如(ru)何(he)表示(shi)空(kong)氣(qi)過濾(lv)器(qi)中(zhong)塵(chen)粒的量度?
顆粒的大小(xiao)通常以(yi)粒徑表示(shi)。然而(er),顆粒,特別是灰塵(chen)顆粒,並不(bu)是所有(you)的球(qiu)形(xing)、立(li)方(fang)形(xing)和(he)其他規則的幾何(he)形(xing)狀,所(suo)以通常被(bei)稱(cheng)為(wei)顆(ke)粒的粒徑,並(bing)不(bu)是指(zhi)真(zhen)正的球(qiu)體(ti)直徑(jing)。在氣(qi)溶(rong)膠和(he)空(kong)氣(qi)清(qing)潔技術(shu)中(zhong),粒徑的意(yi)義(yi)通常是指(zhi)通過顆(ke)粒內(nei)部(bu)的壹定(ding)長度,而(er)不(bu)包含規則幾何(he)形(xing)狀的意(yi)義(yi)。在分析粒徑時(shi),粒徑指(zhi)的是這個(ge)意(yi)思。具(ju)體(ti)來說(shuo),粒徑可(ke)分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei):
壹種是根據粒子的幾何(he)性質直接測(ce)量和定(ding)義(yi)的,如(ru)顯(xian)微鏡法確(que)定(ding)的粒徑。例(li)如(ru),在(zai)灰(hui)塵(chen)采樣(yang)後,當用普通光(guang)學顯(xian)微鏡觀(guan)察時(shi),灰(hui)塵(chen)標本(ben)通過測(ce)量尺(chi)向(xiang)壹個(ge)方向(xiang)移(yi)動(dong)。此時(shi),當粒子投(tou)影通過這(zhe)個(ge)尺(chi)子(zi)時(shi),尺(chi)度尺(chi)度線切(qie)割(ge)兩(liang)端(duan)的長度代(dai)表粒徑。有(you)序地,無(wu)選(xuan)擇地逐粒測量,粉(fen)塵(chen)粒子的長徑(jing)測(ce)量,短徑(jing)測量(如圖(tu)1-2所示(shi))。這裏(li)的長度和短(duan)徑稱為(wei)固(gu)定(ding)方(fang)向(xiang)切(qie)割(ge)直徑(jing),也(ye)稱(cheng)為(wei)隨(sui)機直徑(jing)。當測(ce)量粒子足(zu)夠多時(shi),結果可(ke)以(yi)正確反映(ying)樣本(ben)粉(fen)塵(chen)粒子的平(ping)均(jun)截面(mian)。這(zhe)樣,測量就更方(fang)便(bian)了。然而(er),也(ye)有(you)規定(ding),只(zhi)有(you)投(tou)影的最(zui)大線(xian)距(ju)是粒子直徑(jing),比(bi)如(ru)美(mei)國早期(qi)的幾個(ge)潔凈室標準。顯(xian)然,這(zhe)必(bi)須(xu)在(zai)測(ce)量過程中(zhong)旋(xuan)轉測量尺(chi),不(bu)可(ke)能準確確(que)定(ding)最(zui)大線(xian)距(ju)位(wei)置(zhi)。因此(ci),日本(ben)的潔凈室懸浮(fu)顆粒測量方法(工業(ye)標準JIS)表明(ming)無需(xu)旋轉(zhuan)測量尺(chi),只(zhi)要(yao)估(gu)計(ji)投(tou)影的最(zui)大徑(jing),並(bing)認(ren)為(wei)誤(wu)差(cha)很小。如果正(zheng)方體(ti)也(ye)使(shi)用對角(jiao)線(xian)作為(wei)其粒徑,則(ze)應將√3乘以(yi)邊長;如(ru)果投(tou)影為(wei)矩(ju)形(xing),則(ze)可(ke)以(yi)將長邊(bian)和(he)短(duan)邊(bian)的平(ping)均(jun)值或短(duan)邊(bian)轉換為(wei)對(dui)角(jiao)線(xian)粒徑。氯(lv)化鈉(na)顆(ke)粒通常是方形(xing)的,即(ji)通過對(dui)角(jiao)線(xian)法確(que)定(ding)。
另壹種是根據粒子的某(mou)些(xie)物理性質間(jian)接測(ce)量和定(ding)義(yi)的,如(ru)沈降(jiang)法和(he)光(guang)電(dian)法確(que)定(ding)的粒徑,實(shi)際上(shang)是當量直徑(jing)或等價(jia)直徑(jing)。前聯(lian)邦(bang)德國標準VDI-2083將粒徑定(ding)義(yi)為(wei)與(yu)測(ce)量方法相(xiang)關的當量直徑(jing)。也(ye)就(jiu)是說,在(zai)這個(ge)直徑(jing)下,作(zuo)為(wei)參(can)考(kao)粒子的物理性質,物理量相當於(yu)(等於(yu),等於(yu))粒子的物理性質和(he)物理量。例(li)如(ru),當用光(guang)散射(she)粒子計(ji)數器測(ce)量時(shi),粒徑是指(zhi)將(jiang)測量粒子與(yu)標準粒子(如(ru)聚苯(ben)乙烯球)進(jin)行(xing)散射(she)光(guang)強(qiang)度的等效(xiao)比(bi)較(jiao),並獲(huo)得綜(zong)合(he)效(xiao)果(代(dai)表某(mou)壹幾何(he)尺(chi)寸(cun)的範(fan)圍)。