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數(shù)據(jù)采集旋風除塵器實驗指導書

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)塵量可精確控制調節(jié)。
7.設備配有氣塵混合系統(tǒng)，使風管內的粉塵分布均勻、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)吸入的是室內空氣，所以近似用室內空氣的溫度和濕度代表管道內氣流的溫度t_s和濕度y_w。由掛在室內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p_v，則空氣所含水蒸氣的體積分數(shù)
y_w=Ф

（式1）
式中p_v飽和水蒸氣壓力，kPa
p_a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p_k和靜壓p_s。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/m³
氣流的密度可按下式計算ρ=2.696[1.293(1-y_w)+0.804y_w]

(kg/m³)（式3）
式中P_s´測定斷面上氣流的平均靜壓(絕對壓力),P_s´=p_s+p_a，kPa
P_s氣流的平均靜壓（相對壓力），kPa
T_s氣體（即室內氣體）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

（m³/s）（式4）
式中A管道橫斷面積，m²
（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|P_s|，并算出氣體流量
Q=φA

(m³/s）（式5）
式中|P_s|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)

（m³/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v₁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C₀=

（式10）
式中C_iC₀除塵器進出口的氣體含塵濃度，g/m³
G_f發(fā)塵量與收塵量
Q_iQ₀除塵器進、出口的氣體量，m³/s
τ發(fā)塵時間，s
6.除塵效率的測定與計算
（1）質量法測出同一時段進入除塵器的粉塵質量G_f（g）和除塵捕集的粉塵質量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C₀（mg/m³），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+Q₀）
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)開關電源1套 13.設備相關展示臺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.風量調節(jié)閥1套； 25.調節(jié)電位器1個
26.漏電保護開關1個 27.指示按鈕開關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；

旋風除塵器結構示意圖

五、實驗步驟
測定室內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/m³
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果記錄表

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)
測定次數(shù)	初讀l₁/mm	終讀l₂/mm	實際Δl=l₁-l₂/mm	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)

表2除塵器阻力測定結果記錄表

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Δp_ab/Pa

比摩阻R_L

直管長度l/m

管內平局動壓p_d/Pa

管間的總阻力系數(shù)∑ξ

管間的局部阻力系數(shù)Δp_m/Pa

除塵器阻力Δp/Pa

除塵器在標準狀態(tài)下的阻力Δp_Nm/Pa

除塵器進口截面處動壓p_d1/Pa

除塵器阻力系數(shù)ξ

初讀l₁/mm

終讀l₂/mm

實際Δl=l₁-l₂/mm

表3除塵器效率測定結果記錄表

測定次數(shù)	發(fā)塵量G_i/g	發(fā)塵時間τ/s	除塵器進口氣體含塵濃度C_i(g/m³)	收塵量Gs/g	除塵器出口氣體含塵濃度C_j/(g/m³)	除塵器效率η/%

七、討論（討論結果寫入實驗報告中）
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？

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