1.粉尘的密度
粉尘的密度是指单位体积中粉尘的质量，其单位是kg/m3或g/cm3。由于粉尘的产生情况不同，实验条件不同，获得的密度值也不相同。粉尘的密度有两种表示方法，即真密度和堆积密度。
（1）真密度
粉尘自身所占的真实体积，不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，称为粉尘的真实体积。以粉尘的真实体积求得的密度称为粉尘的真密度，以ρp来表示。固体磨碎所形成的粉尘，在表面未氧化时，其真密度与母料密度相同。
（2）堆积密度
呈堆积状态的粉尘，其堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积。以堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度。粉尘的堆积密度以ρp来表示。
若将颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉体的总体积之比称为空隙率，用ε来表示，则真密度ρp和堆积密度ρb两者之间的关系为
对于一定种类的粉尘来说，ρp为定值，而ρb随空隙率而变化。ε值与粉尘的种类、粒径及填充方式等因素有关。粉尘的真密度用于研究尘粒在空气中的运动，而堆积密度则可用于存仓或灰斗容积的计算等。
2.粉尘的安息角与滑动角
粉尘的安息角也称为堆积角或动安息角。粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体的母线与水平面的夹角即为粉尘的安息角。许多粉尘的安息角的平均值为35°～55°。粉尘的滑动角是指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平板的倾斜角，也称为静安息角，一般为40°～55°。
粉尘的安息角与滑动角是评价粉尘流动性的一个重要指标。安息角小的粉尘，其流动性好；安息角大的粉尘，其流动性差。粉尘的安息角和滑动角是设计除尘器灰斗（或粉料仓）的锥度及除尘管路倾斜度的主要依据。影响粉尘安息角和滑动角的主要因素有粉尘粒径、含水率、粒子形状、颗粒表面光滑程度及粉尘的黏性等。对同一种粉尘，粒径越大、含水率越低，球性系数越接近于1，黏附性小，安息角小。
3.粉尘的比表面积
粉尘的比表面积是指单位体积的粉尘具有的总表面积，以Sp（cm2/cm3）来表示。对于平均粒径为dp，空隙率为ε的表面光滑球形颗粒，其比表面积的定义式为
对于非球形颗粒组成的粉尘
式中，φm——颗粒群的形状系数
细沙φm=0.75，细煤粉φm=0.73，烟灰φm=0.55，纤维尘φm=0.30。比表面积常用来表示粉尘的总体的细度，是研究通过粉尘层的流体阻力，以及研究化学反应、传质传热现象的参数之一。
4.粉尘的含水率
粉尘中一般含有一定量的水分。根据水分与颗粒的结合方式，可将粉尘中的水分分为三大类，即自由水、结合水和化学结合水。自由水是指附着在颗粒表面上的和包含在凹坑及细孔中的水分。结合水是指紧密结合在颗粒内部的水分。化学结合水是颗粒的组成部分，如结晶水，不能用干燥的方法除去，否则会破坏物质的分子结构。因此，通常不将其作为水分来看。
在上述三种水分中，通过干燥过程可以除去自由水分和一部分结合水分，其余部分作为平衡水分的残留，平衡水分的量随干燥条件的变化而变化。粉尘含水率的大小，会影响到粉尘的其他物理性质，如导电性、黏附性、流动性等。所有这些在设计除尘装置时都必须加以考虑。
5.粉尘的润湿性