粒子沈(chen)降(jiang)速(su)度也(ye)可(ke)以(yi)測量。根據第六(liu)章所(suo)述(shu)的斯托克斯定(ding)律(lv),靜態(tai)空(kong)氣(qi)中(zhong)的沈(chen)降(jiang)速(su)度等於(yu)測量粒子的沈(chen)降(jiang)速(su)度,與(yu)粒子密(mi)度相同(tong)的球(qiu)體(ti)直徑(jing)稱為(wei)沈(chen)降(jiang)直徑(jing),也(ye)稱(cheng)為(wei)斯托克斯直徑(jing),因此(ci)dst通常小(xiao)於(yu)其他直徑(jing)。如果密(mi)度為(wei)1,球(qiu)直徑(jing)與(yu)顆(ke)粒沈降(jiang)速(su)度相同(tong),也(ye)稱(cheng)為(wei)空(kong)氣(qi)動(dong)力學直徑(jing),廣泛應用於(yu)環境科學,da,顯(xian)然有(you)美(mei)國聯(lian)邦(bang)標準209C至209E可(ke)以(yi)使用最大的在(zai)線長度,也(ye)可(ke)以(yi)使用自動(dong)儀器測(ce)量的當量直徑(jing)來表示(shi)粒徑,即(ji)上述(shu)兩(liang)種(zhong)粒徑中(zhong)的任(ren)何(he)壹種。由於(yu)顆粒的形(xing)狀非常不(bu)同(tong),根據上述(shu)方法獲(huo)得的粒徑對(dui)壹個(ge)顆粒也(ye)有(you)所(suo)不(bu)同(tong),這在實際(ji)應用中(zhong)非常不(bu)方(fang)便(bian)。因此(ci),必(bi)須(xu)確(que)定(ding)壹個(ge)能夠反映(ying)所有(you)顆(ke)粒特征(zheng)的粒徑的平(ping)均(jun)值,即平(ping)均(jun)粒徑。它是壹種假(jia)設的粒徑,用特殊的方(fang)法來表示(shi)所有(you)顆(ke)粒的特征(zheng)。
對於(yu)表中(zhong)列(lie)出(chu)的平(ping)均(jun)粒徑名稱,應註(zhu)意(yi)的是,文(wen)獻(xian)中(zhong)經常出(chu)現相(xiang)互逆(ni)轉(zhuan)的名稱,如(ru)平(ping)均(jun)面(mian)積(ji)直徑(jing),而(er)另壹個(ge)稱為(wei)平(ping)均(jun)面(mian)積(ji)直徑(jing),因此(ci)只(zhi)有(you)知(zhi)道(dao)其表達(da)式才能找(zhao)到準確的意(yi)義(yi)。然而(er),從概(gai)念(nian)開始,這很(hen)容(rong)易(yi)理解。例(li)如(ru),在(zai)表1-1中(zhong),平(ping)均(jun)面(mian)積(ji)顯(xian)然意(yi)味著(zhe)所有(you)面(mian)積(ji)都是由壹定(ding)數量(如粒子數量)平(ping)均(jun)的,因(yin)此面(mian)積(ji)在分子(zi)上(shang);平(ping)均(jun)面(mian)積(ji)(比(bi)例(li)面(mian)積(ji))顯(xian)然是指(zhi)單(dan)位(wei)面(mian)積(ji),因此面(mian)積(ji)在分母(mu)上(shang)。記住(zhu)這個(ge)原(yuan)則(ze),妳就(jiu)不(bu)會(hui)混(hun)淆(xiao)了(le)。至(zhi)於(yu)選(xuan)擇哪種(zhong)平(ping)均(jun)直徑(jing)合(he)理,這取(qu)決(jue)於(yu)工作目(mu)的。顯(xian)然,應使用與(yu)質量相關的直徑(jing)DV;在研(yan)究(jiu)粒子的光(guang)散射(she)性質時(shi),應使用平(ping)均(jun)面(mian)積(ji)直徑(jing)DS或平(ping)均(jun)體(ti)積(ji)直徑(jing)DV,因為(wei)光(guang)散射(she)量在不(bu)同(tong)粒徑範(fan)圍內(nei),可(ke)能與(yu)粒子面(mian)積(ji)或粒子體(ti)積(ji)有(you)關;與(yu)光(guang)折(zhe)射性質有(you)關的算(suan)術(shu)平(ping)均(jun)直徑(jing)D:例(li)如(ru),計(ji)算(suan)粒子的平(ping)均(jun)直徑(jing)。在鈉(na)焰(yan)法測(ce)塵(chen)中(zhong),用電子(zi)顯(xian)微鏡測(ce)量標本(ben)片(pian)上(shang)823個(ge)氯化(hua)鈉(na)片(pian)上(shang)823個(ge)氯化(hua)鈉(na)顆(ke)粒的短(duan)邊尺(chi)寸(cun),假(jia)設讀數時(shi)放(fang)大倍數為(wei)3萬(wan)倍(即電(dian)鏡放(fang)大倍數和電(dian)鏡照片(pian)讀數用讀數顯(xian)微鏡放(fang)大倍數。


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