环境工程原理1

6.8 采用平流式沉砂池去除污水中粒径较大的颗粒。如果颗粒的平均密度为2240kg/m3，沉淀池有效水深为1.2m，水力停留时间为1min，求能够去除的颗粒最小粒径（假设颗粒在水中自由沉降，污水的物性参数为密度1000kg/m3，黏度为1.2 ×10-3Pa·s）。

解：能够去除的颗粒的最小沉降速度为ut?h/t沉?1.2/60?0.02m/s 假设沉降符合斯克托斯公式，则ut?18?ut18?1.2?10??P?3???gdP18?2

所以dP???P???gdput????0.02?2240?1000??9.81?4?1.88?10?4m

检验Rep?1.88?10?0.02?1000?3?1.2?10?3.13?2，假设错误。

假设沉降符合艾伦公式，则ut?0.27所

ut012??P???gdPRep0.6? 以

dp???1??p???gdput???1?00?1??2???3?0???.?????2??4m

..检验Rep?2.12?10?4?0.02?1000?3?1.2?10?3.5，在艾伦区，假设正确。

所以能够去除的颗粒最小粒径为2.12×10-4m。

6.9 质量流量为1.1kg/s、温度为20℃的常压含尘气体，尘粒密度为1800kg/m3，需要除尘并预热至400℃，现在用底面积为65m2的降尘室除尘，试问

（1）先除尘后预热，可以除去的最小颗粒直径为多少？

（2）先预热后除尘，可以除去的最小颗粒直径是多少？如果达到与（1）相同的去除颗粒最小直径，空气的质量流量为多少？

（3）欲取得更好的除尘效果，应如何对降尘室进行改造？

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（假设空气压力不变，20℃空气的密度为1.2kg/m3，黏度为1.81×10-5Pa·s，400℃黏度为3.31×10-5Pa·s。）

解：（1）预热前空气体积流量为qV?1.11.2降尘室的底面积为?0.917m/s，

365m2

所以，可以全部去除的最小颗粒的沉降速度为ut?qVA?0.91765?0.0141m/s

假设颗粒沉降属于层流区，由斯托克斯公式，全部去除最小颗粒的直径为

dp,min???18?utp???g?18?1.81?10?5?0.0141?1800?1.2??9.81?1.61?10?5m?16.1μm

检验雷诺数

Rep??dput??1.2?1.61?10?5?0.0141?51.81?10?0.015?2 假设正确

（2）预热后空气的密度和流量变化为

??1.2?293273?400?0.522kg/m3，体积流量为qV?qVA?1.10.522?2.11m/s3

可以全部去除的最小颗粒的沉降速度为ut?2.1165?0.0325m/s

同样假设颗粒沉降属于层流区，由斯托克斯公式，全部去除最小颗粒的直径为

dp,min???18?utp???g?18?3.31?10?5?0.0325?1800?0.522??9.81?3.31?10?5m?33.1μm

检验雷诺数

Rep?dp?16.1μm?dput??0.522?3.31?10?5?0.03253.31?10?5?0.017?2假设正确

的颗粒在400℃空气中的沉降速度为

2put???p???gd18???1800?0.522??9.81??1.61?1018?3.31?10?5?5?2?0.00768m/s

要将颗粒全部除去，气体流量为qV?Aut?65?0.00768?0.5m3/s 质量流量为0.5?0.522?0.261kg/s

（3）参考答案：将降尘室分层，增加降尘室的底面积，可以取得更好的除尘效果。

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