粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。
粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降
润湿速度－
v20
L20 (mm/min) 20
润湿性是选择湿式除尘器的主要依据
粉尘的荷电性和导电性
nidpi ni
fidpi
表面积平均直径
dS
[ nidpi2 ni
]1/ 2
(fidpi2 )1/ 2
体积平均直径
dV
[ nidpi3 ]1/ 3 ni
(fidpi3 )1/ 3
体积－表面积平均直径
dSV
ni d pi 3 ni d pi 2
f i d pi 3 f i d pi 2
平均粒径（续）
CD
18.5 Rep0.6
典型温度－比电阻曲线
粉尘的粘附性
粘附和自粘现象 粘附力－克服附着现象所需要的力 粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力） 断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力
除以其断裂的接触面积 分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性 粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性
第五章颗粒污染物控制技术基础
第五章颗粒污染物控制技术基础第一节颗粒的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～100μm的粒子。
颗粒的大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
实际颗粒的形状多是不规则的，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.显微镜法定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径（ Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM）显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径2.筛分法筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度（筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数）3.光散射法等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径4.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/cm3）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面积之比Φs（Φs<1）正立方体Φs＝0.806，圆柱体Φs＝2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)某些颗粒的圆球度二、粒径分布粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例，也称粒子的分散度。
有个数分布、表面积分布、质量分布等，除尘技术中多采用质量分布。
粒径分布的表示方法有列表法、图示法和函数法。
污染源及微粒子分布(共24张PPT)
1.0微米
102 个/cm3
255 day
2.4大气菌浓度
空气微生物如细菌、病毒、真菌、花粉、藻类和噬菌体等 是重要的空气污染源。空气中无固有的微生物群系。因为 一般情况下空气中缺少微生物直接可利用的养科，不能在 空气中生长繁殖。空气微生物群是由暂时悬浮于空气中的 尘埃携带着的微生物所构成。因此从这个意义上讲，空气 微生物都是自然因素和人为因素污染的结果。一般情况下 ，空气微生物来源于土壤、灰尘、江河湖海、动物、植物 及人类本身。
固体雾〔fume〕由燃烧升华、熔融蒸发产 生，粒径大致在1微米以下。
烟〔smoke〕由不完全燃烧产生，粒径大致在0.5
微米以下。
液态物质： 液态雾(mist)由蒸汽凝结或化学反响生 成，粒径小于10微米。 液体雾〔smog〕由水汽凝结在固体烟粒
上 形成，是fog和smoke的混合物
。 气态物质：
气体〔gas〕如SO2、CO、 CO2、NO2 蒸汽〔vapor〕尺度大致在0.1～
2.污染源与微粒子分布
2.1污染源及其传播 2.2空气中的微粒子分布 2.3大气尘及其特性 2.4大气菌浓度
2.1污染源及其传播
2.1.1污染源 在洁净技术中它们可以是化学反响形成的 腐蚀或变质，也可以是因摩擦而产生的外 表破坏；或者是材料的纯度、光性能或电 性能的改变，以及生物机体的变质。 要控制的对象:有害微粒子、微量物质、能 量〔振动等〕、磁场、电位、热、光、辐 射等。
2.2空气中的微粒子分布
人
微粒的大小及粒径分布 躯体一般活动时的发菌量为 150-1000个/min.
空气微生物群是由暂时悬浮于空气中的尘埃携带着的微生物所构成。 烟〔smoke〕由不完全燃烧产生，粒径大致在0.
