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)
	初读l1/mm	终读l2/mm	实际Δl=l1-l2/mm

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Δpab/Pa

比摩阻RL

直管长度l/m

管内平局动压pd/Pa

管间的总阻力系数∑ξ

管间的局部阻力系数Δpm/Pa

除尘器阻力Δp/Pa

除尘器在标准状态下的阻力ΔpNm/Pa

除尘器进口截面处动压pd1/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Gi/g	发尘时间τ/s	除尘器进口气体含尘浓度Ci(g/m3)	收尘量Gs/g	除尘器出口气体含尘浓度Cj/(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？