袋式除塵器性能實驗

環(huán)工綜合實驗袋式除塵器性能實驗實驗報告環(huán)境科學與工程學院實驗中心實驗題目袋式除塵器性能實驗實驗類別綜合實驗室實驗時間實驗環(huán)境同組人數(shù)一、實驗?zāi)康?.通過本實驗，進一步提高對袋式除塵器、結(jié)構(gòu)、形式和除塵機理的認識；

2.掌握袋式除塵器主要性能的實驗方法；

3.了解過濾速度對袋式除塵器壓力損失及除塵效率的影響。二、實驗儀器及設(shè)備實驗設(shè)備：袋式除塵器袋式除塵器性能實驗流程圖

1一粉塵定量供給裝置；2一粉塵分散裝置；3—喇叭形均流管；4一靜壓測孔；5一除塵器進口測定斷面；6－袋式除塵器；7一微壓計；實驗儀器：微壓計，皮托管，秒表，電子天平（分度值為1g），滑石粉一般來說，各種除塵機理并不是同時有效，而是一種或是幾種聯(lián)合起作用。而且，隨著濾料的空隙、氣流流速、粉塵粒徑以及其他原因的變化，各種機理對不同濾料的過濾性能的影響也不同。實際上，新濾料在開始濾塵時，除塵效率很低。使用一段時間后，粗塵會在濾布表面形成一層粉塵初層。上述各種捕集機理，對一塵粒來說并非都同時有效，起主導(dǎo)作用的往往只是一種機理，或二、三種機理的聯(lián)合作用。其主導(dǎo)作用要根據(jù)塵粒性質(zhì)、濾料結(jié)構(gòu)、特性和運行條件等實際情況確定。隨著濾料的空隙、氣流流速、粉塵粒徑以及其他原因的變化，各種機理對不同濾料的過濾性能的影響也不同。實際上，新濾料在開始濾塵時，除塵效率很低。使用一段時間后，粗塵會在濾布表面形成一層粉塵初層。（二）工作原理含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上；

沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中；

粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層。新鮮濾料的除塵效率較低；

粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率。（三）注意事項：隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袈兩側(cè)的壓力差增大，會把已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降。除塵器壓力過高，還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后，要及時清灰。清灰不應(yīng)破壞粉塵初層（四）濾料的選擇1．對濾料的要求=1\*GB3①容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低=2\*GB3②使用壽命長，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度=3\*GB3③表面光滑的濾料容塵量小，清灰方便，適用于含塵濃度低、粘性大的粉塵，采用的過濾速度不宜過高=4\*GB3④表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過濾速度，但必須及時清灰2．濾料種類按濾料材質(zhì)分：天然纖維棉毛織物（適于無腐蝕、350一360K以下氣體）無機纖維（主要指玻璃纖維，化學穩(wěn)定性好，耐高溫；質(zhì)地脆）合成纖維（性能各異，滿足不同需要，擴大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域）實驗原理問答題：1．什么是靜壓、動壓和全壓？答：靜壓(Pi)：由于空氣分子不規(guī)則運動而撞擊于管壁上產(chǎn)生的壓力稱為靜壓。計算時，以絕對真空為計算零點的靜壓稱為絕對靜壓。以大氣壓力為零點的靜壓稱為相對靜壓?？照{(diào)中的空氣靜壓均指相對靜壓。靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，是一種力，它的表現(xiàn)將氣體壓縮、對管壁施壓。管道內(nèi)氣體的絕對靜壓，可以是正壓，高于周圍的大氣壓；也可以是負壓，低于周圍的大氣壓。動壓(Pb)：指空氣流動時產(chǎn)生的壓力，只要風管內(nèi)空氣流動就具有一定的動壓。動壓是單位體積氣體所具有的動能，也是一種力，它的表現(xiàn)是使管內(nèi)氣體改變速度，動壓只作用在氣體的流動方向恒為正值。全壓(Pq)：全壓是靜壓和動壓的代數(shù)和：Pq＝Pi+Pb全壓代表單位氣體所具有的總能量。若以大氣壓為計算的起點，它可以是正值，亦可以是負值。三者關(guān)系：靜壓是由于分子運動力產(chǎn)生的對壁面的壓能，在流場內(nèi)各點大小都一致；動壓是因為流體動量形成的壓能，僅在迎著來流方向存在。這是一對理論范疇。全壓是靜壓和動壓的總和，反應(yīng)了流體的做功能力水平。在流體流動過程中，扣除阻力損失后，靜壓和動壓會相互轉(zhuǎn)化，并不是不變的。2．皮托管的測壓機理是什么？使用中要注意什么？答：（一）測量原理皮托靜壓管(以下簡稱皮托管)是由一個垂直在支桿上的圓筒形流量頭組成的管狀裝置。本裝置在側(cè)壁周圍有一些靜壓孔,頂端有一個迎流的全壓孔。它能測出差壓，并根據(jù)差壓確定流場中某處的流速，由流速與面積的乘積計算出流量。皮托管的測量原理是基于伯努利方程在空氣中應(yīng)用的一個實例，如下圖所示。當理想流體均勻的平行流向靜止物體時，設(shè)想其中一條流線撞在物體上（即圖中的A點），在此處流體發(fā)生分岔，A點稱為滯止或駐點，A點的流速為零，VA＝0。如果我們選擇兩個截面Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅰ截面流動沒有受到任何的影響，流束是平行的，流速形成規(guī)則的速度分布，截面上各點的靜壓力相等。Ⅱ－Ⅱ截面流動受到影響，流束密集，流速加快，靜壓降低。則兩個面上的伯努利方程為：式中：—Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ區(qū)間的流體阻力系數(shù)，這里可以不考慮即：＝0；—流體密度，因為是均勻的K－速度分布不均勻系數(shù)，這里可設(shè)K1＝K2＝1；P－兩個截面的靜壓力；V－兩個截面的流速，V2＝VA＝0。整理得到公式為：式中：P2－總壓力（因為動壓為零）；P1－靜壓力。如上圖所示，若在物體B點開一個孔，由于均勻流場中靜壓力相等，則P1＝PB＝P0；令P2＝P1，V1＝V，則公式就變成為：式中：P-P0實際上是流場中某一點流體的動壓力P。（二）皮托管結(jié)構(gòu)皮托管的原理結(jié)構(gòu)如下圖所示,當一臺差壓計兩端分別與總壓管和靜壓管連接,這樣差壓計上就可以顯示出動壓值來。上圖是一般皮托管的結(jié)構(gòu),為了能看清楚把兩端放大。如圖中可以看到皮托管外形是一個直角彎折的金屬管，與管軸平行安置的直角邊是測頭，其頂端有一個總壓孔，在其側(cè)壁有若干個靜壓孔?？倝嚎着c靜壓孔不相通，分別用導(dǎo)壓管引出，從靜壓孔至總壓孔稱為鼻端。直角的另一邊稱為支桿，引出總壓孔和靜壓孔的接頭以便與微壓計相連。其上有定向桿，指示鼻端方向。測量總壓力的管子叫皮托管；測量靜壓力的管子叫靜壓管。（三）皮托管的使用方法1.要正確選擇測量點斷面，確保測點在氣流流動平穩(wěn)的直管段。為此，測量斷面離來流方向的彎頭、變徑異形管等局部構(gòu)件要大于4倍管道直徑。離下游方向的局部彎頭、變徑結(jié)構(gòu)應(yīng)大于2倍管道直徑。2.測量時應(yīng)當將全壓孔對準氣流方向，以指向桿指示。測量點插入孔應(yīng)避免漏風，可防止該斷面上氣流干擾。