粉尘的润湿性是指粉尘粒子能否与液体相互附着或附着难易的性质。根据粉尘能被水润湿的程度，将粉尘大致分为容易被水润湿的亲水性粉尘和难以被水润湿的疏水性粉尘两类。如金属氧化物微粒（如石灰）是亲水性的；而炭、硫黄、氧化锌、氧化铁微粒等为疏水性的。粉尘的润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度以及荷电性等性质相关，还与液体的表面张力、对尘粒的黏着力度相对于尘粒的运动速度有关。如气溶胶中小于5μm特别是小于1μm的尘粒，很难被水润湿。这主要是由于细粉尘和水滴表面皆存在着一层气膜，只有两者以较高的相对速度运动时，才能冲破气膜，相互凝聚。除此之外，粉尘的润湿性还随着温度的升高而减小，随压力的升高而增大，而且粉尘的润湿性还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的黏附力和接触方式有关。因此对于同一种微粒来说，随着条件的不同，其润湿性也会发生变化。
粉尘的润湿性可以用试管中粉尘的润湿速度来表示。通常取润湿时间为20min，测出此时的润湿高度L20，于是润湿速度为
在除尘技术中，各种湿式除尘器除尘的主要依据是粉尘润湿性。对于润湿性好的亲水性粉尘（中等亲水、强亲水），可以采用湿式除尘器净化；对于润湿性差的憎水性粉尘，则不宜采用湿式除尘器，对于水泥、熟石灰和白云石粉尘等，它们虽是亲水性的，但一旦吸水后就形成了不溶于水的硬垢，一般将这一类粉尘称为水硬性粉尘，不宜采用湿式除尘器。
6.粉尘的荷电性和导电性
（1）粉尘的荷电性
粉尘在其产生过程中，由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电及接触带电等原因几乎都带有一定的电荷。在空气干燥的情况下，粉尘表面的最大荷电量约为1.66×1010e/cm3或2.7×109C/cm2，而天然粉尘和人工粉尘的荷电量仅为最大荷电量的1/10量级。粉尘荷电后改变其某些物理特性，如凝聚性、附着性及其在空气中的稳定性等，同时对人体的危害增强。粉尘的荷电量随温度升高，随表面积增大及含水率减小而增大，粉尘的荷电性还与其化学组成及外部的荷电条件有关。
粉尘荷电在除尘中有重要作用，如电除尘器就是利用粉尘荷电来除尘的，在袋式除尘和湿式除尘器中也可利用粉尘或液滴荷电来进一步提高对细尘粒的捕集性能。实际中，由于粉尘天然荷电量很小，所以一般多采用高压电晕放电等方法来实现粉尘荷电。
（2）粉尘的导电性
粉尘的导电性用比电阻来表示，单位为欧姆·厘米（Ω·cm）。粉尘的导电不仅包括粉尘颗粒本体的容积导电，而且还包括颗粒表面因吸附水分等形成的化学膜的表面导电。在低温范围内（一般为100℃以下）导电主要是靠尘粒表面导电；在中温范围内（100℃～200℃）表面导电和容积导电都发挥作用；在高温（一般为200℃以上）时，容积导电占主导地位。因此粉尘的电阻率与测定时的条件有关，如气体的温度、湿度和成分，粉尘的粒径以及堆积的松散度等（图4-6表示了温度与粉尘比电阻的关系）。由此可见，粉尘的电阻率仅为一种可以相互比较的表观电阻率，所以称为比电阻。
图4-6 典型的温度-比电阻曲线
比电阻Rs为截面积为1cm2，厚度为1 cm的微粒物层的电阻值。可用下面的公式来表示
式中，U——通过微粒层的电压降，V；
I——通过微粒层的电流强度，A；
f——微粒层的横截面积，cm2；
δ——粉尘层的厚度，cm。(www.xing528.com)
粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大的影响，最适宜于电除尘器运行的比电阻的范围是104～1010Ω·cm。当比电阻值超出这一范围时，就需要采取某种措施进行调节。
7.粉尘的黏附性
黏附是指粉尘颗粒之间相互凝结或粉尘对器壁的黏附堆积。其中粉尘颗粒之间的相互黏结称为自黏。而黏附性是指粉尘这种相互黏附或对器壁黏附堆积的可能性。把附着的强度，即克服附着所需要的力（垂直作用于颗粒物的中心上）称为黏附力。
通常用粉尘层的断裂强度作为表征粉尘自黏性的指标。在数值上断裂强度等于粉尘层断裂所需的力除以其断裂的接触面积。根据粉尘层断裂强度的大小，可将各种粉尘分成四类：不黏性、微黏性、中等黏性和强黏性。
8.粉尘的自燃性和爆炸性
（1）粉尘的自燃性
粉尘的自燃是指粉尘在常温下存放过程的自然发热，此热量经长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起的燃烧现象。
