大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)

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. 大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室 第一部分 粉塵性質(zhì)的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)一、粉塵真密度測(cè)定 一、 目的 粉塵真密度是指密實(shí)粉塵單位體積的重量，即設(shè)法將吸附在塵粒表面及間隙中的空氣排除后測(cè)的的粉塵自身密度PD. 測(cè)定粉塵真密度一般采用比重瓶法，粉塵試樣的質(zhì)量可用天平稱量，而粉塵物體的體積測(cè)量則由于粉塵吸附的氣體及粒子間的空隙占據(jù)大量體積，故用簡(jiǎn)單的浸潤排液的方法不能直接量得粉塵體積，而應(yīng)對(duì)粉塵進(jìn)行排氣處理，使浸液充分充填各空隙及粉塵的空洞。才能測(cè)得粉塵物質(zhì)的真實(shí)體積。 二、 測(cè)試儀器和實(shí)驗(yàn)粉塵 比重瓶、三通開關(guān)、分液漏斗、緩沖瓶、真空表、干燥瓶、溫度計(jì)、抽氣泵、被測(cè)粉塵、蒸餾水 三、 測(cè)試步驟 1.稱量干凈烘干的比重瓶mO。然后裝入約1/3之一體積的粉塵,稱得連瓶帶塵重量mS。 2.接好各儀器，組成真空抽氣系統(tǒng)，將比重瓶接入抽氣系統(tǒng)中，打開三通開關(guān)使比重瓶與抽氣泵聯(lián)通，啟動(dòng)抽氣泵抽氣約30分鐘。 3.輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)三通開關(guān)使分液漏斗與比重瓶聯(lián)通。（注意：不能將分液漏斗與抽氣系統(tǒng)聯(lián)通以免水進(jìn)入抽氣泵中）此時(shí)由于比重瓶中真空度很高，分液漏斗中的水會(huì)迅速地流入比重瓶中，注意只能讓水注入瓶?jī)?nèi)2/3處，不能注滿。 4.轉(zhuǎn)動(dòng)三通開關(guān)，再使比重瓶與抽氣泵聯(lián)通，啟動(dòng)抽氣泵，輕輕振動(dòng)比重瓶，這時(shí)可以看見粉塵中有殘留氣泡冒出，待氣泡冒完后，停止抽氣。 5.取下比重瓶，加滿蒸餾水至刻度線，將瓶外檫干凈后稱其重量mSe。 6.洗凈比重瓶中粉塵，裝滿蒸餾水稱其重量me。 g/cm3 式中：mO 比重瓶自重g； mS (比重瓶+粉塵)重g; mSe（比重瓶+粉塵+水）重g； me（比重瓶+水）重g; Pe測(cè)定溫度下水的密度； Pp粉塵的真密度 g/cm3 四、 測(cè)定記錄 粉塵名稱 電廠鍋爐飛灰 粉塵來源 電廠 液體名稱 自來水 液體密度 1 g/cm3 測(cè)定溫度 16oC 測(cè)定日期 2010/5/21 序號(hào) 瓶重 mO（g） (瓶+塵)重 mS（g） （瓶+塵+水）重 mSe（g） （瓶+水）重 me（g） 粉塵真密度 g/cm3 1 14.388 23.218 44.278 39.263 2.314 2 11.834 29.727 41.017 36.789 2.154 3 13.486 20.174 42.036 38.315 2.254 平均真密度 2.241 g/cm3 五、 思考題： 1. 此法與先加水后抽氣測(cè)真密度相比有什么不同，為什么？ 答：先加水后抽氣測(cè)定真密度的結(jié)果會(huì)略小于該法。本實(shí)驗(yàn)中先將粉塵抽真空，使得粉塵內(nèi)部的空氣大部分被排除，打開閥門后，液體（水）很快浸入到粉塵的空隙中。而如果先加水后抽氣，則液體不易浸入粉塵內(nèi)部的空隙中，不利于空氣的排除，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。 2. 粉塵的真密度與堆積密度有何區(qū)別，各用于那些場(chǎng)合？ 答：?jiǎn)挝惑w積粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的密度，單位為kg/m3或g/cm3。