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2019-11-08 08:05

文丘里除塵器性能測定實驗裝置說明書

文丘里除塵器性能測定實驗裝置說明書
一、實驗?zāi)康暮鸵饬x
濕式除塵器是使含塵濃度氣體與液體密切接觸,利用水滴和顆粒的關(guān)心國家大事碰撞及他作用捕集粉塵或使粒徑增大的裝置。文丘里洗滌器是濕式除塵器的一種,屬高效除塵器,常用于高溫?zé)煔饨禍睾统龎m。影響文丘里洗滌器性能的因素較多,為了使其在合理的操作條件下達(dá)到高除塵效率,需要通過實驗研究各因素影響其性能的規(guī)律。
通過本實驗:1、要進(jìn)一步提高本科學(xué)生對文丘里洗滌器結(jié)構(gòu)形式和除塵機(jī)理的認(rèn)識;
2、學(xué)習(xí)濕式除塵器動力消耗的測定方法;
3、了解濕法除塵與干法除塵在除塵性能測定中的不同實驗方法;
4、管道中各點流速和氣體流量的測定
5、文丘里除塵器的壓力損失和阻力系數(shù)的測定
6、文丘里除塵器的除塵效率測定
7、并通過實驗方案設(shè)計和實驗結(jié)果分析,加強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
設(shè)備特點
1、可測定文丘里除塵器除塵效率。
2、可測定研究處理風(fēng)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(jìn)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(fēng)量、風(fēng)壓檢測系統(tǒng)(能在線監(jiān)測各段的風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量,并具有數(shù)據(jù)采集與直接打印輸出功能)。
5、設(shè)備帶有機(jī)械自動發(fā)塵裝置、發(fā)塵量可精確控制調(diào)節(jié)。
6、設(shè)備配有氣塵混合系統(tǒng),使風(fēng)管內(nèi)的粉塵分布均勻、取樣檢測更精確。
7、處理風(fēng)量、進(jìn)塵濃度等可自行調(diào)節(jié)。
8、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(shè)備系統(tǒng)還在凈化設(shè)備前后配有人工采樣口。二、實驗原理和方法
文丘里洗滌器性能(處理氣體流量、壓力損失、除塵效率、及喉口速度、液氣比、動力消耗等)與其結(jié)構(gòu)形式和運行條件密切相關(guān)。本實驗是在除塵器結(jié)構(gòu)相識和運行條件已定的前提下,完成除塵器性能的測定。
處理氣體量及喉口速度的測定和計算
(1)處理氣體量的測定和計算測定文丘里洗滌器處理氣體量,應(yīng)同時測出除塵器進(jìn)、出口的氣體流量(QG1、QG2)取其平均值作為除塵器的處理氣體量(QG)。這類測定QG的方法稱為動壓法,其計算式如下。
QG=(QG1+QG2)(m3/s)(式1)
除塵器漏風(fēng)濾(δ)按下式計算。
δ=%(式2)
當(dāng)實驗系統(tǒng)漏風(fēng)率小于5%時,還可采用靜壓法測定QG,即根據(jù)測得的系統(tǒng)喇叭形入口均流管處平均靜壓(),按下式計算。
QG=φVA(m3/s)(式3)
式中φV——喇叭形入口均流管的流量系數(shù)
A——測定斷面的面積,m2
——管道中氣體密度,kg/m3
(2)喉口速度的測定和計算若文丘里洗滌器喉口斷面積為AT,則其喉口平均氣流速度(VT)為
T=QG/AT(m/s)(式4)
2、壓力損失的測定和計算
文丘里洗滌器壓力損失(ΔpG)為除塵器進(jìn)、出口氣體平均全壓差。若實驗裝置中除塵器進(jìn)、出口連接管道的斷面積相等,則其壓力損失可用除塵器進(jìn)、出口管道中氣體的平均靜壓差(Δps12)表示,即
ΔpG=Δps12-∑Δpi(式5)
ΔpG=Δps12-(lRL+Δpm)(式6)
式中ΔpG——文丘里洗滌器壓力損失,Pa;
Δps12——文丘里洗滌器進(jìn)、出口管道中氣體的平均靜壓差,Pa;
Δpi——文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)壓力損失之和,Pa;
l——文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)管道長度,m;
RL——單位長度管道的摩擦阻力,即摩擦比,Pa;
Δpm——文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)局部阻力,Pa。
應(yīng)該指出,洗滌器壓力損失隨操作條件變化而改變,本實驗的壓力損失測定應(yīng)在洗滌器穩(wěn)定運行(VT、L保持不變)的條件下進(jìn)行,并同時測定記錄VT、L數(shù)據(jù)。