大气污染控制及设备运行3-2粉尘的粒径及粒径分布
第三章 颗粒污染物控制技术
第2讲 粉尘的粒径及粒径分布
一、粉尘的粒径 ——单一粒径
1、投影径：投影径是用显微镜观测颗粒时所采 用的粒径。
（有五种表示方法：长径、短径、定向直径、定向面 积等分径、圆等直径 ）
2、几何当量径：取与颗粒的某一几何量（面积、 体积）相同的球形颗粒的直径为其几何当量径。
dg n d1 d2 dn 平方根
粒径分布
蒸发、各种粒径的 比较
吸收、吸附、能见 度
平均立 方根粒
径
nd 3
d3 3
n
将总体积除以总个数取其 立方根
二、粉尘的粒径 ——平均粒径
名称
计算公式
物理意义
应用范围
平均立 方根粒
径
nd 3
d3 3
n
面积长度 平均径
nd 2
d sl
l-称量盘，2-沉降瓶，3-天平横梁，4-光源， 5-反光镜，6-光电二极管，7-放大镜， 8-驱动装置，9-记录装置，10-加载装置
沉降曲线
四、粉尘粒径分布的测定方法
4.液体沉降法：仪器分析结果部分显示
四、粉尘粒径分布的测定方法
5.气体沉降法：
使尘粒在气体介质中进行沉 降的测定方法。
离心分级机带有一套节流片， 可以改变分级机的风量。
d p
（3）筛上累积频率分布R（%）：简称筛上累积分布。
指百大分于数某R 一 d粒dmpaxg径 dddmppax的 全gdp 部 颗dp 粒 d质dmpax f量 占dp 尘样总质量的
（4）筛下累积频率分布R（%）：与筛上累积分布
三、粉尘的粒径分布
2.图示法
三、粉尘的粒径分布
Байду номын сангаас
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
气溶胶力学第一章6-7
G=
∞
0
p
pd (d p
∫ )
0
d 3 p pd (d p )
然而在某些情况下这些转换在实际工作中不容 易做到。
为了充分表达气溶胶粒子的粒径分布， 为了充分表达气溶胶粒子的粒径分布，我们所寻 求的函数通常必须具有下列性质： 求的函数通常必须具有下列性质：
（1）当
d p → 0, p = q = F = G → 0,
7.2 对数正态分布 经常用来描述环境空气中的气溶胶和生产过 程中发生的粉尘， 程中发生的粉尘，应用起来还是相当方便 的。 我们规定参数µ为直径 的对数， 为直径dp的对数 我们规定参数 为直径 的对数，即
u = ln d p
p= dF (d p ) dd p dF (u ) du = ⋅ du dd p
0.1
质量筛下累积分G 3.2×10- 3.03×10-3 5 布
图1.1 粒子分布直方图
6.2 密度分布 数量密度分布 p 和质量密度分布 为
q 分别定义
fi dF p= = ∆d p dd p
式中
gi dG q= = ∆d p dd p
——数量筛下累积分布； F ——质量筛下累积分布。 G 各区间的密度分布计算结果列于表1.5中，由此 结果可绘出密度分布图1.2。
图1.2 数量密度和质量密度分布图
6.3 累积分布 数量筛下累积分布 F 和质量筛下累积分布 分别 G 定义为
F = ∑ fi = ∫
i =1
j
j
dp
0
pdd p
G = ∑ g i = ∫ qdd p
dp i =1 0
有定义可知，筛下累积分布是指包括某一粒径 dp 的所有粒子的质量（或数量）占总质量（或数 量）分数。根据已有数据，可得数量筛下累积 分布 F 和质量筛下累积分布 G ，见表1.5和 图1.3。
粉尘粒径及粒径分布
粉尘粒径及粒径分布粉尘颗粒的大小不同，它的物理、化学特性不同，不但表现出对人和环境的危害不同，而且对除尘器的除尘性能影响很大，因此粉尘的大小是除尘技术中的基本特性。
对粉尘大小的意义及表示方法要有明确的定义。
一、粉尘的结构与形状粉尘由于产生的方式不同而具有不同的形状与结构。
1、单颗粒的结构形态粉尘颗粒只有少数情况下呈圆球形（植物花粉、苞子等）或其它规则形状。
对于不规则形状的尘粒则可分为：（1）各向线性尺度相同的粒子—如正多边形、正立方体等。
（2）平板状粒子―两个方向上的长度比第三个方向上的要长得多，如薄片状、叶片状、鳞片状。
（3）针状粒子―一个方向上的长度比另两个方向上的要长得多。
2、聚合体的形状聚合体一般都是由两个或两个以上乃至几百万个颗粒聚合而成。
原生粉尘颗粒愈小，聚合体在气体中出现愈明显。
随着原生颗粒粒径的减小，颗粒随机波朗运动而凝聚的可能性愈大，凝聚后聚合体强度也增高，抗紊流扩散的作用也很强，一般来说，高分散度的原生颗粒系统都聚成聚合体，作为单一颗粒继续存在的很少，聚合体的形状一般为两类。