若所指的粉塵體積不包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙體積，而是粉塵自身所占的真實(shí)體積，則以此真實(shí)體積求得的密度稱為粉塵的真密度；呈堆積狀態(tài)存在的粉塵，它的堆積體積包括顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙體積，以此堆積體積求得的密度稱為粉塵的堆積密度。 粉塵的真密度用在研究塵粒在氣體中的運(yùn)動(dòng)、分離和去除等方面，堆積密度用在貯倉或灰斗的容積及粉塵輸送系統(tǒng)的確定等方面。 3. 誤差分析。 答：本實(shí)驗(yàn)在測(cè)定時(shí)，比較重要的一步是要將測(cè)定瓶中的空氣抽干凈。若真空時(shí)間未達(dá)到要求，瓶中還存在其氣泡，定容用蒸餾水含有氣泡都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成誤差。 另外，在步驟3時(shí)，加水不可過多，如果加入的水過多，在后面抽真空時(shí)，會(huì)把水以及水中的粉塵一起抽出，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成較大誤差。 實(shí)驗(yàn)二、粉塵粒徑分布測(cè)定 1. 目的 1. 了解離心沉降法分離粉塵顆粒的原理和過程，掌握測(cè)定方法。 2. 在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作出粉塵粒徑分布曲線。 3. 根據(jù)粉塵的粒徑分布曲線求出中位徑。 二、測(cè)試儀器和實(shí)驗(yàn)粉塵 1. YFJ(Bahco)離心式粉塵分級(jí)儀。 2. 已知重量的稱紙 3. 千分之一分析天平。 4. 實(shí)驗(yàn)粉塵。 三、測(cè)試裝置原理 YFJ離心式粉塵分級(jí)儀主要由試料容器、旋轉(zhuǎn)圓盤和電動(dòng)機(jī)等部件組成，見圖。 工作時(shí)，塵粒樣品從由振導(dǎo)器的實(shí)驗(yàn)容器加入緩慢而均勻地被送到旋轉(zhuǎn)圓盤的中心處，電動(dòng)機(jī)以3000~3500mpm的高速帶動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)，塵粒樣品在離心力的作用下進(jìn)入分級(jí)室。同時(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)輻射葉片旋轉(zhuǎn)，使氣流從儀器下部吸入，經(jīng)節(jié)流片、均流片、分級(jí)室從上部邊緣排出。因此，粉塵在受到慣性離心力作用的同時(shí)，還受到空氣阻力的作用。 當(dāng)粉塵所受到的離心力大于空氣阻力時(shí)，粉塵便落入儲(chǔ)塵器成為篩上物，當(dāng)塵粒受到的離心力小于空氣阻力時(shí)，被空氣攜帶通過葉片沉積于外圈的周邊上，成為篩下物，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度、塵粒比重和通過分級(jí)室的風(fēng)量一定時(shí)，被氣流吹出分級(jí)室的塵粒粒徑也是不等的。由于通過分級(jí)室的風(fēng)量可以由分級(jí)儀所帶的一套大小不等的節(jié)流片來調(diào)節(jié)，因此，依次更換節(jié)流片就可將塵粒按一定的粒徑逐級(jí)分離出來。把每一級(jí)分離后殘留塵粒仔細(xì)地收集起來稱重，就可以算出每一粒組的粉塵累計(jì)百分?jǐn)?shù)。 四、測(cè)試步驟 1.稱出經(jīng)過烘干的10g左右粉塵。將粉塵放在已知重量的稱紙上，在天平上稱出“紙+粉=10+紙重”即可注意粉塵可以是10g左右，但必須要稱至0.001g。 2.插入對(duì)應(yīng)于最小顆粒的最大節(jié)流片No.17。 3.用調(diào)節(jié)螺釘6旋下滑動(dòng)遮板5使之嚴(yán)密關(guān)閉。 4.