环境工程专业实验讲义(终版) 精品

第二部分 大气污染控制工程实验 实验一、旋风除尘器性能测定

一、 实验意义和目的

通过本试验掌握旋风除尘器性能测定的主要内容和方法，并且对影响旋风除尘器性能的

主要因素有较全面的了解。

1．旋风除尘器的压力损失的测定 2．旋风除尘器的除尘效率的测定

二、 实验原理

（一）空气状态参数的测定

旋风除尘器的性能通常是以标准状态（P=1.013×105Pa，T=273K）来表示。空气状态参数决定了空气所处的状态，因此可以通过测定空气状态参数，将实际运行状态的空气换算成标准状态的空气，以便于相互比较。

空气状态参数包括空气的温度、密度、相对湿度和大气压力。

空气的温度和相对湿度可用干湿球温度计直接测得；大气压力由大气计测得；干空气密度

由下式计算： （1-1）

式中：ρg——空气密度，kg/cm3;

P——大气压力，Pa； T——空气温度，K。

实验过程中，要求空气相对湿度不大于75%。 （二）除尘器处理风量的测定和计算

由于含尘浓度较高和气流不太稳定的管道内，用毕托管测定风量有一定困难。为了克服管内动压不稳定带来的测量误差，本实验采用双扭线集流器流量计测定气体流量。该流量计利用空气动压能够转换成静压的原理，将流量计入口气体动压转换成静压（转换率接近100%），通过测定其静压换算成管内气体动压，从而确定管内气体流速和处理气体流量。另外，气体静压比较稳定且有自平均作用，因而测量结果比较稳定、可靠。流量计的流量系数（?）由实验方法测定得出，通常接近于1。

??Pd （1-2） Pl式中：Pd——用毕托管法测量的管道截面平均动压，Pa；

Pl——双扭线集流器的静压值，Pa。

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管内气体流速： ?1?2Pl? Pd（m/s） (1-3) （m3/s） (1-4)

除尘器处理风量： 式中：F1——风管横截面积，m2。

除尘器入口气体流速按下式计算： 式中：F2——除尘器入口面积，m2。

(m/s) (1-5)

(三)除尘器阻力的测定和计算

由于实验装置中除尘器进口管径相同，故除尘器阻力可用B、C两点静压差（扣除管道沿程阻力与局部阻力）求得。

（1-6） 式中：?P——除尘器阻力，Pa；

?H——前后测量断面上的静压差，P；

——测点断面之间系统阻力，Pa； RL——比摩阻，Pa/m； L——管道长度，m；

?Pm——异形接头的局部阻力，Pa。

将?P换算成标准状态下的阻力 （1-7） 式中：TN和T——标准和试验状态下的空气温度，K；

PN和P——标准和试验状态下的空气压力，Pa；

除尘器阻力系数按下式计算： （1-8） 式中：?——除尘器阻力系数，无因次；

?PN——除尘器阻力，Pa；

Pdl——除尘器内入口截面处动压，Pa。

（四）除尘器进、出口浓度计算

（1-9） （1-10）

式中：Cj、Cu——除尘器进口、出口的气体含尘浓度，g/m3;

Gj 、Gs——发尘量与除尘量，g；

Qj、Qu——除尘器进口、出口空气量，m3/s;

?——发尘时间，s。

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（五）除尘器效率计算

（1-11） 式中：?——除尘器效率，%。

（六）分级效率计算

（1-12） 式中：?i——粉尘某一粒径范围的分级效率，%； gsi——收尘某一粒径范围的质量百分数，%； gji——发尘某一粒径范围的质量百分数，%。

三、实验装置、流程和仪器

（一）实验装置、流程

本实验装置如图1-1所示。含尘气体由双扭线集流器流量计进入系统，通过旋风除尘器将粉尘从气体中分离，净化后的气体由风机经过排气管排入大气。所需含尘气体浓度由发尘装置配制。

1. 发尘装置

2. 双扭线集流器流量计 3. 进气管道 4. 旋风除尘器 5. 灰斗 6. 排气管道 7. 调节阀 8. 软接头 9. 风机 10.电机 11.支架

图1-1. 旋风除尘器性能实验装置

（二 ）仪器

1.倾斜微压计 YYT-2000型 2台； 2. U型压差计 500～1000mm 2个 3.毕托管 2支； 4. 烟尘采样管 2支 5.烟尘浓度测试仪 2台； 6.干湿温度计 1支 7.空盒气压计 DYM-3 1台； 8.分析天平 分度值0.0001g 1台 9.托盘天平 分度值 1 g 1台； 10. 秒表 2块 11.钢卷尺 2个

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四、实验方法和步骤

（一）除尘器处理风量的测定

1. 测定室内空气干、湿球温度和相对湿度及空气压力，按式（1-1）计算管内的气体密度。 2. 启动风机，在管道断面A处，利用双扭线集流器和YYT-2000倾斜微压计测定该断面的静压，并从倾斜微压计中读出静压值（Pl），按式（1-4）计算管内的气体流量（即除尘器的处理风量），并计算断面的平均动压值（Pd）。

（二）除尘器阻力的测定

1、用U型压差计测量B、C断面间的静压差（?H）。

2、量出B、C断面间的直管长度（l）和异形接头的尺寸，求出B、C断面间的沿程阻力和局部阻力。

3、按式（1-6）、（1-7）计算除尘器的阻力。 （三）除尘器效率的测定 1、用托盘天平称出发尘量（Gj）。

2、通过发尘装置均匀地加入发尘量（Gj），计下发尘时间（τ），按（1-9）计算出除尘器入口气体的含尘浓度（Cj）。

3、称出收尘量（Gs），按式（1-10）计算除尘器出口气体的含尘浓度（Cu）。 4、按式（1-11）计算除尘器的全效率（η）。

5、根据发尘和收尘的质量百分数，按式（1-12）计算除尘器的分级效率（ηi）。 （四）改变调节阀开启程度,重复以上实验步骤,确定除尘器各种不同的工况下的性能。

五、实验数据的记录和处理

（一）除尘器处理风量的测定

实验时间 年 月 日 空气干球温度（td） ℃； 空气湿球温度（tp） ℃； 空气相对湿度（φ） %； 空气压力（P） Pa; 空气密度（ρg） kg/m3。 将测定结果整理成表。 （二）除尘器阻力的测定 （三）除尘器效率的测定

以?2为横坐标,η为纵坐标;以?2为横坐标,?PN为纵坐标,将上述实验结果绘成曲线。

六、讨论（讨论结果写入实验报告中）

1．旋风除尘器在运转时，为什么必须严密关闭储灰斗？ 2．你认为实验中还存在什么问题？应如何改进？

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