《空气洁净技术》第一章 微粒的分布特性

空气洁净技术 第一章微粒的分布特性 第一章微粒的分布特性 空气调节是指在一特定空间内,对空气温度、湿度、流动速度以及洁净度进行人工调节, 以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。 在应用空气调节系统的建筑中,由于环境场合不同,对空气温度、湿度、流动速度、洁 净度的要求侧重点则不同 在工程中,只实现内部环境空气温度的调节技术称为供暖或降温:只保持内部环境有害 物浓度在一定卫生要求范围内的技术称为工业通风。 空气洁净技术的目的,就是要极大程度地将空气介质中的悬浮微粒除掉。 含有分散相—一悬浮微粒的空气介质是一种分散体系,被称为气溶胶(组成气溶胶的微 粒称为分散相,气态介质称为分散介质)。 微粒的分类 微粒的分类方法一般有以下几种 按微粒的形成方式分 1.分散性微粒固体或液体物质在分裂、破碎、气流、振荡等作用下变成悬浮状态而 形成 2.凝集性微粒通过燃烧、升华和蒸汽凝结以及气体反应而形成。 二、按微粒的来源分 1.有机性微粒如:植物纤维、动物毛、发、角质、皮屑、化学染料和塑料等; 2.无机性微粒如:金属尘粒、矿物尘粒和建材尘粒 3.生物微粒如:各种藻类、菌类、原生动物和病毒等: 三、按微粒的大小分 气溶胶的微粒范围从10-7cm到10-cm中,随着微粒大小的变化,它的物理性质和规律都 将发生变化。 1.可见微粒微粒直径d>10um 2.显微微粒在普通显微镜下可以看见,d=0.25~10um 3.超显微微粒在超显微镜或电子显微镜下可以看见,d<0.25μm 四、微粒的通俗分类 1灰尘包括所有固态分散性微粒。这类微粒在空气中的运动受到重力、扩散等多种因 素的作用。是空气洁净技术中接触最多的一种微粒 烟包括所有固态凝集性微粒以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而产生的微粒。 还有从液态粒子过渡到结晶粒子而产生的微粒;一般情况下,微粒大小为d≤0.5μm以下。 在空气中主要呈布朗运动,有相当强的扩散能力,在空气中很难沉降。 3.雾包括所有液态分散性微粒和液态凝集微粒。微粒大小因生成状态而异,介于 01~10um之间

空气洁净技术 第一章 微粒的分布特性 １ 第一章 微粒的分布特性 空气调节是指在一特定空间内，对空气温度、湿度、流动速度以及洁净度进行人工调节， 以满足人体舒适和工艺生产过程的要求。 在应用空气调节系统的建筑中，由于环境场合不同，对空气温度、湿度、流动速度、洁 净度的要求侧重点则不同。 在工程中，只实现内部环境空气温度的调节技术称为供暖或降温；只保持内部环境有害 物浓度在一定卫生要求范围内的技术称为工业通风。 空气洁净技术的目的，就是要极大程度地将空气介质中的悬浮微粒除掉。 含有分散相——悬浮微粒的空气介质是一种分散体系，被称为气溶胶（组成气溶胶的微 粒称为分散相，气态介质称为分散介质）。 1—1 微粒的分类 微粒的分类方法一般有以下几种： 一、 按微粒的形成方式分 1. 分散性微粒 固体或液体物质在分裂、破碎、气流、振荡等作用下变成悬浮状态而 形成。 2. 凝集性微粒 通过燃烧、升华和蒸汽凝结以及气体反应而形成。 二、 按微粒的来源分 1. 有机性微粒 如：植物纤维、动物毛、发、角质、皮屑、化学染料和塑料等； 2. 无机性微粒 如：金属尘粒、矿物尘粒和建材尘粒； 3. 生物微粒 如：各种藻类、菌类、原生动物和病毒等； 三、 按微粒的大小分 气溶胶的微粒范围从 10-7cm 到 10-1cm 中，随着微粒大小的变化，它的物理性质和规律都 将发生变化。 1. 可见微粒 微粒直径 d>10μm 2. 显微微粒 在普通显微镜下可以看见，d=0.25~10μm 3. 超显微微粒 在超显微镜或电子显微镜下可以看见，d<0.25μm 四、 微粒的通俗分类 1.灰尘 包括所有固态分散性微粒。这类微粒在空气中的运动受到重力、扩散等多种因 素的作用。是空气洁净技术中接触最多的一种微粒； 2. 烟 包括所有固态凝集性微粒以及液态粒子和固态粒子因凝集作用而产生的微粒。 还有从液态粒子过渡到结晶粒子而产生的微粒；一般情况下，微粒大小为 d≤0.5μm 以下。 在空气中主要呈布朗运动，有相当强的扩散能力，在空气中很难沉降。 3. 雾 包括所有液态分散性微粒和液态凝集微粒。微粒大小因生成状态而异，介于 0.1~10μm 之间；