用調(diào)節(jié)螺釘2調(diào)節(jié)給粒斗8的高度使其頭部對(duì)準(zhǔn)給料孔，二者之間的距離為2~3mm。 5.把稱好的粉塵放在給料斗的金屬篩網(wǎng)上，金屬篩網(wǎng)將大于40μm的顆粒篩出。 6.開動(dòng)電機(jī)，當(dāng)其達(dá)到全速后開動(dòng)電導(dǎo)器7. 7．用調(diào)節(jié)螺釘6調(diào)整滑動(dòng)遮板5使粉塵薄薄地以每分鐘1~2克的速度經(jīng)過條縫喂入漏斗8，當(dāng)粉塵完全漏入后拿掉金屬篩網(wǎng)，刷下留在容器或漏斗壁上的粉塵。 8.切斷電源開關(guān) 9.搬開活動(dòng)支架1用三腳扳手逆時(shí)針?biāo)砷_擋環(huán)11. 10.用固定手柄垂直提起葉輪9，把它放在干凈紙上，輕輕敲擊，使大部分粘在附于邊緣上的粉塵松散以便收集。 11.旋轉(zhuǎn)卸下儲(chǔ)塵容器11. 12.刷下粘附于容器底部和邊緣的粉塵。 13.仔細(xì)收集操作步驟10、11、12獲得的粉塵，稱重得到G1，這部分粉塵加上篩網(wǎng)預(yù)先篩剩的粗粒子Gt,構(gòu)成一次殘留物，相當(dāng)粒度超過最低粒度極限的粒塵。 重量百分?jǐn)?shù) 則小于等于最小顆粒級(jí)塵粒的重量百分?jǐn)?shù)應(yīng)為：S1=1-R1 14.換用下一號(hào)節(jié)流片NO16. 將由步驟10、11、12收集下來的塵粒G1倒入試料容器（此時(shí)不再需用金屬篩網(wǎng)），按照步驟1~13重復(fù)操作，得出顆粒大于NO17的重量百分?jǐn)?shù)R2以及小于該顆粒的重量百分?jǐn)?shù)S2. 15.依次換用不同節(jié)流片（NO16,NO14,NO12,NO8,NO4）及不加節(jié)流片，的出相應(yīng)的R3,R4……及S3,S4….. 16.清掃，儀器使用完畢后，先用毛刷接轉(zhuǎn)盤護(hù)圈13及風(fēng)扇葉片上各部分粘附的粉塵清掃下來，再用紗布醮水及醮酒精各擦一遍。最后開啟離心機(jī)用空氣吹干，將各部復(fù)原。 五、數(shù)據(jù)整理： 由于調(diào)節(jié)風(fēng)速用的節(jié)流片所能分離的理論粒徑極限是用真比重為lg/cm3的球形粒子粉塵在電壓為380/220V的工頻電源情況下標(biāo)定出來的，而實(shí)際實(shí)驗(yàn)的顆粒往往其真比重不等于lg/cm3且是非球形粒子，因此需用下式進(jìn)行修正。 d 實(shí)驗(yàn)粉塵實(shí)際粒徑 dt 理論粒徑 ρt 實(shí)驗(yàn)粉塵真比重g/cm3 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1： 節(jié)流片編號(hào) 17 16 14 12 8 4 0 理論粒徑 4.3 9.4 20.2 26.6 37.8 45.4 51.2 實(shí)際粒徑() 2.87 6.28 13.49 17.77 25.25 30.33 34.20 篩上粉塵質(zhì)量（g） 9.430 7.408 4.642 3.236 1.806 1.186 0.920 R（%） 94.29 74.07 46.42 32.36 18.06 11.86 9.20 S（%） 5.71 25.93 53.48 67.64 81.94 88.14 90.80 六、實(shí)際結(jié)果 1. 根據(jù)表1的結(jié)果將顆粒實(shí)際d和相應(yīng)的篩余重量百分?jǐn)?shù)R繪在對(duì)數(shù)概率坐標(biāo)紙上，縱坐標(biāo)表示R，橫坐標(biāo)表示d，用目視法或最小兒乘法得出回歸直線繪于圖上。 根據(jù)曲線求得中位徑11.8m。 2. 利用直線查出有關(guān)粒徑的相應(yīng)累計(jì)篩余百分?jǐn)?shù)，即塵粒的重量分散度，填入表2. 表2 粒徑 2 5 8 20 30 S 0.02 0.2 0.32 0.72 0.88 于是得到： >30 30~20 20~8 8~5 5~2 <2 0.12 0.16 0.40 0.12 0.18 0.02 3. 