旋风除尘器实验

旋风除尘器实验仿真实验指导书通风与大气污染控制工程仿真系列实验蔡建安林晓飞编著安徽工业大学实验6-旋风除尘器实验一、实验目的（1）．了解除尘器性能试验台的结构及工作原理，掌握除尘器性能测试的基本方法。（2）．了解除尘器运行工况对其效率和阻力的影响。（3）．设定并测量除尘器的处理风量。（4）．测定除尘器阻力与处理风量的关系。（5）．测定除尘器效率与处理风量的关系。二、实验装置和虚拟设备除尘器性能测定试验台的结构如下图6-1所示，它主要由测试系统、实验除尘器和发尘装置等三个部分组成。图6-1除尘器性能实验装置结构图1．测试系统测试系统由进气段、出气段、静压孔、孔板流量计、风机和调节阀等组成。其中：（1）两静压环分别设在进、出气段上，用以测量两管段的气流静压值和计算出除尘器的阻力（当进、出气管道直径不相等时应用全压进行计算）。为了保证测量的精确性，两静压环的精确性，两静压环离除尘器的进、出口均有一定的距离，并在计算除尘器阻力时还将这两段管路的压头损失扣除。（2）孔板流量计设在气流比较洁净的出气段上，配以微压计后可测量系统的空气流量。（3）风量调节阀设在风机出口处，用以调节系统的空气流量。2．实验除尘器实验除尘器为一小型离心式除尘器，在其底部设卸灰斗，每次实验结束时可从此处将收集的灰尘取出。取灰时应注意一下两点：（1）每次取灰时，应将灰斗中的灰尘清扫干净，以免剩留。（2）每次取灰后，应将灰斗的盖板盖严，不得漏风以免使下次测试造成误差。3．发尘装置发尘装置为一振动式发尘器，其发尘量可通过调节漏斗的闸板开度进行控制，漏出的粉尘可通过进灰口进入系统。实验用粉尘可采用滑石粉、双飞粉、煤粉等干燥、松散的颗粒状粉尘。三、实验原理和工况点参数测量及计算方法1．风量的设置和调定根据除尘器的工作特性，本实验在测定除尘器的阻力、除尘效率与风量的关系时，采用的除尘器进口风速范围为10-20m/s，分4-6个测定点，可根据除尘器中的进口尺寸，计算出不同进口风速下的实验风量Q，在利用已标定的孔板流量计“压差”-空气流量曲线查出与Q相对应的压差值，最后利用风量调节阀门调定孔板流量计所配微压计的指示达到该“压差”值。（当室温与标定时差别较大时应进行换算修正或重新标定）。2．测定除尘器阻力与风量关系（1）按上述方法调定除尘器某实验风量后，利用进、出口气管段上的静压环和所配的微压计测定并计算出两处之间的静压差fP：)(afphKP式中：K——微压计比例系数h——微压计读值)(ap（2）计算在该风量下进、出气管段内的风速dVV21、，动压头21ddPP、和动压差dP。进、出气管段内的风速：)(3600211smRQV)(3600222smRQV式中：Q——实验风量（m3/h）R1，R2——进、出气段风管半径(m)进、出气管段内的动压头：)(2211adpVP)(2222adpVP式中：空气密度(kg.s2/m4)进、出气管的段内的动压差：)(21adddpPPP（3）计算除尘器前后管段的附加阻力进气段附加阻力：)(1111adfpPdlP式中：——摩擦阻力系数，铜板风筒可取=0.025l1——静压环至除尘器进口距离（包括方圆接头）(m)d1——进气段管道直径(m)出气段附加阻力：)(2222adfpPdlP式中：——弯头局部阻力系数，=0.18l2——静压环至除尘器出口直管段长度(m)d2——出气段管道直径(m)附加阻力之和：)(21afffpPPP（4）除尘器的阻力：)(afdfpPPPP（5）改变风量3次，重复上述实验步骤，直至完成所选定的不同风量下阻力的测定。（6）将所得到的几组实验数据描绘在以风量Q为横坐标，以阻力P为纵坐标的坐标图上，平滑地连接各实验点，从而得到QP曲线，即为除尘器的阻力与风量关系曲线。3．测定除尘器效率与风量的关系（1）按上述方法确定某风量后，称取不少于1kg的实验粉尘G1，并倒入发尘漏斗中。