用皮托管只能測得管道斷面上某一點的流速，由于斷面流量分布不均勻，因此該斷面上應(yīng)多測幾點，以求取平均值。3.使用前測試一下暢通性。小靜壓孔經(jīng)常檢查，勿使雜質(zhì)堵塞小孔使用后及時清潔內(nèi)外管，以保證長期良好狀態(tài)。4．皮托管的直徑規(guī)格選擇原則是與被測管道直徑比，不大于0.02。以免產(chǎn)生干擾，使誤差增大。測量時不要讓皮托管靠近管壁。5．測量時應(yīng)當將全壓孔對準氣流方向，以指向桿指示。測量點插入孔處應(yīng)避免漏風，防止該斷面上氣流干擾。按管道測量技術(shù)規(guī)范，應(yīng)合理選擇測量斷面的測點。6．皮托管只能測得管道斷面上某一點的流速，但計算流量時要用平均流速，由于斷面流量分布不均勻，因此該斷面上應(yīng)多測幾點，以求取平均值。測點按煙道(管道)測量法規(guī)定，按“對數(shù)一線性”法劃分，也可按常用的等分面積來劃分。（四）注意事項a.皮托管測量頭的軸線與管壁的距離不得小于測頭直徑。b. 皮托管的位置應(yīng)測準到下列兩個允差中的較小者?！?.005x,其中x是平行于皮托管定位方向的管道尺寸；±0.005y，其中y是皮托管到最近管壁的距離。c. 矩形橫截面測量點的最小數(shù)目為25，測點位置應(yīng)根據(jù)平行于各管壁的五條直線的交叉點來確定，若采用算術(shù)法計算軸向平均速度測點分布按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。d. 圓形橫截面的各測點應(yīng)被設(shè)置在同心圓上，在橫截面上至少為兩個相互正交的直徑上，每個半徑上至少3點，因而在一個截面中至少有12個測點。e. 使用皮托管定期檢驗、標定。（五）皮托管的保養(yǎng)1．1.使用中可能造成管子彎曲。在使用前檢查一次，明顯撓曲預(yù)先校直，錐頭損傷則不能再使用。2．2.在含塵管道中使用后，管內(nèi)可能有積塵或水汽。應(yīng)在使用后用吹氣方法吹凈后盛盒?；蛟谑褂们皽y試一下暢通性。使用后及時清潔內(nèi)外管，以保證長期良好狀態(tài)。3．小靜壓孔經(jīng)常檢查，勿使雜質(zhì)堵塞小孔，造成壓力不通。四、實驗步驟1.運行除塵器，測進口和出風口的靜壓和管徑中心的動壓；2.稱量500g滑石粉，在進風口處5min內(nèi)均勻送塵完畢后，測進風口和出風口的平均靜壓和管徑中心處動壓，然后振打清灰，收集灰斗處粉塵質(zhì)量，計算除塵效率。3.稱量1000g滑石粉，重復(fù)步驟2，并計算在該條件下的除塵效率。五、實驗記錄及原始數(shù)據(jù)組別進塵量/g進風口出風口粉塵捕集量/g靜壓/Pa動壓/Pa靜壓/Pa動壓/Pa10-119125-1220502500-100-115-2120-120-15-178840六、數(shù)據(jù)處理及結(jié)論組別進塵量/g進風口出風口壓力損失ΔP/Pa除塵效率η/%靜壓/Pa動壓/Pa全壓/Pa靜壓/Pa動壓/Pa全壓/Pa1500-109.512010.5-7169162151.583.621000-119.5122.53-13.5191.517817584取第一組（500g）數(shù)據(jù)進行計算：進風口靜壓：（-119-100）÷2=-109.5Pa動壓：（125+115）÷2=120Pa全壓：120-109.5=10.5Pa出風口靜壓：（-12-2）÷2=-7Pa動壓：（205+133）÷2=169Pa全壓：169-7=162Pa壓力損失：162-10.5=151.5Pa除塵效率：418÷500×100%=83.6%七、思考題1.試分析袋式除塵器壓力損失，流量和除塵效率之間的關(guān)系？答：袋式除塵器的壓力損失比除塵效率具有更重要的技術(shù)經(jīng)濟意義，它不但決定著能量消耗，而且決定著旋風除塵器的除塵效率及清灰周期等。它與除塵器的結(jié)構(gòu)、濾科種類、粉塵性質(zhì)及粉塵層特性、清灰方式、氣體溫度、濕度、粘度等因素均有關(guān)系。它由三個部分構(gòu)成，公式表示為:P＝Pc+Pf+Pd式中：P——除塵器的總阻力，Pa；Pc——除塵器設(shè)備阻力，Pa，200-500Pa；Pf——濾料阻力，Pa，50-100Pa；Pd——沉積粉塵層的阻力，Pa，500-2500Pa。Pc指氣體通過除塵器出入口及內(nèi)部擋板、文氏管等產(chǎn)生的阻力。Pf指清潔濾料自身的阻力，即：Pf＝fuv式中f——濾料的阻力系數(shù)，1/m；u——氣體的粘性系數(shù)，kg/m·s；v——過濾風速，m/s。Pf一般很小，但就濾科而言，阻力小意味著孔隙大，粉塵易穿透，除塵效率也很低，因此一般都選用具有一定初阻力的濾料。一般長纖維濾料阻力高于短纖維濾料，不起絨濾阻力高于起絨濾料；紡織濾料阻力高于氈類濾料；布重較重的濾料阻力高于較輕的濾料。壓力損失與過濾風速的關(guān)系：隨著過濾風速的增大，阻力呈上升趨勢。根據(jù)實驗得下表：實驗項目壓力損失△P/Pa效率η%500g151.783.61000g17584基本可以看出效率隨壓力損失的增大而增大。同時，流量的大小取決于一定時間內(nèi)，進入除塵器的粉塵的量。經(jīng)比較，吸入1000g粉塵比吸入500g粉塵，所獲得的效率大，所以可以判斷除塵器的除塵效率隨流量的增大而增大。2.除塵器除塵效率高，就能說明除塵器除塵性能好嗎？為什么？答：除塵器除塵效率高，并不一定就能說明除塵器除塵性能好。下面假設(shè)一臺袋式除塵器的效率很高，打到99.9%，卻可能存在以下缺點：=1\*GB3①對直徑1μm以上的粉塵去除效率很高，對于直徑1μm以下的粉塵去除效率很低。而現(xiàn)今所處理的粉塵大多數(shù)直徑在1μm以下。=2\*GB3②除塵效率高要求較大的壓力損失，而壓力損失一般伴隨著流量增大，但流量的增大反而會降低除塵器的除塵效率。=3\*GB3③除塵器要求在較為嚴格的環(huán)境下才能保持較高的除塵效率（例如適宜的溫度、濕度和氣壓），因此對環(huán)境的變化的抗干擾能力差。=4\*GB3④不能在流量較大的情況下，仍保持較高的處理效率。=5\*GB3⑤設(shè)備體積龐大，占