旋风除尘-东华大学环境学院大三实验报告

诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新《环工综合实验（2）》（旋风除尘器性能实验）实验报告专业环境工程班级环工1301姓名指导教师余阳成绩东华大学环境科学与工程学院实验中心二0一六年四月诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新实验题目旋风除尘器性能实验实验类别综合实验室1166实验时间2016年4月14日13时~16时实验环境温度:20.1℃湿度:72%同组人数实验环境本实验报告由我独立完成，绝无抄袭！承诺人签名一、实验目的•1、通过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，同时掌握旋风除尘器入口风速与阻力、全效率之间的关系以及人口浓度对除尘器除尘效率的影响。•2、进一步了解流量大小等因素对旋风除尘器效率的影响和熟悉除尘器的应用条件．。二、实验仪器及设备•1．微压计1个；•2．电子微压计；•3．毕托管；•4．秒表；•5．电子称；三、实验原理旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部后．沿除尘器的轴心部位转而向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从排气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新•旋风除尘器性能测定实验装置•1－发尘装置；2—进气口；3－进气管；4－旋风除尘器；5－灰斗；6－排气管；实验原理相关问题1.如何通过测定进风口静压值计算气体流量？(p+ρgh+(1/2)*ρv^2=C)因为气体势能很小可以忽略不计，所以上式变为p+(1/2)*ρv^2=C，分别测出静压能就可以得出流速，进而算出流量2.如何求除尘效率？影响旋风除尘器除尘效率的主要因素有哪些？计算分割直径是求效率的基础，我们在计算旋风除尘器的效率时，通常考虑在斯托克区，并且二力平衡，可以得出以下公式，从公式可以看出vto越大，效率越高，所以流量越大，除尘效率越高。𝑑𝑐=(18𝜇𝑣𝑟𝑟0𝜌𝑝𝑣𝑡02)12，若要求分级效率可以使用公式η𝑖=(𝑑𝑝𝑖/𝑑𝑐)1+(𝑑𝑝𝑖𝑑𝑐⁄)影响因素：1、入口流速在一定范围内提高进气管流速，可以提高除尘效率。但入口流速太高，会把已分离的某些尘粒卷入内旋流重新带走，导致除尘效率下降。另外，压力损失与入口速度的平方成正比，入口流速过大，压力损失上升。因而。从技术和经验综合考虑，入口流速的合适范围，一般取12-20m/s，不宜低于10m/s，以防止入口管道积灰。2、除尘器的结构尺寸桶体直径愈小，在同样切线速度下，尘粒所受离心力愈大，尺寸效率愈高。桶体高度的变化对除尘效率影响不明显，而适当加长椎体的高度，有利于提高除尘效率。3、粉尘粒径与密度由于尘粒所受离心力与粒径的三次方成正比，而所受径向气体阻力仅与粒径的一次方成正比，因而大粒径比小粒径更易捕集。除尘效率随着尘粒真密度的增大诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新而提高，密度小难分离，除尘效率下降。4、气体温度和粘度气体粘度随温度升高而增大，而分割粒径又与粘度的平方根成正比，因而旋风除尘器的除尘效率随气体温度与粘度的增加而降低。5、除尘设备下部的气密性除尘器内部静压从外壁向中心逐渐降低，即使除尘在正压下运行，锥体底部也可能处于负压状态。若除尘器下部不严而漏入空气，会把已落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率明显下降。6、二次效应即被捕粒子重新进入气流。在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大的粒子撞向壁面而已脱离气流被捕捉；在较大范围内，理应进入灰斗的尘粒随净化后的气流一起排走。可以通过环形雾化器喷淋在旋风除尘器的内壁上，减少二次效应。3.粉尘的粒径分布如何测定？1、把粒子直径分成几个范围2、运用仪器测出不同粒径范围内粒子的质量3、用不同范围粒子的质量比上样品总质量，得出质量频率四、实验步骤•随机选取三个流量运行旋风除尘器，分别测进风口和出风口的静压，然后在进风口3分钟内均匀送入M0克滑石粉，停机称量灰斗中收集的滑石粉的质量M1，计算该除尘装置的除尘效率。