數(shù)據(jù)采集旋風除塵器實驗指導書
一、實驗目的和設備特點
通過本實驗掌握旋風除塵器性能測定的主要內(nèi)容和方法，并且對影響旋風除塵器性能的主要因素有較全面的了解。
管道中各點流速和氣體流量的測定
旋風除塵器的壓力損失和阻力系數(shù)的測定
旋風除塵器的除塵效率的測定
設備特點：
1、可測定旋風除塵器除塵效率。
2、可測定研究處理風量、待處理氣體含塵濃度對除塵效率及壓力損失的影響。
3、配有微電腦粉塵濃度檢測系統(tǒng)（能在線監(jiān)測進口處與出口處含塵濃度的變化、并具有數(shù)據(jù)采集與直接打印輸出功能、）。
4、裝置配有微電腦風量、風壓檢測系統(tǒng)（能在線監(jiān)測各段的風壓、風速、風量，并具有數(shù)據(jù)采集與直接打印輸出功能）。
5、數(shù)據(jù)采集直接打印輸出功能、設備上已經(jīng)安裝微型打印機1臺、注意：（不需要另配計算機和打印機）。
6、設備帶有機械自動發(fā)塵裝置、發(fā)塵量可精確控制調(diào)節(jié)。
7、設備配有氣塵混合系統(tǒng)，使風管內(nèi)的粉塵分布均勻、取樣檢測更精確。
8、處理風量、進塵濃度等可自行調(diào)節(jié)。
9、該裝置可在線數(shù)據(jù)采集、也可備用數(shù)據(jù)采集接口、設備系統(tǒng)還在凈化設備前后配有人工采樣口。
10、各傳感器都經(jīng)防震處理，數(shù)據(jù)都經(jīng)標準儀器標定。數(shù)據(jù)可靠穩(wěn)定。
二、技術(shù)條件與指標
1、環(huán)境溫度：0℃～50℃2、風量：400~700m3/h；
3、風壓：270~290mmH2O；4、除塵效率：75%~85%；
5、壓力降：<2000Pa；6、氣體含塵濃度：<50g/m3；
7、規(guī)格：≥2000mm×550mm×2000mm；
8、電源電壓：220V/380V三相四線制功率1200W。
三、實驗原理
1、氣體溫度和含濕量的測定
由于除塵系統(tǒng)吸入的是室內(nèi)空氣，所以近似用室內(nèi)空氣的溫度和濕度代表管道內(nèi)氣流的溫度t
s和濕度y
w。由掛在室內(nèi)的干濕球溫度計測量的干球溫度和濕度溫度，可查得空氣的相對濕度Ф，由干球溫度可查得相應的飽和水蒸氣壓力
pv，則空氣所含水蒸氣的體積分數(shù)
y
w=Ф
（式1）
式中
pv飽和水蒸氣壓力，kPa
pa當?shù)卮髿鈮毫?，kPa
2、管道中各點氣流速度的測定
本實驗用測壓管和U型管壓力計或（傾斜微壓計）測定管道中各測點的動壓
pk和靜壓
ps。各點的流速按下式計算。V=K
p
（式2）
式中K
p皮托管的校正系數(shù)
p
K 各點氣流的動壓,Pa
ρ測定斷面上氣流的密度,kg/m
3
氣流的密度可按下式計算ρ=2.696[1.293(1-y
w)+0.804y
w]
(kg/m
3)（式3）
式中
Ps´測定斷面上氣流的平均靜壓(絕對壓力),
Ps´=
ps+
pa，kPa
Ps氣流的平均靜壓（相對壓力），kPa
T
s氣體（即室內(nèi)氣體）溫度，K。
3、管道中氣體流量的測定
（1）根據(jù)斷面平均流速計算根據(jù)各點流速可求出斷面平均流速v¯,則氣體流量為
Q=A
（m
3/s）（式4）
式中A管道橫斷面積，m
2
（2）用靜壓法測定根據(jù)測得的吸氣均流管入口處的平均靜壓的絕對值|
Ps|，并算出氣體流量
Q=φA
(m
3/s）（式5）
式中|
Ps|均流管處氣流平均靜壓的絕對值,Pa
φ均流管的流量系數(shù)。
標準狀態(tài)下（273.15K101.33kPa）的干氣體流量為Q
N=2.696Q(1-y
w)
（m
3/s）
4、旋風除塵器壓力損失和阻力系數(shù)的測定