（1）各向同长（2）线状链3、球形系数在确定颗粒群的平均粒径和研究颗粒的空气动力学行为时，一般皆将颗粒假定为球形进行分析的。
对于非球形的不规则的颗粒，通常采用“球形系数”的概念来表示它们与球形颗粒不一致的程度，或用来对按球形颗粒得到的理论公式进行必要的修正。
球形系数：系指同样体积球形粒子的表面积与实际表面积之比。
对于球形粒子＝1，而对于非球形粒子永远小于1。
例如，正八面体＝0.846，正立方体＝0.806，正四面体＝0.670，正圆柱体＝2.62（l/d）2/3（1+2l/d），其中d表示圆柱体直径，l表示圆柱体长度。
由实验测得的某些物料的值给在表3-1中。
表3-1 颗粒的球形度二、粉尘的粒径粉尘颗粒的形状，一般是很不规则的，只有少数呈规则的结晶体形状或呈球形。
对于球形颗粒，可以用球的直径为颗粒大小的代表性尺寸，并称为粒径。
颗粒污染物控制技术基础
颗粒污染物控制技术基础第五章颗粒污染物控制技术基础颗粒的粒径及粒径分布粉尘的物理性质净化装置的性能颗粒捕集理论基础颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径粒径：颗粒的直径用以表征颗粒大小的代表性尺寸）定向直径dF也称Feret直径为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度）定向面积等分直径dM也称Martin直径为各颗粒在投影图中按同一方向将投影面积二等分的线段长度）投影面积直径dA也称Heywood直径为与颗粒投影面积相等的圆的直径dA=(Aπ)上述直径是用显微镜法观测得到一般dMdAdF）筛分直径用筛分法测得为颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度）等体积直径dV用光散射法测得为与颗粒体积相等的圆球的直径一般dV=(Vπ)）Stokes直径ds用沉降法测定为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球的直径）空气动力学当量直径da用沉降法测定为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρp=gcm）的圆球的直径。
圆球度：用以表示颗粒形状与圆球形颗粒不一致的程度等于颗粒体积相等的圆球的表面积和颗粒的表面积之比以фs表示。
某些颗粒的圆球度粒径分布粒径分布是指不同粒径范围内的颗粒个数（质量或表面积）所占的比例个数分布：以颗粒的个数表示所占的比例质量分布：以颗粒的质量表示所占的比例表面积分布：以颗粒的表面积表示所占的比例个数分布）个数频率：第i间隔中的颗粒个数ni与颗粒总个数∑ni之比（或百分比）即）个数筛下累积频率：小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）即）个数筛上累积频率：大于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。
）个数频率密度：单位粒径间隔（μm）的频率分布。
众径dd指频度最大时所对应的粒径中位粒径d（NMD）指累积频率等于％时对应的粒径。
质量分布）质量频率）质量筛下累积频率）质量频率密度平均粒径）算术平均粒径）表面积平均直径）体积平均直径）表面积体积平均直径）几何平均直径对于对称的频度分布对于非对称分布则对于单分散气溶胶粒径分布函数）正态分布正态分布是最简单的分布函数频率密度筛下累积频率标准差正态分布的累积频率分布曲线）对数正态分布以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线对数正态分布的累积频率分布曲线）罗辛拉姆勒公式（Rosin－Rammler）若设得到一般多选用质量中位径或判断是否符合R－R分布应为一条直线R－R的适用范围较广特别对破碎、研磨、筛分过程产生的较细粉尘更为适用分布指数n时近似于对数正态分布n时更适合于正态分布粉尘的物理性质粉尘的密度单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度单位kgm或gm真密度ρp：根据粉尘自身真实体积（净体积）计算的密度堆积密度ρb：根据粉尘堆积体积计算的密度空隙率ε：粉体颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉体的总体积之比粉尘的安息角与滑动角安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上自然堆积成一个圆锥体圆锥体母线与水平面的夹角即为安息角也称移动安息角、休止角或堆积角一般为°～°滑动角：自然堆放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时的平板倾斜角一般为°～°影响粉尘安息角和滑动角的因素主要有：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度。
粉尘粒径分布测定实验报告(一)
粉尘粒径分布测定实验报告(一)
粉尘粒径分布测定实验报告
实验目的
了解粉尘的粒径分布规律，掌握测量粉尘粒径分布的方法。
实验原理
粉尘的粒径分布可通过激光粒度分析仪测出。
在此实验中，选择激光粒度分析仪，该仪器通过可见光激光器照射样品，利用样品中散射的光信号，推算出样品的粒径分布。
实验步骤
1.将样品放入激光粒度分析仪的样品槽中；
2.打开激光粒度分析仪，进行预热，直到稳定；
3.点击“开始测量”按钮，等待数分钟，直到测量结果出现；
4.查看测量结果，了解样品的粒径分布情况。
实验结果
样品的粒径分布如下：
粒径（μm）数量（个）
0.1 120
0.2 180
0.3 200
0.4 150
0.5 100
0.6 80
0.7 50
结论
从上表可知，样品的粒径主要分布在0.2~0.4μm之间，且粒径分布越往两侧越稀疏。
实验注意事项
1.操作仪器时要注意安全，避免损坏仪器和伤害人身安全；
2.样品放入槽中时要均匀分布；
3.测量结果的可靠性取决于样品的品质和仪器的准确性。
实验感想
通过本次实验，我了解了如何使用激光粒度分析仪测量粉尘的粒径分布，并深刻认识到粉尘对人体健康和环境的危害。
同时，实验过程中注意了操作仪器的安全问题，加强了对粉尘测量的认知。
本次实验还帮助我加深了对数据处理和结果分析的理解，以及有效地总结和归纳实验结果的能力。
在今后的科研实践中，我将深入学习粉尘测量技术的原理和方法，并在实验中不断探索与尝试，提高实验技能和数据处理能力，为相关领域的研究和应用贡献自己的力量。
粉尘的主要性质
粉尘的主要性质下几个方面：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、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。
某些在堆积状态下不易燃烧糖、面粉、煤粉等，当它以粉末状悬浮于空气中时，与空气中的氧有了充分的接触机会，在一定的下，可能发生爆炸。
设计除尘系统时，必须高度注意。
爆炸性粉尘在空气中，只有在一定浓度范围内才能发生爆炸。
能发生爆炸的最高浓度叫爆炸上度叫爆炸下限。
烟气的除尘技术-
■ 质量比表面积为，
■ 对于颗粒群的净体积比表面积为，
■ 颗粒群的质量比表面积为，
:尘粒的平均表面积(cm2)； :尘粒的平均净体积；
:尘粒的体积表面积平均直径，尘粒群总净体积与 总表面积之比(cm)；
:尘粒的卡门形状系数，对于球形颗粒＝1。
6 . 1 . 2 . 3 粉尘的浸润性
小的最佳的代表性尺寸，作为粒子的粒径。 ■ 单一粒径：代表单个粒子大小的单一粒径。 ■ 平均粒径：代表由各种不同大小的粒子组成
的粒子群的平均粒径 。
1．单一粒径
1)投 影 径 : 用显微镜法直接观测粒子 ■ 选择相对两边两根平行线间的最大距离l 称为
长径，垂直于长径方向的最大距离b称为短径，
垂直于投影面方向的最大距离δ称为厚度。
(3)筛上累计频率分布，简称筛上累计分布，用R(％) 表示，是大于某一粒径dp的全部粒子质量占尘样总质 量的百分数。
反之，小于粒径dp的全部粒子质量占尘样总质量的百 分数称为筛下累计频率分布，用D(％)表示，简称筛 下累计分布。 D与R的关系：D=1-R
2．函数法表示粒径分布
■ (1)正态分布 ■ (2)对数正态分布,函数表达式为
ηT(1-n)=1-[ ( 1 - ηT1)(1-ηT2)…(1-ηTn)] ηT1，ηT2，ηTn分别为第一、第二、第n级
除尘器的除尘效率。 ■ 2）通过率
除尘装置出口粉尘量与进口粉尘量的百分比，
3．分级除尘效率
■ 按粉尘粒径或粒径范围来标定除尘器的效率。 ■ 分级效率表示，
■ 粒径为 范围内颗粒的分级通过率 ■ 分级效率和总效率的关系 1.分级效率求总效率：
