袋式除尘-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）》（袋式除尘器除尘性能实验）实验报告专业环境工程班级卓越环工1101姓名黄雪琼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二0一四年四月诚信做人；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2014年3月31日13时~16时实验环境温度:16℃湿度:60%同组人数6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.通过本实验，进一步提高对袋式除尘器结构形式和除尘机理的认识；2.掌握袋式除尘器主要性能的实验方法；3.了解过滤速度对袋式除尘器压力损失及除尘效率的影响。二、实验原理袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。含尘气体从袋式除尘器入口进入后，由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区中的滤袋，当含尘气体穿过滤袋时，粉尘即被吸附在滤袋上，而被净化的气体从滤袋内排除。当吸附在滤袋上的粉尘达到一定厚度电磁阀开，喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进入滤袋，将吸附在滤袋外面的粉尘清落至下面的灰斗中，粉尘经卸灰阀排出后利用输灰系统送出。（一）袋式除尘器的除尘机理袋式除尘器除尘机理诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新主要靠粉尘初层的过滤作用，滤布只对粉尘过滤层起支撑作用。（二）袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的捕集机理1.筛滤作用2.惯性碰撞3.散作用4.拦截作用5.静电作用6.重力沉降作用上述各种捕集机理，对一尘粒来说并非都同时有效，起主导作用的往往只是一种机理，或二、三种机理的联合作用。其主导作用要根据尘粒性质、滤料结构、特性和运行条件等实际情况确定。机械振动袋式除尘器含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层。新鲜滤料的除尘效率较低，粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰,清灰不应破坏粉尘初层。（三）袋式除尘器的滤料1.对滤料的要求容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低；使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度；表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高；表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。2.滤料种类按滤料材质分：天然纤维：棉毛织物，适于无腐蚀、350～360K以下气体；无机纤维：主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆；合成纤维：性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域。诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新（四）实验原理相关问题：1、什么是静压、动压和全压？答：全压(Pq)：平行于风流，正对风流方向测得的压力为全压；全压可以通过传感器直接测得。全压是静压和动压的代数和：Pq＝Pi十Pb全压代表单位气体所具有的总能量。若以大气压为计算的起点，它可以是正值，亦可以是负值。动压(Pb)=0.5*空气密度*风速^2，指空气流动时产生的压力，只要风管内空气流动就具有一定的动压。动压是单位体积气体所具有的动能，也是一种力，它的表现是使管内气体改变速度，动压只作用在气体的流动方向恒为正值。静压(Pi)：由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压。计算时，以绝对真空为计算零点的静压称为绝对静压。以大气压力为零点的静压称为相对静压。空调中的空气静压均指相对静压。静压高于大气压时为正值，低于大气压时为负值。2、皮托管的测压机理是什么？使用中要注意什么？答：测量原理：皮托静压管(以下简称皮托管)是由一个垂直在支杆上的圆筒形流量头组成的管状装置。本装置在侧壁周围有一些静压孔,顶端有一个迎流的全压孔。它能测出差压，并根据差压确定流场中某处的流速，由流速与面积的乘积计算出流量。皮托管的测量原理是基于伯努利方程在空气中应用的一个实例，如图1所示。当理想流体均匀的平行流向静止物体时，设想其中一条流线撞在物体上（即图1中的A点），在此处流体发生分岔，A点称为滞止或驻点，A点的流速为零，VA＝0。诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新皮托管静压管原理结构图如果我们选择两个截面Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅰ截面流动没有受到任何的影响，流束是平行的，流速形成规则的速度分布，截面上各点的静压力相等。Ⅱ－Ⅱ截面流动受到影响，流束密集，流速加快，静压降低。则两个面上的伯努利方程为222222222221111VVKPVKP（1）式中：－Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ区间的流体阻力系数，这里可以不考虑即：＝0；—流体密度，因为是均匀的12K－速度分布不均匀系数，这里可设K1＝K2＝1；P－两个截面的静压力；V－两个截面的流速，V2＝VA＝0。整理得到公式为：22112PPV（2）式中：P2－总压力（因为动压为零）；P1－静压力。