（2）启动发尘振动装置，控制除尘器入口空气含尘浓度5-10g/m3（发尘浓度预先调好）。（3）发尘完毕后首先停止振动装置，约1分钟后停止风机。（4）待风机稳定后，打开灰斗，收集灰斗中粉尘并称重，即得G2。（5）计算除尘器的除尘效率：12GG式中：G1——发尘量(g)G2——除尘器除下的粉尘量(g)（6）改变风量，重复上述步骤，直至完成所选定不同风量下的除尘效率的测定。实验数据处理：（1）除尘器的阻力与风量关系曲线（Q）。（2）除尘效率与风量的关系曲线（Q）。四、实验步骤和操作说明1．操作说明图6-2中序号说明：：stop开关，点击按钮，即可退出实验；：离心风机型号，点击菜单，即可在下拉列表中选型不同型号风机；单击离心风机下的“性能参数”即可弹出风机铭牌；：离心风机（鼓风机），点击风机图片，即可关闭/运行风机。：主控阀，用于调整流量，按住红色指针左右旋转，即可调整阀门开度，阀门全开时，表示开度最大，取值为1.0；全部关闭时开度最小，取值为0；阀门量程也可在界面直接修改；：发尘器，点击蓝色闪烁点，即可弹出如图6-3所示的放大图，在发尘参数设置的橙色框内，可任意设置发尘参数，点击“ok返回”按钮即可返回缩小图；：分析仪，用于测量进入除尘器前的烟尘浓度，点击分析仪即可弹出如图6-3所示的放大图，读取除尘前的烟尘浓度，再点击分析仪，即可返回简图；：U形管，测压，用于测量除尘器的全压，点击蓝色闪烁点，弹出如图6-3所示的放大图，可读得烟尘进入除尘器前的全压，点击“ok返回”按钮即可返回缩小图，可直接在U形管上修改量程；：U形管，测压2，用于测量除尘器的顶部和底部的压差，即能量损失；点击蓝色闪烁点，弹出如图6-4所示的放大图，可读得管道中的静压，点击“ok返回”按钮即可返回缩小图，可直接在U形管上修改量程；：除尘器设计，点击蓝色闪烁点，弹出如图6-4所示的放大图，旋风除尘器参数设置框和运行参数显示框，在参数设置框中可以设置柱体直径、柱体长、入口直径、椎体厂、排口直径、烟气温度等参数；在运行参数显示框，显示运行时的系统参数，不可修改；点击“ok返回”按钮即可返回缩小图，另外，单击除尘器的筒身部位，可显示如图6-3所示的内部结构原理图；其下侧的主流量测量仪用于显示进尘流量，可通过主控阀调整，仪表的量程可以修改；：分析仪2，用于测量除尘后的烟尘浓度，点击分析仪2即可弹出如图6-3所示的放大图，读取除尘后的烟尘浓度和净化效率，再点击分析仪，即可返回缩小图；：离心风机（鼓风机），点击风机图片，即可关闭/运行风机。图6-2实验系统主界面2．实验步骤（1）点击“旋风除尘器”下的ok按钮，进入“旋风除尘器”实验，如图6-2所示；（2）点击，选择离心风机型号；（3）点击左下角的“性能参数”按钮，即弹出“风机铭牌”，根据风机铭牌，选择相应转速的离心风机；（4）保证鼓风机、引风机至少一台运行；（5）设置发尘器，确定发尘量、特征粒径及级配；（6）调整主控阀，确定主流量；（7）设计除尘器，设置柱体直径、柱体长、入口直径、椎体厂、排口直径、烟气温度；（8）读数。读分析仪中入口烟尘的浓度，主流量的数值；读U形管所显示的除尘器能量损失，即阻力损失；读分析仪2中出口烟尘的浓度和除尘效率；记录数据，填入如表6-1所示的实验记录表；（9）分别改变旋风除尘器设计参数、发尘参数、主流量、鼓风（引风）、风机型号等实验条件，重复8，获取读数；（10）处理实验数据，说明除尘器的阻力、除尘效率与风量关系曲线；除尘器的最佳效率点等。