3、耗水量及液氣比的測定和計算
文丘里洗滌器的耗水量(QL),可通過設(shè)在洗滌器進(jìn)水管上的流量計13()直接讀得。在同時策得洗滌器處理氣體量(QG)后,即可由下式求出液氣比(L)
L=QL/QG(L/m3)(式7)
4、除塵效率的測定和計算
文丘里洗滌除塵效率(η)的測定,亦應(yīng)在按除塵器穩(wěn)定運行的條件下進(jìn)行,并同時記錄VT、L等操作指標(biāo)。
文丘里除塵器的除塵效率常用質(zhì)量濃度法測定,即在除塵器進(jìn)、出口測定斷面上,用等速采樣法同時測出氣流含塵濃度,并按下式計算。
η=%(式8)
式中C1,C2——分別為文丘里洗滌器進(jìn)、出口氣流含塵濃度,g/m3。
考慮到霧沫分離器不可能捕集全部液滴,文丘里洗滌器出口氣體中水分含量一般偏高,故在進(jìn)、出口測定斷面同時采樣時,宜使用濕式?jīng)_擊瓶作為集塵裝置。
5、除塵器動力消耗的測定和計算
文丘里洗滌器動力消耗(E)等于通過洗滌器氣體的動力消耗與加入液體的動力消耗之和,計算如下。
E=(kW·h/1000m3氣體)(式9)
式中ΔpG——通過文丘里洗滌器氣體的壓力損失,Pa(3600Pa=1kW·h/1000m3氣體);
ΔpL——加入洗滌器液體的壓力損失,即供水壓力Pa;
QL——文丘里洗滌器耗水量,m3/s
QG——文丘里洗滌器處理氣體量,m3/s。
上式中所列的ΔpG、QG、QL已在實驗總測得。因此,只要在除塵器進(jìn)水管上的壓力表讀得ΔpL,便可按式9計算除塵器動力消耗(E)。
應(yīng)當(dāng)注意的是,由于操作指標(biāo)T、L對動力消耗(E)影響很大,所以本實驗所測得的動力消耗(E)是針對某一操作狀況而言的。
三、實驗裝置、流程和儀器
技術(shù)指標(biāo)
1、環(huán)境溫度:5℃~40℃;2、系統(tǒng)風(fēng)量0~200m3/h;
3、文丘里除塵效率約:90~99%;4、氣體的含塵濃度:<50g/m3;
5、壓力降:<3000Pa;6、喉管處氣體流速:50-120m/s;
7、塔徑≥250mm;8、塔高≥1500mm;
9、裝置總體尺寸:長×寬×高≥2600×600×2600mm;
10、電源380V三相四線制功率2000W。
實驗裝置
1、微電腦進(jìn)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(fēng)量檢測系統(tǒng)1套4、微電腦在線風(fēng)速檢測系統(tǒng)1套
5、微電腦在線風(fēng)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(shè)定,工作效率自動換算等功能)
9、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)1套;10、計算機(jī)通訊接口1套;
11、控制檢測系統(tǒng)開關(guān)電源1套
12、專用測壓軟管1套13、氣塵混合系統(tǒng)1套;
14、氣體整流板1套;15、系統(tǒng)靜壓測口2個
16、透明有機(jī)玻璃喇叭型進(jìn)灰管段1套;17、自動粉塵加料裝置1套;
18、液體流量計1只19、耐酸耐堿水泵1臺
20、液體噴射分配裝置1套21、儲液水箱1個
22、調(diào)節(jié)球閥1套23、進(jìn)出口風(fēng)管1套;
24、人工取樣口2個25、高壓離心通風(fēng)機(jī)1臺;
26、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥1套;27、調(diào)節(jié)電位器1個
28、漏電保護(hù)開關(guān)1個29、指示按鈕開關(guān)4只;
30、電源線1批;31、工作電壓表1個,工作電流表1個
32、金屬電器控制箱1臺33、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(fēng)干燥機(jī)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;
四、實驗內(nèi)容和要求
1、實驗內(nèi)容
室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)的測定。包括室內(nèi)空氣的干球溫度、濕球溫度、相對濕度、當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ葏?shù)測定,計算空氣中水蒸氣體積分?jǐn)?shù)(除塵系統(tǒng)中氣體含濕量)。