空气洁净技术 第一章微粒的分布特性 4.烟雾包括所有液态和固态微粒。既含有分散性微粒又含有凝集性微粒。微粒大小 从十分之几微米到几十微米 1-2微粒大小的量度 、粒径 微粒的大小通常以粒径表示。但是微粒特别是灰尘粒子并不都具有规则的外形。因此, 通常所称微粒的“粒径”并不是真正意义的微粒直径。 粒径”的意义通常是指通过微粒内部的某一个长度因次。 常用的粒径有:定方向切线径、投影最大线距、当量直径、沉降直径等。 平均粒径 由于微粒形状极不相同,按上述方法得到的粒径,对于一个微粒群来说也是不一样的 这在实际应用中就很不方便。因此,必须确定一个能反映全部微粒特征的粒径的平均数值。 这就是“平均粒径”。它是用特殊的方法表示全部微粒某种特征的一个假设的微粒直径。 设实际的全部微粒粒径为d,d2,……"tdn,它们的某种特性(如光的散射特性)可用fd1 fdy),……fd来表示,则这一群微粒所具有的这种特性d和各个微粒的这种特性应有如下 关系 f(d)=f(d)+f(da) 假想另有一群具有相同粒径D1的微粒,和实际的微粒群有着相同的某种特性(如光的散 射特性),那么就应该有 fd)=fD)成立 粒径D1,就是针对某种特性而言的这群微粒的平均粒径。我们一般认为假想的微粒群是 群相同大小的球体。 平均粒径有:算术平均直径、比长度直径、中值直径 3微粒的统计分布 在一群微粒中,如果微粒大小的尺寸集中而为单一的尺寸或接近某一尺寸,这种微粒称 为单分散相微粒,其集中度最高。如果微粒大小尺寸分散,这种微粒称为多分散相微粒,其 集中度低。 、粒径的分布曲线 在确定微粒的特性时,往往要确定粒径的分布规律,粒径分布曲线是指微粒按粒径大小 范围分组后重复出现的次数(或频率)所形成的关系曲线。 某一尺寸范围粒子群的微粒占总体数量或重量的百分数称为粒子群的分散度。 二、微粒的统计分布 1.按粒径的正态分布和对数正态分布 2.在双对数纸上的粒径分布 3.按密度的分布

空气洁净技术 第一章 微粒的分布特性 ２ 4. 烟雾 包括所有液态和固态微粒。既含有分散性微粒又含有凝集性微粒。微粒大小 从十分之几微米到几十微米。 1—2 微粒大小的量度 一、粒径 微粒的大小通常以粒径表示。但是微粒特别是灰尘粒子并不都具有规则的外形。因此， 通常所称微粒的“粒径”并不是真正意义的微粒直径。 “粒径”的意义通常是指通过微粒内部的某一个长度因次。 常用的粒径有：定方向切线径、投影最大线距、当量直径、沉降直径等。 二、平均粒径 由于微粒形状极不相同，按上述方法得到的粒径，对于一个微粒群来说也是不一样的。 这在实际应用中就很不方便。因此，必须确定一个能反映全部微粒特征的粒径的平均数值。 这就是“平均粒径”。它是用特殊的方法表示全部微粒某种特征的一个假设的微粒直径。 设实际的全部微粒粒径为 d1, d2,……dn, 它们的某种特性（如光的散射特性）可用 f(d1), f(d2)，……f(dn)来表示，则这一群微粒所具有的这种特性 f(d)和各个微粒的这种特性应有如下 关系： f(d) = f(d1) + f (d2) + ……+ f (dn) 假想另有一群具有相同粒径 D1 的微粒，和实际的微粒群有着相同的某种特性（如光的散 射特性），那么就应该有： f(d) = f(D1) 成立。 粒径 D1，就是针对某种特性而言的这群微粒的平均粒径。我们一般认为假想的微粒群是 一群相同大小的球体。 平均粒径有：算术平均直径、比长度直径、中值直径、……等。 1—3 微粒的统计分布 在一群微粒中，如果微粒大小的尺寸集中而为单一的尺寸或接近某一尺寸，这种微粒称 为单分散相微粒，其集中度最高。如果微粒大小尺寸分散，这种微粒称为多分散相微粒，其 集中度低。 一、粒径的分布曲线 在确定微粒的特性时，往往要确定粒径的分布规律，粒径分布曲线是指微粒按粒径大小 范围分组后重复出现的次数（或频率）所形成的关系曲线。 某一尺寸范围粒子群的微粒占总体数量或重量的百分数称为粒子群的分散度。 二、微粒的统计分布 1. 按粒径的正态分布和对数正态分布 2. 在双对数纸上的粒径分布 3. 按密度的分布