图6-3实验系统展开图五、操作举例：不同风量下旋风除尘器的性能测定（1）点击“旋风除尘器”下的ok按钮，进入旋风除尘器”实验，如图6-2所示；（2）点击，选择离心风机型号“T4-72-3.6”；（3）点击左下角的“性能参数”按钮，根据风机铭牌，选择转速2900rpm的离心风机；（4）使保证鼓风机和引风机都运行；（5）设置发尘器，确定发尘量357.5g/min，特征粒径及级配为默认参数；（6）调整主控阀，使其开度为1，确定主流量为96.58m3/min；（7）设计除尘器，设置柱体直径、柱体长、入口直径、椎体厂、排口直径、烟气温度为默认参数；（8）读数。读分析仪中入口烟尘的浓度，主流量的数值；读U形管所显示的除尘器能量损失，即阻力损失；读分析仪2中出口烟尘的浓度和除尘效率；记录数据，填入如表6-1所示的实验记录表；（9）调整主控阀开度，改变主流量获取5个工况点，重复8，获取读数，填入表6-1；（10）处理实验数据，说明除尘器的阻力、除尘效率与风量关系曲线等。（11）分析实验数据，如图6-4所示，发现随着主流量的增加，除尘效率是逐渐增大的，除尘器的阻力也是逐渐增大；除尘阻力增加的速率比除尘效率增加的速率要大。表6-1旋风除尘器实验数据记录工况点主流量m3/min烟尘入口浓度g/m3烟尘出口浓度g/m3除尘效率%除尘器阻力mmH2O196.583.71.1768.4264280.054.471.4966.5444368.485.221.8364.9631461.055.862.1263.7924556.266.352.3562.96206061626364656667686956.2661.0568.4880.0596.58主流量（m3/min）除尘效率（%）010203040506070除尘阻力（mmH2O）除尘效率除尘阻力图6-4实验数据分析六、实施仿真实验实验6-1：不同柱体直径下旋风除尘器的性能测定实验6-2：不同柱体长度下旋风除尘器的性能测定实验6-3：不同入口直径下旋风除尘器的性能测定实验6-4：不同椎体长度下旋风除尘器的性能测定实验6-5：不同排口直径下旋风除尘器的性能测定实验6-6：不同烟气温度下旋风除尘器的性能测定实验6-7：不同通风方式下旋风除尘器的性能测定实验6-8：不同发尘参数下旋风除尘器的性能测定风机型号T4-72-3.6(rpm=2900)发尘量1357.5，其他默认柱体直径柱体长度入口直径椎体长度排口直径烟气温度风机测压测压2主流量除尘前浓度除尘后浓度除尘率0.80.80.41.280.45150鼓风机11.44.279.117.166.1864.01鼓+引7.76.496.5814.064.7766.050.90.80.41.280.45150鼓风机11.44.279.117.165.7666.42鼓+引7.76.496.5814.064.4468.4210.80.41.280.45150鼓风机11.44.279.117.165.3968.57鼓+引7.76.496.5814.064.1470.530.90.70.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.90.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.351.280.45150鼓风机8.38.196.2914.13.674.430.90.80.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.451.280.45150鼓风机7.3596.5814.065.2262.870.90.80.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.41.280.4150鼓风机8.2896.5814.064.468.690.90.80.41.280.45150鼓风机7.76.496.5814.064.4468.420.90.80.41.280.5150鼓风机7.4696.5814.064.476