1.测除尘效率2.气流量的测定(静压法)：•式中：Ps——进口处气流平均静压；•φ——流量系数，0.99；•ρ——空气密度，1.299g/m3;•A——阀管截面积(内径)。•压力损失的测定：•△P=P进口全压-P出口全压•因为进出风管面积相等，所以进出口动压相等，•所以△P=P进口静压-P出口静压•注意事项•1、实验前注意进风管道和旋风除尘器内部不要有粉尘残留。•2、发尘要尽量均匀。•3、发尘完毕后，主要将旋风除尘器内部器壁上残留粉尘敲击震落灰斗中。)/(2Q3hmPAs%10001MM诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新五、实验记录及原始数据内径=15.1cmS=0.0179m2项目序号进口静压(Pa)出口静压(Pa)压力损失△P(Pa)气体流量Q(m3/h)进尘量(g)捕集量(g)除尘效率(%)1-51-54849743321.1130028795.72-108-1550144272073.9630029297.33-183-2550236792534.9930029799.0六、数据处理及结论结论：∆P=ε12𝜌𝑣2𝑑𝑐=(18𝜇𝑣𝑟𝑟0𝜌𝑝𝑣𝑡02)12通过作图及两个公式可以分析流量越大，除尘效率越高，相应的压力损失越大𝑑𝑐越小，说明除尘效果越好，性能越小，所以反推出流量越大，除去的粒径越小。但是随着流速的增大，压力损失越大，所以必须存在经济流速。7.393%0.997.3%9%75.9%七、思考题010020030001234压强损失/10Pa除尘效率诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新1.试分析旋风除尘器流量与压力损失、除尘效率之间的关系？并请解释原因。答：流量越大，除尘效率越高，相应的压力损失越大。原因：1.在旋风除尘器中，粒子的沉降主要取决于离心力和向心运动气流作用于尘粒上的阻力，我们在计算旋风除尘器的效率时，通常考虑在斯托克区，并且二力平衡，可以得出以下公式，从公式可以看出vto越大，效率越高，所以流量越大，除尘效率越高。𝑑𝑐=(18𝜇𝑣𝑟𝑟0𝜌𝑝𝑣𝑡02)122、实验表明旋风除尘器的压力损失一般与气体入口速度的平方成正比，即：∆P=ε12𝜌𝑣2从公式可以看出流量越大，相应的压力损失越大。2.某乡镇木材加工厂车间需要进行环保除尘治理，你会选择旋风除尘器吗？为什么？试对某乡镇木材加工厂车间环保除尘治理方案进行设计，并阐述理由。答：木材加工产生的碎料由于质量轻,遇风飘扬,极易对环境造成污染,且存在一定的火险隐患。我会选择旋风除尘器。理由：1、选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放要求。对于运行状况不稳定的系统，要注意烟气处理量变化对除尘效率和压力损失的增加。旋风除尘器的除尘效率和压力损失，随处理烟气量的增加而增加。2、木材加工车间会产生很多木屑和混合碎料，旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，在机械式除尘器中，旋风式除尘器是效率最高的一种，它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，大多用来去除5μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率方案：对于这类木质碎料，普通的旋风分离器不可能有效地分离其中的细微碎料颗粒，造成分离效率的降低。我选用的仪器是多管旋风除尘器，多管除尘器分为回流式和直流式，我选择回流式，如下图；这样既能保证处理速率快也能保证处理效果好。将旋风除尘器的进气口与车间生产线相接，用风机将灰尘送入除尘器内，并注意定期对除尘器灰斗进行清理。这种装置每个旋风除尘器由于都是轴向进气，所以在每个除尘器圆筒周围都设置许多导流片，以使轴向含尘气流变为旋转运动。就回流式而言，必须注意使每个旋风子的压力损失大体一致，否则，在一个或几个旋风除尘器中可能会发生倒流，从而使除尘效率大大降低。为了防止倒流，要求气流分布尽量均匀，下旋气流进入灰斗的风量尽量减少，也可采用在灰斗内抽风的方法，保持一定负压，一般抽风量约为总风量的10%左右。