数据采集旋风除尘器实验指导书

数据采集旋风除尘器实验指导书
一、实验目的和设备特点
通过本实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。
管道中各点流速和气体流量的测定
旋风除尘器的压力损失和阻力系数的测定
旋风除尘器的除尘效率的测定
设备特点：
1.可测定旋风除尘器除尘效率。
2.可测定研究处理风量、待处理气体含尘浓度对除尘效率及压力损失的影响。
3.配有微电脑粉尘浓度检测系统（能在线监测进口处与出口处含尘浓度的变化、并具有数据采集与直接打印输出功能、）。
4.装置配有微电脑风量、风压检测系统（能在线监测各段的风压、风速、风量，并具有数据采集与直接打印输出功能）。
5.数据采集直接打印输出功能、设备上已经安装微型打印机1台、注意：（不需要另配计算机和打印机）。
6.设备带有机械自动发尘装置、发尘量可精确控制调节。
7.设备配有气尘混合系统，使风管内的粉尘分布均匀、取样检测更精确。
8.处理风量、进尘浓度等可自行调节。
9.该装置可在线数据采集、也可备用数据采集接口、设备系统还在净化设备前后配有人工采样口。
10.各传感器都经防震处理，数据都经标准仪器标定。数据可靠稳定。
二、技术条件与指标
1.环境温度：0℃～50℃； 2.风量：400~700m3/h；
3.风压：270~290mmH2O； 4.除尘效率：75%~85%；
5.压力降：<2000Pa； 6.气体含尘浓度：<50g/m3；
7.规格：≥2000mm×550mm×2000mm；
8.电源电压：220V/380V三相四线制功率1200W。
三、实验原理
1.气体温度和含湿量的测定
由于除尘系统吸入的是室内空气，所以近似用室内空气的温度和湿度代表管道内气流的温度t_s和湿度y_w。由挂在室内的干湿球温度计测量的干球温度和湿度温度，可查得空气的相对湿度Ф，由干球温度可查得相应的饱和水蒸气压力p_v，则空气所含水蒸气的体积分数
y_w=Ф

（式1）
式中p_v饱和水蒸气压力，kPa
p_a当地大气压力，kPa
2、管道中各点气流速度的测定
本实验用测压管和U型管压力计或（倾斜微压计）测定管道中各测点的动压p_k和静压p_s。各点的流速按下式计算。V=K_p

（式2）
式中K_p皮托管的校正系数
p_K 各点气流的动压,Pa
ρ测定断面上气流的密度,kg/m³
气流的密度可按下式计算ρ=2.696[1.293(1-y_w)+0.804y_w]

(kg/m³)（式3）
式中P_s´测定断面上气流的平均静压(绝对压力),P_s´=p_s+p_a，kPa
P_s气流的平均静压（相对压力），kPa
T_s气体（即室内气体）温度，K。
3、管道中气体流量的测定
（1）根据断面平均流速计算根据各点流速可求出断面平均流速v¯,则气体流量为
Q=A

（m³/s）（式4）
式中A管道横断面积，m²
（2）用静压法测定根据测得的吸气均流管入口处的平均静压的绝对值|P_s|，并算出气体流量
Q=φA

(m³/s）（式5）
式中|P_s|均流管处气流平均静压的绝对值,Pa
φ均流管的流量系数。
标准状态下（273.15K101.33kPa）的干气体流量为Q_N=2.696Q(1-y_w)

（m³/s）
4.旋风除尘器压力损失和阻力系数的测定
本实验采用静压法测定旋风除尘器的压力损失。由于本实验装置中除尘器进、出口接管的断面积相等，气流动压相等，所以除尘器压力损失等于进、湖口接管断面静压之差，即Δp=p_si-p_s0（式7）
测出旋风除尘器的压力损失之后，便可计算出旋风除尘器的阻力系数ξ=

（式8）
式中v₁旋风除尘器进口风速，m/s
5.除尘系统中气体含尘浓度的计算
（1）旋风除尘器入口前气体含尘浓度的计算C_i=

（式9）
（2）旋风除尘器出口后气体含尘浓度的计算C₀=

（式10）
式中C_iC₀除尘器进出口的气体含尘浓度，g/m³
G_f发尘量与收尘量
Q_iQ₀除尘器进、出口的气体量，m³/s
τ发尘时间，s
6.除尘效率的测定与计算
（1）质量法测出同一时段进入除尘器的粉尘质量G_f（g）和除尘捕集的粉尘质量G_s（g），则除尘效率
η=