本實驗采用靜壓法測定旋風除塵器的壓力損失。由于本實驗裝置中除塵器進、出口接管的斷面積相等，氣流動壓相等，所以除塵器壓力損失等于進、湖口接管斷面靜壓之差，即Δp=p
si-p
s0（式7）
測出旋風除塵器的壓力損失之后，便可計算出旋風除塵器的阻力系數(shù)ξ=
（式8）
式中v
1旋風除塵器進口風速，m/s
5、除塵系統(tǒng)中氣體含塵濃度的計算
（1）旋風除塵器入口前氣體含塵濃度的計算C
i=
（式9）
（2）旋風除塵器出口后氣體含塵濃度的計算C
0=
（式10）
式中C
iC
0除塵器進出口的氣體含塵濃度，g/m
3
G
f發(fā)塵量與收塵量
Q
iQ
0除塵器進、出口的氣體量，m
3/s
τ發(fā)塵時間，s
6、除塵效率的測定與計算
（1）質(zhì)量法測出同一時段進入除塵器的粉塵質(zhì)量G
f（g）和除塵捕集的粉塵質(zhì)量G
s（g），則除塵效率
η=
×100%（式11）
(2)濃度法用等速采樣法測出除塵器進口和出口管道中氣流含塵濃度C
i和C
0（mg/m
3），則除塵效率
η=
×100%（式12）
7、除塵器處理氣體量和漏風率的計算
處理氣體量Q=
（Q
i+Q
0）
漏風率δ=
×100%
四、實驗裝置和儀表
配套實驗裝置包括
1、微電腦進氣粉塵濃度檢測系統(tǒng)1套2、微電腦尾氣粉塵濃度檢測系統(tǒng)1套
3、微電腦在線風量檢測系統(tǒng)1套4、微電腦在線風速檢測系統(tǒng)1套
5、微電腦在線風壓檢測系統(tǒng)1套6、10英寸液晶顯示器1套
7、在線溫度、濕度檢測系統(tǒng)1套；8、配套分析處理軟件1套（能記錄保存實驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)變化曲線分析，取樣時間設定，工作效率自動換算等功能）
9、微型數(shù)據(jù)打印機（可直接打印分析數(shù)據(jù)、不需另配計算機和打印機）1套；
10、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)1套；11、計算機通訊接口1套；
12、控制檢測系統(tǒng)開關(guān)電源1套13、設備相關(guān)展示臺1套（展示并講解設備的工藝流程）
14、專用測壓軟管1套15、氣塵混合系統(tǒng)1套；
16、氣體整流板1套；17、系統(tǒng)靜壓測口2個
18、透明有機玻璃喇叭型進灰管段1套；19、自動粉塵加料裝置1套；
20、卸灰裝置（集塵室）1套；21、進出口風管1套；
22、人工取樣口2個23、高壓離心通風機1臺；
24、風量調(diào)節(jié)閥1套；25、調(diào)節(jié)電位器1個
26、漏電保護開關(guān)1個27、指示按鈕開關(guān)3只；
28、電源線1批；29、工作電壓表1個，工作電流表1個
30、金屬電器控制箱1臺31、不銹鋼支架、管道、開關(guān)等1套。
本實驗需自行配備以下儀器。
（1）干濕球溫度計1支；（9）濕式?jīng)_擊瓶2個；
（2）空盒式氣壓表1個；（10）旋片式真空泵2個；
（3）鋼卷尺2個；（11）秒表2個；
（4）轉(zhuǎn)子流量計1支。（12）光電分析天平1臺；
（5）傾斜式微壓計3臺；（13）托盤天平1臺；
（6）畢托管2支；（14）鼓風干燥機1臺；
（7）煙塵采樣管2支；（15）干燥器2個；
（8）煙塵測試儀2臺；（16）彈簧壓力表1支；
旋風除塵器結(jié)構(gòu)示意圖
五、實驗步驟
測定室內(nèi)空氣干球和濕球溫度、大氣壓力、計算空氣濕度。
測量管道直徑，確定分環(huán)數(shù)和測點數(shù)，求出各測點距管道內(nèi)壁的距離，并用膠布標志在皮托管和采樣管上。
測定各點流速和風量。用測壓計測出各點氣流的動壓和靜壓，求出氣體的密度、各點的氣流速度、除塵器前后的風量。
用托盤天平城好一定量的塵樣。