求出中位徑 如上圖，可以得出中位徑為12.5m。 七、思考題 1.塵粒在巴柯分級(jí)儀中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與那種除塵器中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似？為什么？ 答：與在旋風(fēng)除塵器中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似。在旋風(fēng)除塵器中塵粒也是同時(shí)受到氣流摩擦阻力和離心力，并且在這兩個(gè)力的共同作用下運(yùn)動(dòng)，達(dá)到塵粒去除的目的。 2.討論分析所得的結(jié)果，產(chǎn)生誤差的主要原因，操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)。 答：在該實(shí)驗(yàn)中，篩上粉塵的收集會(huì)造成比較大的誤差，在收集時(shí)要格外小心，并且應(yīng)用小掃將粉塵都掃入進(jìn)行稱量。 實(shí)驗(yàn)三、粉塵比電阻測(cè)定 一、 目的 1. 了解和掌握粉塵比電阻的測(cè)試原理和方法。 2. 測(cè)出設(shè)定溫度下粉塵比電阻值并作出溫度t為橫坐標(biāo)比電阻值β為縱坐標(biāo)的t-β曲線。 二、 測(cè)試儀器和實(shí)驗(yàn)粉塵 測(cè)試箱、電壓表(KV、V、mV表)、電流表（mA、μA、檢流計(jì)）、溫控儀（0~499 C）、電子交流穩(wěn)壓器、自偶調(diào)壓器、高壓直流發(fā)生器、實(shí)驗(yàn)粉塵 三、 測(cè)試步驟 根據(jù)歐姆定律，導(dǎo)體的電阻和所加的電壓及產(chǎn)生的電流之間存在如下關(guān)系： 粉塵的比電阻值是指在1cm2的圓面積上，堆積1cm高的粉塵，然后沿著高度方向所測(cè)的電阻值，即電流沿高1cm 的方向，通過體積為1cm3的圓柱體形物料時(shí)所受到的阻力。因此： ρ——粉塵比電阻Ωcm V ——外加電壓V I ——通過粉塵層的電流A F——主電極底表面面積 cm2 H——粉塵層厚度cm 四、 測(cè)試裝置原理 測(cè)試裝置主要由供電部分和測(cè)試部分組成。 供電部分由交流電子穩(wěn)壓器自偶變壓器和直流高壓發(fā)生器組成，負(fù)責(zé)提供高壓直流電，測(cè)試部分由測(cè)試箱，測(cè)試電表，溫控儀組成。高壓電源通過絕緣瓶由測(cè)試箱的側(cè)壁引進(jìn)，直接送到測(cè)試箱內(nèi)側(cè)試盤的高壓電極（即樣品盤）上，測(cè)試電極（即主電極）和導(dǎo)電環(huán)由耐高溫并套有絕緣瓷管的細(xì)鎳鉻絲線引出箱體外，與測(cè)試電表和地線相連。 這樣，通過電壓表和電流表讀數(shù)，即可按照歐姆定律計(jì)算出粉塵比電阻值ρ。 五、測(cè)試步驟 1.將粉塵經(jīng)80目箱子進(jìn)行篩選后，放入烘箱在50C溫度下烘一小時(shí)，然后放進(jìn)干燥器內(nèi)冷卻至室溫。 2.采用人工裝灰法將粉塵放入樣品盤，用儀器所帶的壓塊壓實(shí)，注意壓實(shí)時(shí)壓塊不要有重力加速度，刮平，然后將連接在絕緣板上的主電極和導(dǎo)電環(huán)放在塵樣表面，關(guān)閉測(cè)試箱。 3.打開電源，過5分鐘進(jìn)行常溫下?lián)舸╇妷簻y(cè)定，慢慢調(diào)節(jié)電壓到1KV，2 KV，3 KV……直至擊穿，對(duì)應(yīng)每一個(gè)電壓值讀出相應(yīng)的電流值。 4.拉斷電源，打開測(cè)試箱，將料盤內(nèi)擊穿的粉塵樣品換掉，重新裝上樣品，放好主電極，關(guān)閉測(cè)試箱。 5.取擊穿電壓的70%~80%作為高溫下的比電阻測(cè)試電壓，然后調(diào)節(jié)溫度至每一設(shè)定溫度，對(duì)應(yīng)于每一溫度將電壓調(diào)節(jié)至規(guī)定電壓，讀出相應(yīng)的電流，計(jì)算出每一溫度下的比電阻值。 6.