如何表示(shì)空氣(qì)過濾器中(zhōng)塵粒的量度?
顆粒的(de)大小通常以粒徑表示。然而,顆粒,特別是灰塵顆粒,並不是所有的球(qiú)形(xíng)、立方形和其他規則的幾何形狀,所以(yǐ)通(tōng)常被稱為顆粒的粒徑,並不是指真正的球體直徑(jìng)。在氣(qì)溶膠和空氣清(qīng)潔技術中,粒(lì)徑的意義通常是指通過顆粒內部的(de)一定長度(dù),而不包(bāo)含規則幾(jǐ)何形狀的意義。在分析粒徑時,粒徑指的是這個意(yì)思。具體來說,粒(lì)徑可分為兩類:
一種是根據粒子的幾何性質直接測量和定義的,如顯微鏡法確定的粒徑。例如,在(zài)灰(huī)塵采樣後,當用普通光學顯微鏡(jìng)觀察時,灰塵標本通過測量尺向一個方(fāng)向移動。此時,當粒子投影通過這個尺子時,尺(chǐ)度尺度線切割兩端的長度代表粒徑。有序地,無選擇地逐粒測量,粉塵粒子的長(zhǎng)徑測量,短徑測量(如圖1-2所示)。這裏的長度和短徑稱(chēng)為固定方向(xiàng)切割直徑,也稱為隨機直(zhí)徑。當(dāng)測量粒子足夠多(duō)時(shí),結果可以正確反映樣(yàng)本粉塵粒子的平均截麵。這樣,測量就(jiù)更方便了。然而(ér),也有規定,隻有投影的最大線距是粒子直徑,比如美國早期的幾個潔淨(jìng)室標(biāo)準。顯然,這必須在測量過程中(zhōng)旋轉測量尺,不可能準(zhǔn)確確定最大線距位置。因此,日(rì)本的潔淨室懸浮(fú)顆粒測量方法(工業標準JIS)表明無需旋轉測量尺,隻要估計投影的最大徑,並認為誤差很小。如果正方體也使用對角線作為其粒徑,則應(yīng)將√3乘以邊長;如果投影為矩形,則可以將長邊和短邊的(de)平均值(zhí)或短邊轉換為對角線粒徑。氯化鈉顆(kē)粒通常是方形(xíng)的,即(jí)通過對角線法確定。
另一種是根據粒子的某些物理性質間接測量和定(dìng)義的,如沉降法和光電法確定的粒徑,實際上是(shì)當量直徑或等價直徑。前聯邦德國標準(zhǔn)VDI-2083將粒(lì)徑定義為(wéi)與測量方法相關的(de)當量直徑。也就是說,在這個直徑下,作為參考粒子的物理性質,物(wù)理量相當於(等於(yú),等於)粒子的物理性(xìng)質和物理量。例如,當用(yòng)光散射粒子計數器(qì)測量時,粒徑是指將測量粒子與標準粒子(如聚(jù)苯乙烯球)進行(háng)散射(shè)光強度的等(děng)效(xiào)比較,並獲得綜合效(xiào)果(代表某一幾何尺寸的範圍(wéi))。粒子沉降速度也(yě)可以測量。根據第六章所述(shù)的斯托克斯定律(lǜ),靜態空氣(qì)中的沉降(jiàng)速度等於測量粒子的沉降速度,與粒子密度相同的球體(tǐ)直徑稱為沉降直徑(jìng),也稱為斯托克斯直徑,因此dst通常(cháng)小於(yú)其他直徑。如果密度為1,球直徑與顆粒沉降速度相同,也稱為空氣動(dòng)力學直(zhí)徑,廣泛應用於(yú)環境科學,da,顯然有美國聯邦標準209C至209E可以使用最大的(de)在線長(zhǎng)度(dù),也(yě)可以(yǐ)使用自動儀器測量的當量(liàng)直徑來表示粒徑,即上述(shù)兩種(zhǒng)粒徑中的任(rèn)何(hé)一(yī)種。由於顆粒(lì)的形狀非常不同,根據上述方法獲得的粒徑(jìng)對一個顆粒也有所不同,這在實際應用中非(fēi)常不方便。因此,必須確定一個能夠反映所有(yǒu)顆粒特征的粒徑的平(píng)均值,即平均粒徑。它是一(yī)種假設的粒徑,用特殊的方法來表示所有(yǒu)顆粒的特征。
對於表中列出的平均粒徑名稱,應注意的是,文獻中經(jīng)常出現相互(hù)逆轉的名稱,如平均麵積直徑,而另一個稱為平均麵積直徑,因此隻有知道其表達式才能找到準確的意義。然而,從概念開(kāi)始,這很容易理解。例如,在表1-1中(zhōng),平均麵積顯(xiǎn)然意味著所有麵積都是由一定數量(如粒子數量)平均的,因(yīn)此(cǐ)麵積在(zài)分子上;平均麵積(比(bǐ)例麵積)顯然是指單位麵積,因此麵(miàn)積在分母上(shàng)。記住這個原則,你就不會混淆了。至於選擇哪種平(píng)均直徑合理,這取決於(yú)工作目(mù)的。顯然,應使用與質量(liàng)相關的直(zhí)徑(jìng)DV;在(zài)研究粒子的光散射性質時,應使用平均麵積直徑(jìng)DS或平均體積直徑DV,因為光散射量在不同粒徑範(fàn)圍內,可能與粒子麵積或粒子體積有關;與光(guāng)折射性質有關的算術平均直徑D:例(lì)如,計算粒子的平均直徑(jìng)。在鈉焰法測塵中,用電子顯微鏡測量標本片上823個氯(lǜ)化鈉片上(shàng)823個(gè)氯(lǜ)化鈉顆粒的短邊尺(chǐ)寸,假設讀數(shù)時放(fàng)大倍數為3萬(wàn)倍(即電鏡放大倍數和電鏡(jìng)照片讀數用讀數顯微鏡放大倍數(shù)。