2. 粉尘的导电性 ■ 粉尘的比电阻是指面积为1cm2、厚度为1cm的粉尘层
工业通风 通风排气中粉尘的净化
17
《工业通风》
第四章 通风排气中颗粒物的净化
粒径分布的表示方法：列 表法、图示法和函数法。
函数法：运用概率论或近 似 函 数 的 方 法 找 出 f(dc) 数 学表达式，有正态分布函 数、对数正态分布函数等。
表 两种粉尘的粒径分布
粉尘名称
石英粉 铸砂
0 ~ 5m
10.4 9.9
粒 径 分 布 （％）
5 ~ 10m 10 ~ 20m 20 ~ 40m 40 ~ 60m
14.0
19.6
22.4
14.9
26.5
32.4
19.2
5.3
60m
19.6 6.7
18
《工业通风》
第四章 通风排气中颗粒物的净化
粉尘的粒径频率分布直方图
粉尘粒径的相对频率分布曲线 消除因粒径间隔△dc的取法不同
所造成的曲线形状的差异
自燃温度低于250℃，燃 烧发火的下限浓度高于
烟草粉
65g/m3
自燃温度高于250℃，燃 Ⅳ 有火灾危险的粉尘 烧发火的下限浓度高于 锯末
65g/m3
9
《工业通风》
第四章 通风排气中颗粒物的净化
四.比表面积
单位质量(或体积)粉尘具有的总表面积。cm2/g
比表面积与粒径成反比，粒径越小，比表面积 越大。比表面积增大，强化了表面活性。
爆炸下限（g/m3） 35 20 25 40 33 83
1977年美国密西西比河岸的一个谷物储存筒仓发生粉尘爆炸，36死9伤； 1987年哈尔滨亚麻纺织厂发生爆炸， 54死1821伤； 2010年秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司发生爆炸，21死47伤； 2011年富士康旗下成都鸿富锦公司抛光车间发生铝制粉尘爆炸，2死16伤； 2012年温州市瓯海区一抛光车间发生铝粉尘爆炸， 13死15伤。 2014年8月2日昆山“8·2”特别重大铝粉尘爆炸事故 ,146人死亡。
空气中粉尘粒径分布图
算术平均数
中位径
众径
几何平均径
极差
标准差
特征数大小
0.53
0.4
0.2
0.46
2.612.361871.23（一）原始数据记录
1．放大倍数为250的显微镜中目镜刻度尺每格所代表的长度为4um。
2．将粉尘粒子投影径大小的测定结果列于下表。
序号
格数
粒径um
频数
1
0.05
0.2
42
2
0.1
0.4
18
3
0.2
0.8
11
4
0.25
1.0
7
5
0.3
1.2
3
6
0.35
1.35
2
7
0.4
1.6
4
8
0.7
2.8
1
（二）实验数据的处理
32.40%
67.60%
4
0.7-0.9
0.8
11
12.50%
80.10%
19.90%
80.10%
5
0.9-1.2
1
7
8%
88.10%
11.90%
88.10%
6
1.2-1.5
1.2/1.35
5
5.60%
93.70%
6.30%
93.70%
7
1.5-1.7
1.6
4
4.50%
98.20%
1.80%
98.20%
筛上累计频率曲线01020304050123456789频数组序频数图频数0005000100000246101216203040506070频率粒径um直方图频率0002000400060008000100000204008112135162865筛上累计数值组重点筛上累计筛上累计筛下累计频率分布粉尘的特征数粉尘的特征数特征数种类表征粉尘集中趋势的特征数表征粉尘离中趋势的特征数表征粉尘粒径分布不对称程度的偏度特征数a3算术平均数中位径众径几何平均径极差标准差特征数大小0
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．将粉尘粒子投影径大小地测定结果列于下表.
序号
格数
粒径
频数
（二）实验数据地处理
按教材中所述粉尘粒径分布地计算方法，将数据整理成下表形式.
粉尘粒径分布表
组序
粒径范围()
组中点
频数
频度
相对频度
筛上累计
筛下累计
根据上表整理地数据，画出粒径分布地直方图、频数曲线及累计频率曲线如下两幅图所示：
按教材中地计算方法得出粉尘地特征数，整理成下表.
筛上累计频率曲线
筛下累计频率分布
粉尘地特征数
粉尘地特征数
特征数种类
表征粉尘集中趋势地特征数
表征粉尘离中趋势地特征数
表征粉尘粒径分布不对称程度地偏度特征数
算术平均数
中位径
众径
几何平均径
极差
标准差
特征数大小