空气洁净技术 第一章微粒的分布特性 微粒的平均直径 表1-1 符号名称 意义 算式 Dm|模型直径标本或试样中大多数的微粒的直径,是所有借频从粒径频率分布曲线最高点求 率分布算出的直径中最小的 得 Do或中值(或中大于此直径的微粒数恰好等于小于此直径的微粒从粒径累积频率分布曲线上 Dm位)直径数,为粒数中值直径:大于此直径的微粒重量(质50%的微粒数(重量或质量) 量)恰好等于小于此直径的微粒重量(质量),为处求得 重量(质量)中值直径 算术(或粒是一种算术平均值,也是习惯上最常使用的粒径 ∑nd 数)平均直径但是由于作为气溶胶的微粒群中小颗粒常占多 所以在反映微校群中微粒的真实大小和该微群/n今 数,即使重量小,也能大大降低算得的平均值 为各粒径的 的物理性质上有很大局限性 比长度(或长是由各微粒的投影面积除以相应的直径的和的总 ∑nd2 度平均)直径数而得,即单位长度的平均直径 D, ∑nd D3|比面积(或面是由各微粒的总体积除以相应的断面积的和的总 ∑nd 积平均)直径数而得,即单位面积的平均直径 D4比重量(或重基于单位重量的表面积而得,即单位重量(体积 量平均、质量质量)的平均直径,比其它各径都大 D 平均、体积平 均)直径 平均面积直是按微粒粒数平均面积的直径 D 径 D2 D平均体积(重是按微粒粒数平均体积(重量或质量)的直径 量或质量)直 End:=DD, D, D=N∑n2 径 几何平均直是对数正态分布时,频率最大的粒径,等于中值从对数正态分布曲线的最高点 径 直径。总是等于或小于算术平均值 求得 kD=∑n n, lg d lg De=lgd= ∑n

空气洁净技术 第一章 微粒的分布特性 ３ 微 粒 的 平 均 直 径 表 1—1 符号 名 称 意 义 算 式 Dmod 模型直径 标本或试样中大多数的微粒的直径，是所有借频 率分布算出的直径中最小的 从粒径频率分布曲线最高点求 得 D50 或 Dm 中 值 （或 中 位）直径 大于此直径的微粒数恰好等于小于此直径的微粒 数，为粒数中值直径；大于此直径的微粒重量（质 量）恰好等于小于此直径的微粒重量（质量），为 重量（质量）中值直径 从粒径累积频率分布曲线上 50%的微粒数（重量或质量） 处求得 D 或 D1 算 术 （或 粒 数）平均直径 是一种算术平均值，也是习惯上最常使用的粒径。 但是由于作为气溶胶的微粒群中小颗粒常占多 数，即使重量小，也能大大降低算得的平均值， 所以在反映微粒群中微粒的真实大小和该微粒群 的物理性质上有很大局限性 i i i 1 n n d D   = ni 为各粒径的粒数 Σni 为总粒数 D2 比长度（或长 度平均）直径 是由各微粒的投影面积除以相应的直径的和的总 数而得，即单位长度的平均直径 i i i i n d n d D   = 2 2 D3 比面积（或面 积平均）直径 是由各微粒的总体积除以相应的断面积的和的总 数而得，即单位面积的平均直径 2 3 3 i i i i n d n d D   = D4 比重量（或重 量平均、质量 平均、体积平 均）直径 基于单位重量的表面积而得，即单位重量（体积、 质量）的平均直径，比其它各径都大 3 4 4 i i i i n d n d D   = Ds 平 均 面积 直 径 是按微粒粒数平均面积的直径 1 2 2 D D n n d D i i i s =    = DV 平均体积（重 量或质量）直 径 是按微粒粒数平均体积（重量或质量）的直径 3 1 2 3 3 3 D D D n n d D i i i V =   = Dg 几 何 平均 直 径 是对数正态分布时，频率最大的粒径，等于中值 直径。总是等于或小于算术平均值 从对数正态分布曲线的最高点 求得     = = = = i n i i i g i n i i g i n i n g i n n d D d n d D n D d i n lg lg lg lg lg ( ) 1