文丘里洗滌器實驗裝置的測定。包括測量文丘里洗滌器進(jìn)、出口測定斷面直徑和喉口直徑,確定采樣斷面分環(huán)數(shù)和測點數(shù);除塵系統(tǒng)入口喇叭形均流管流量系數(shù)φV測定;文丘里洗滌除塵器供水系統(tǒng)和發(fā)塵系統(tǒng)調(diào)節(jié),保證實驗系統(tǒng)在液氣比L=0.7~1.0L/m3和進(jìn)口氣流含塵濃度為3~10g/m3范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。
文丘里洗滌器性能的測定和計算。在固定文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)進(jìn)口發(fā)塵濃度和液氣比條件下,測定和計算文丘里洗滌器處理氣體量(QG)、漏風(fēng)率(δ)、喉口速度(T)、壓力損失(Δp)和除塵效率(η)。
實驗結(jié)果分析。認(rèn)真記錄文丘里洗滌器處理氣體量和喉口速度、液氣比、壓力損失和除塵效率(通過率)等性能參數(shù)測定數(shù)據(jù),分析文丘里洗滌器除塵效率(通過率)、壓力損失和喉口速度的關(guān)系。
2、實驗要求
本實驗為綜合應(yīng)用型實驗,若教學(xué)需要也可以請學(xué)生重新設(shè)計實驗系統(tǒng),轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計型實驗。因此,本實驗應(yīng)安排在除塵裝置課堂教學(xué)以后進(jìn)行。學(xué)生應(yīng)在完成本教程前述實驗且熟悉文丘里洗滌器的基礎(chǔ)上參加本實驗。
本實驗要求學(xué)生在了解實驗原理和方法、實驗裝置和流程、實驗內(nèi)容和要求的基礎(chǔ)上,自行編制實驗程序和步驟,自行設(shè)計各類實驗數(shù)據(jù)記錄表和分析圖,獨立完成文丘里洗滌器T-Δp和T-η(P)性能曲線分析。
(3)上述實驗內(nèi)容(2)中要求本實驗應(yīng)在固定液氣比L和發(fā)塵濃度C1的條件下進(jìn)行,實際上,液氣比L和喉口速度T均為影響文丘里洗滌器壓力損失Δp和除塵效率η的重要因素。為了加深學(xué)生對文丘里洗滌器性能的了解,亦可通過改變L和T,測定壓力損失,并要求學(xué)生采用回歸分析方法,提出實驗用文丘里洗滌器的壓力損失Δp計算模型。
(4)本實驗測定中,氣體壓力損失ΔpG、液體壓力損失ΔpL、處理氣體量QG、耗水量QL、喉口速度T、除塵效率η、通過率P和動力消耗E等參數(shù)皆應(yīng)取三組以上實驗數(shù)據(jù),并取其平均值作為實驗結(jié)果。
五、實驗數(shù)據(jù)記錄和整理
1、室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)測定
本實驗中有關(guān)空氣的溫度、壓力、含濕量等環(huán)境參數(shù)記錄和整理參看實驗五,并由學(xué)生自行設(shè)計記錄表匯總。
2、文丘里洗滌器試驗裝置測定
文丘里洗滌器結(jié)構(gòu)參數(shù)在實驗裝置上測量取得,耗水量QL在系統(tǒng)流量計13讀取,并同時記錄供水壓力ΔpL、在入口均流管靜壓測孔連接的微壓計讀取靜壓|ps|。自行設(shè)計實驗記錄表并將上述數(shù)據(jù)匯總。
3、文丘里洗滌器性能測定和計算
文丘里洗滌器處理氣體量QG按式1或式3計算,除塵器漏風(fēng)率按式2計算,壓力損失ΔpG按式5計算,喉口速度T按式4計算,液氣比L按式7計算,除塵效率按式8計算,動力消耗E按式9計算。自行設(shè)計文丘里洗滌器性能測定計算表匯總。表1可作為學(xué)生設(shè)計記錄表的參考。
4、實驗結(jié)果分析
實驗結(jié)果分析是在完成壓力損失Δp除塵效率η或通過率(P)和喉口速度T液氣比(L)等性能參數(shù)測定后進(jìn)行,應(yīng)至少取得五組不同T(或L)下的Δp和η(P)數(shù)據(jù),再開展分析研究?梢晫嶒灲虒W(xué)安排在以兩個方面選擇一項完成。
壓力損失、除塵效率和喉速度的關(guān)系分析Δp、η(P)與T的相互關(guān)系,并繪制T-Δp和T-η(P)實驗性能曲線。
壓力損失和喉口速度、液氣比的關(guān)系根據(jù)取得的實驗數(shù)據(jù),分析Δp與T、L的相關(guān)關(guān)系,采用回歸分析方法,建立Δp=f(T,L)的計算模型。
六、討論(討論結(jié)果寫入實驗報告)
分析文丘里洗滌器的結(jié)構(gòu),說明收縮管、喉管和擴(kuò)散管的長度、直徑、擴(kuò)張角度等幾何尺寸對除塵效率和壓力損失的影響。
試比較采用動壓法和靜壓法測定文丘里洗滌器處理氣體量的差別,并分析其原因。
為什么文丘里洗滌器性能實驗應(yīng)該在操作指標(biāo)T、L固定的運行狀態(tài)下進(jìn)行測定/
根據(jù)實驗結(jié)果,試分析影響文丘里洗滌器效率的主要因素。
根據(jù)實驗結(jié)果,試說明降低文丘里洗滌器動力消耗的主要途徑。