×100%（式11）
(2)浓度法用等速采样法测出除尘器进口和出口管道中气流含尘浓度C_i和C₀（mg/m³），则除尘效率
η=

×100%（式12）
7、除尘器处理气体量和漏风率的计算
处理气体量Q=

（Q_i+Q₀）
漏风率δ=

×100%
四、实验装置和仪表
配套实验装置包括
1.微电脑进气粉尘浓度检测系统1套 2.微电脑尾气粉尘浓度检测系统1套
3.微电脑在线风量检测系统1套 4.微电脑在线风速检测系统1套
5.微电脑在线风压检测系统1套 6.10英寸液晶显示器1套
7.在线温度、湿度检测系统1套； 8.配套分析处理软件1套（能记录保存实验数据，数据变化曲线分析，取样时间设定，工作效率自动换算等功能）
9.微型数据打印机（可直接打印分析数据、不需另配计算机和打印机）1套；
10.数据处理分析系统1套； 11.计算机通讯接口1套；
12.控制检测系统开关电源1套 13.设备相关展示台1套（展示并讲解设备的工艺流程）
14.专用测压软管1套 15.气尘混合系统1套；
16.气体整流板1套； 17.系统静压测口2个
18.透明有机玻璃喇叭型进灰管段1套；19.自动粉尘加料装置1套；
20.卸灰装置（集尘室）1套； 21.进出口风管1套；
22.人工取样口2个 23.高压离心通风机1台；
24.风量调节阀1套； 25.调节电位器1个
26.漏电保护开关1个 27.指示按钮开关3只；
28.电源线1批； 29.工作电压表1个，工作电流表1个
30.金属电器控制箱1台 31.不锈钢支架、管道、开关等1套。
本实验需自行配备以下仪器。
（1）干湿球温度计1支；（9）湿式冲击瓶2个；
（2）空盒式气压表1个；（10）旋片式真空泵2个；
（3）钢卷尺2个；（11）秒表2个；
（4）转子流量计1支。（12）光电分析天平1台；
（5）倾斜式微压计3台；（13）托盘天平1台；
（6）毕托管2支；（14）鼓风干燥机1台；
（7）烟尘采样管2支；（15）干燥器2个；
（8）烟尘测试仪2台；（16）弹簧压力表1支；

旋风除尘器结构示意图

五、实验步骤
测定室内空气干球和湿球温度、大气压力、计算空气湿度。
测量管道直径，确定分环数和测点数，求出各测点距管道内壁的距离，并用胶布标志在皮托管和采样管上。
测定各点流速和风量。用测压计测出各点气流的动压和静压，求出气体的密度、各点的气流速度、除尘器前后的风量。
用托盘天平城好一定量的尘样。
测定除尘效率：用取样泵一头与除尘器进、出口风管上的取样口连接另一头与烟尘测试仪相连，分别测出进气口与出气口中的气体含尘浓度并计算其含尘浓度。
6、改变系统风量，重复上述试验，确定旋风除尘器在各种工况下的性能。
六、试验数据的记录与整理
实验时间年月日空气干球温度（t_d）℃
空气湿球温度（t_v）℃空气相对湿度（Ф）%
空气压力（p）Pa空气密度（ρ）Kg/m³
计算旋风除尘器的处理气体量和漏风率，并将测定及计算结果记入表1
计算旋风除尘器在各种工况下的压力损失和阻力系数并记入表2
计算旋风除尘器在各种工况下的除尘效率记入表3
表1除尘器处理风量测定结果记录表

测定次数	U型管测压计或/微压计读数			微压计倾斜角度系数K	静压/Pa ps=KΔ·g	流量系数φ	管内流速v/(m/s)	风管横截面积F1/(m/s)	风量Q/(m3/h)	除尘器进口面积F2/m2	除尘器进口气速v2/(m/s)
测定次数	初读l₁/mm	终读l₂/mm	实际Δl=l₁-l₂/mm	微压计倾斜角度系数K	静压/Pa ps=KΔ·g	流量系数φ	管内流速v/(m/s)	风管横截面积F1/(m/s)	风量Q/(m3/h)	除尘器进口面积F2/m2	除尘器进口气速v2/(m/s)

表2除尘器阻力测定结果记录表

测定次数

微压计读数

微压计K值

a、b断面间的静压差Δp_ab/Pa

比摩阻R_L

直管长度l/m

管内平局动压p_d/Pa

管间的总阻力系数∑ξ

管间的局部阻力系数Δp_m/Pa

除尘器阻力Δp/Pa

除尘器在标准状态下的阻力Δp_Nm/Pa

除尘器进口截面处动压p_d1/Pa

除尘器阻力系数ξ

初读l₁/mm

终读l₂/mm

实际Δl=l₁-l₂/mm

表3除尘器效率测定结果记录表

测定次数	发尘量G_i/g	发尘时间τ/s	除尘器进口气体含尘浓度C_i(g/m³)	收尘量Gs/g	除尘器出口气体含尘浓度C_j/(g/m³)	除尘器效率η/%

七、讨论（讨论结果写入实验报告中）
1.用动压法和用静压法测得的气体流量是否相同，哪一种方法更准确些，为什么？
2.当用静压法测定风量时，在清洁气流中测定和在含尘气流中测定的数值是否相等，哪一个数值更接近除尘器的运行工况，为什么？
3.用质量法和采样浓度计算的除尘效率，哪一个更准确些，为什么？
4.用静压法测定和计算旋风除尘器的压力损失有何优缺点？你能提出改进方法吗？
5.旋风除尘器的除尘效率和压力损失随处理气量的变化规律是什么？它对旋风除尘器的选择和运行控制有何意义？
6.你认为实验中还存在什么问题？应如何改进？

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