各种粉尘的自燃温度相差很大，根据不同的自燃温度可将可燃性粉尘分为两大类：一类是粉尘的自燃温度高于环境温度的，另一类是自燃温度低于周围环境温度的。前者只有在加热条件下才能燃烧，危险性小；后者的自燃温度低，甚至可以在不发生质变的情况下引起自燃，危险性很大。一般悬浮在空气中的粉尘的自燃温度比堆积的粉尘的自燃温度高很多。
引起粉尘自燃发热的原因有：氧化热、分解热、聚合热、发酵热等。影响粉尘自燃的因素除了决定于粉尘自身的结构和物理化学性质外，还取决于粉尘存在的状态和环境。
（2）粉尘的爆炸性
粉尘的爆炸性是指可燃物的剧烈氧化作用，在瞬间产生大量热量和燃烧产物，在空间造成很高的温度和压力，故称为化学爆炸。可燃物爆炸必须具备两个条件：一是可燃物与空气或氧构成的可燃混合物达到一定的浓度；二是存在能量足够的火源。能够引起爆炸的浓度范围称为爆炸极限，其中能够引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限，最低的浓度称为爆炸下限。由于大多数粉尘的爆炸上限浓度很高，在大多数情况下达不到这个浓度，因此粉尘的爆炸浓度上限没有实际意义。粉尘着火所需要的最低温度称为粉尘的着火点，它们都与火源的强度、粉尘的种类、粒径、湿度、通风情况、氧气浓度等因素有关。一般是粉尘越细，发火点越低，粉尘的爆炸下限越小，发火点越低，爆炸的危险性越大。此外，有些粉尘与水接触后会引起自燃或爆炸，如镁粉、碳化钙粉等；有些粉尘互相接触或混合后也会引起爆炸，如溴和磷、锌粉与镁粉等。
9.粉尘的阻力特性
在不可压缩的连续流体中，做稳定运动的颗粒必然受到流体阻力，有两方面：一是形状阻力，二是摩擦阻力。形状阻力是由于颗粒具有一定的形状，运动时必须排开其周围的流体，导致其前面的压力较后面的大而产生的。摩擦阻力是由于颗粒与其周围流体之间存在着摩擦而产生的阻力。通常把两种阻力同时考虑在一起，称为流体阻力，阻力的大小决定于颗粒的形状、粒径、表面特性、运动速度及流体的种类和性质；阻力的方向总是和速度向量方向相反，其大小可按下式计算
式中，CD——由试验确定的阻力系数；
Ap——颗粒在其运动方向上的投影面积，m2，对球形颗粒Ap=πd2/4；
ρ——流体的密度，kg/m3；
u——颗粒与流体之间的相对运动速度，m/s。
由相似理论可知，阻力系数是颗粒雷诺数的函数，即CD=f（Rep），一般可以分为三个区域。当Rep≤1时，颗粒运动处于层流状态，CD与Rep近似呈直线关系
对于球形颗粒，将上式代入式（4-43）中得到
上式即是著名的斯托克斯（Stokes）阻力定律。通常把Rep≤1的区域称为斯托克斯区域。
当1＜Rep≤500时，颗粒运动处于湍流过渡区，CD与Rep呈曲线关系，CD的计算式有多种，如伯德（Bird）公式
当500＜Rep≤2×105时，颗粒运动处于湍流状态，CD几乎不随Rep变化，近似取CD≈0.44，是通常所说的牛顿区域，流体阻力公式为
当颗粒尺寸小到与气体分子平均自由程大小差不多时，相对颗粒来说，气体不再具有连续流体介质的特性，流体阻力将减小。为了对这种滑动条件进行修正。可以将坎宁汉（Cumningham）修正系数C引入斯托克斯定律，则流体阻力计算公式为
坎宁汉系数的值取决于努森（Knudsen）特征数Kn=2λ/dp，可用戴维斯（Davis）建议的公式计算
气体分子平均自由程可按下式计算
式中，
——气体分子的算术平均速度。
式中，R——通用气体常数，R=8.314J/（mol·K）；
T——气体温度，K；
M——气体的摩尔质量，k/mol。
坎宁汉系数C与气体的温度、压力和颗粒大小有关，温度越高、压力越低、粒径越小，C值越大。作为粗略估计，在293 K和101 325 Pa下，C=1+0.165/dp，其中dp的单位为μm。
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