如图1所示，若在物体B点开一个孔，由于均匀流场中静压力相等，则P1＝PB＝P0；令P2＝P1，V1＝V，公式（2）就变成为2021VPP(3)诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新02PPV(4)式中：P-P0实际上是流场中某一点流体的动压力P。皮托管结构如下图所示：注意事项：1.皮托管测量头的轴线与管壁的距离不得小于测头直径。2.皮托管的位置应测准到下列两个允差中的较小者。±0.005x,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离。3.矩形横截面测量点的最小数目为25，测点位置应根据平行于各管壁的五条直线的交叉点来确定，若采用算术法计算轴向平均速度测点分布按有关规定执行。4.圆形横截面的各测点应被设置在同心圆上，在横截面上至少为两个相互正交的直径上，每个半径上至少3点，因而在一个截面中至少有12个测点。5.使用皮托管定期检验、标定。6.要正确选择测量点断面，确保测点在气流流动平稳的直管段。为此，测量断面离来流方向的弯头、变径异形管等局部构件要大于4倍管道直径。离下游方向的局部弯头、变径结构应大于2倍管道直径。7.测量时应当将全压孔对准气流方向，以指向杆指示。测量点插入孔应避免漏风，可防止该断面上气流干扰。用皮托管只能测得管道断面上某一点的流速，由于断面流量分布不均匀，因此该断面上应多测几点，以求取平均值。8.使用前测试一下畅通性。小静压孔经常检查，勿使杂质堵塞小孔使用后及时清洁内外管，以保证长期良好状态。9.皮托管的直径规格选择原则是与被测管道直径比，不大于0.02。以免产生干扰，使误差增大。测量时不要让皮托管靠近管壁。诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新10测量时应当将全压孔对准气流方向，以指向杆指示。测量点插入孔处应避免漏风，防止该断面上气流干扰。按管道测量技术规范，应合理选择测量断面的测点。11.皮托管只能测得管道断面上某一点的流速，但计算流量时要用平均流速，由于断面流量分布不均匀，因此该断面上应多测几点，以求取平均值。测点按烟道(管道)测量法规定，按“对数一线性”法划分，也可按常用的等分面积来划分。三、实验设备和仪器袋式除尘器性能实验流程图1一粉尘定量供给装置；2一粉尘分散装置；3—喇叭形均流管；4一静压测孔；5一除尘器进口测定断面；6－袋式除尘器；7一微压计；实际实验装置图：诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新实验仪器1．微压计1个；2．毕托管1支；3．秒表2个；4．电子天平分度值为1gl台；四、实验步骤1.运行除尘器，测进口和出风口的静压和管径中心的动压；2.称量500g滑石粉，在进风口处5min内均匀送尘完毕后，测进风口和出风口的平均静压和管径中心处动压，然后振打清灰，收集灰斗处粉尘质量，计算除尘效率。3.称量1000g滑石粉，重复步骤2，并计算在该条件下的除尘效率。五、实验记录及原始数据实验记录表：诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新六、数据处理及结论（一）数据处理：（1）根据测得的动压Pb、静压Pi得全压Pq的公式：Pq=Pb+Pi（3）进出口间压力损失：△P(Pa)=Pq进—Pq出（4）除尘效率：η1=G1/500η2=G2/1000项目粉尘量（g）进口处出口处结果静压（Pa）动压（Pa）全压（Pa）静压（Pa）动压（Pa）全压（Pa）粉尘收集量G（g）压力差△P(Pa)除尘效率（%）0-1191256-122051930-1870500-100-115-215-2-133-135418-8083.61000-120-120-240-15-178-193840-4784（二）结论：理论上进出口压力差应为正值，实际测出结果为负值，由伯努利方程项目粉尘量（g）进口处出口处静压（Pa）动压（Pa）全压（Pa）静压（Pa）动压（Pa）全压（Pa）粉尘补给量（g）0-1191256-122051930500-100-115-215-2-133-1354181000-120-120-240-15-178193840诚信做人；数据真实；分析合理；富于创新P1+[ρ(V1)^2]/2+ρgh1+W=P2+[ρ(V2)^2]/2+ρgh2由于布袋除尘器中有风机存在，对风管内流体做功，致使出口全压增大，进出口压力差变为负值。风机做功平均值=（187+80+47）/3=104.67。根据结果来看，粉尘流量对于风机做功有较大影响。除尘效率基本比较稳定，但不是太高，可能由于设备使用时间较长，致使除尘效率降低。七、思考题1.试分析袋式除尘器压力损失，流量和除尘效率之间的关系？答：袋式除尘器的压力损失不但决定着能量消耗，而且决定着旋风除尘器的除尘效率。压力损失与过滤风速的关系：随着过滤风速的增大，阻力呈上升趋势。当阻力达到预定值时，就需要对其进行清灰处理。清灰时，滤袋的压力损失有所下降并不说明清灰已经彻底结束，此时如果继续滤尘，压力损失就会急剧上升，粉尘负荷与压力损失的清灰特性有些明显的联系。一般情况下，滤袋的压力损失在安装后增加较快，但在一个月内可趋于稳定，以后虽然不断增加，但增长的比较缓慢，多数近似为定值。流量由风速决定，在过滤初始(建立粉尘初层前)，对机织布，过滤风速小有助于较快地建立粉尘初层；过滤风速大则粉尘初层建立较慢，排放质量浓度大。对针刺毡滤料影响较小，对覆膜滤料影响更小。在不同过滤风速下，滤料上堆积粉尘负荷与除尘效率变化的关系。从提高袋式除尘器除尘效率来看，选取低的过滤风速较好。根据实验可看出效率随压力损失的增大而增大，除尘器的除尘效率随流量的增大而增大。2.除尘器除尘效率高，就能说明除尘器除尘性能好吗？为什么？答：除尘效率高不能说明除尘器性能一定好，首先决定其性能的指标有很多，除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等多方面因素。其次，除尘器的分级除尘效率不同。不同粒径的颗粒对人体的危害不同，常见的分级有PM10、PM2.5、TSP等。当除尘器的除尘在对人体健康危害比较重的分级颗粒上除尘效率最高时，才能说明除尘器的除尘性能较好。