測定除塵效率：用取樣泵一頭與除塵器進、出口風管上的取樣口連接另一頭與煙塵測試儀相連，分別測出進氣口與出氣口中的氣體含塵濃度并計算其含塵濃度。
6、改變系統(tǒng)風量，重復上述試驗，確定旋風除塵器在各種工況下的性能。
六、試驗數(shù)據(jù)的記錄與整理
實驗時間年月日空氣干球溫度（t
d）℃
空氣濕球溫度（t
v）℃空氣相對濕度（Ф）%
空氣壓力（p）Pa空氣密度（ρ）Kg/m
3
計算旋風除塵器的處理氣體量和漏風率，并將測定及計算結(jié)果記入表1
計算旋風除塵器在各種工況下的壓力損失和阻力系數(shù)并記入表2
計算旋風除塵器在各種工況下的除塵效率記入表3
表1除塵器處理風量測定結(jié)果記錄表
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測定次數(shù) |
U型管測壓計或/微壓計讀數(shù) |
微壓計傾斜角度系數(shù)K |
靜壓/Pa
ps=KΔ·g |
流量系數(shù)φ |
管內(nèi)流速v/(m/s) |
風管橫截面積F1/(m/s) |
風量Q/(m3/h) |
除塵器進口面積F2/m2 |
除塵器進口氣速v2/(m/s) |
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初讀l1/mm |
終讀l2/mm |
實際Δl=l1-l2/mm |
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表2除塵器阻力測定結(jié)果記錄表
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測定次數(shù) |
微壓計讀數(shù) |
微壓計K值 |
a、b斷面間的靜壓差Δpab/Pa
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比摩阻RL |
直管長度l/m |
管內(nèi)平局動壓pd/Pa |
管間的總阻力系數(shù)∑ξ |
管間的局部阻力系數(shù)Δpm/Pa |
除塵器阻力Δp/Pa |
除塵器在標準狀態(tài)下的阻力ΔpNm/Pa |
除塵器進口截面處動壓pd1/Pa |
除塵器阻力系數(shù)ξ |
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初讀l1/mm |
終讀l2/mm |
實際Δl=l1-l2/mm |
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表3除塵器效率測定結(jié)果記錄表
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測定次數(shù) |
發(fā)塵量Gi/g |
發(fā)塵時間τ/s |
除塵器進口氣體含塵濃度Ci(g/m3) |
收塵量Gs/g |
除塵器出口氣體含塵濃度Cj/(g/m3) |
除塵器效率η/% |
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七、討論（討論結(jié)果寫入實驗報告中）
1、用動壓法和用靜壓法測得的氣體流量是否相同，哪一種方法更準確些，為什么？
2、當用靜壓法測定風量時，在清潔氣流中測定和在含塵氣流中測定的數(shù)值是否相等，哪一個數(shù)值更接近除塵器的運行工況，為什么？
3、用質(zhì)量法和采樣濃度計算的除塵效率，哪一個更準確些，為什么？
4、用靜壓法測定和計算旋風除塵器的壓力損失有何優(yōu)缺點？你能提出改進方法嗎？
5、旋風除塵器的除塵效率和壓力損失隨處理氣量的變化規(guī)律是什么？它對旋風除塵器的選擇和運行控制有何意義？
6、你認為實驗中還存在什么問題？應如何改進？