將測(cè)定四個(gè)樣品值的平均值作為該溫度點(diǎn)的比電阻值（有的樣品盤內(nèi)粉塵可能會(huì)有雜質(zhì)，故會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏離和過早擊穿現(xiàn)象，計(jì)算時(shí)舍去） 7.拉斷電源，打開測(cè)試箱，將樣品倒入指定的容器內(nèi)，清掃樣品盤。 注意： 1.測(cè)定過程中有些粉塵會(huì)由于溫度升高產(chǎn)生極化，電壓會(huì)自然升高，此時(shí)可調(diào)節(jié)電壓至設(shè)定值。 2.比電阻測(cè)試是在高溫高壓下進(jìn)行的，故必須注意安全，測(cè)試完畢后立即拉掉電源。稍等后方可接近測(cè)試設(shè)備，若測(cè)試中發(fā)生故障，必須切斷電源，然后才能進(jìn)行處理。 六、數(shù)據(jù)整理 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上繪出ρ—t曲線。 七、思考題 1. 溫度對(duì)比電阻有何影響？ 答：由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在某一溫度時(shí)可以達(dá)到比電阻的最大值。在這一溫度之前，比電阻隨著溫度的增高而增大，在這一溫度之后，比電阻隨著溫度的增高而減小。 2. 電壓對(duì)比電阻有何影響？ 答：在一定的范圍內(nèi)增大或減小電壓對(duì)比電阻的影響不大。但是，當(dāng)電壓達(dá)到一定程度時(shí)，粉塵將被擊穿，這時(shí)，比電阻將迅速減小。 3. 粉塵樣品上所受壓力對(duì)比電阻有何影響？ 答：粉塵樣品上所受壓力會(huì)影響F/H的值，進(jìn)而影響粉塵的比電阻。壓力增大F/H增大，比電阻增大；壓力減小F/H減小，比電阻減小。 4. 本實(shí)驗(yàn)的誤差分析？ 答：實(shí)驗(yàn)中選取了擊穿電壓的70%左右，但是，溫度對(duì)比電阻有較大影響，所以在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該時(shí)刻注意電壓電流的變化不要使粉塵層擊穿。另外應(yīng)將電極放在粉塵餅的正中間，以免造成誤差。 . 環(huán) 境 工 程 實(shí) 驗(yàn) 室 粉塵比電阻測(cè)試記錄 粉塵名稱 電廠鍋爐飛灰 室內(nèi)溫度 16 C 測(cè)定人員 測(cè)定方法：采樣APC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定法 計(jì)算公式：ρ= (V/I)(F/H)109Ω-cm F/H=10 室溫測(cè)定：（確定擊穿電壓） 電 壓 （KV） 1 2 3 4 5 6 6.4 電 流 (μA) 9 18 26 35 38 43 擊穿 比 電 阻 （Ω-cm） 1.11109 1.11109 1.15109 1.14109 1.31109 1.40109 高溫測(cè)定： 電 壓 （KV） 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 溫 度 (C) 16 59 83 100 125 150 170 200 222 249 274 297 電 流 一 (μA) 141 116 66 63 45 10 0.525 0.357 0.399 0.840 2.1 5 電 流 二 (μA) 86 76 48 52 25 3 0.483 0.378 0.462 1.134 3.2 8.6 電 流 三 (μA) 136 80 57 65 32 5 0.735 0.672 0.777 1.8 4 8.9 電 流 四 (μA) 134 92 83 66 50 12 0.588 0.378 0.483 1.3 3 8 平均電流 (μA) 124.25 91 63.5 61.5 38 7.5 0.583 0.446 0.530 1.27 3.08 7.62 比電阻 （Ω-cm） 3.22108 4.40108 4.72108 4.88108 7.89108 4109 5.141010 6.731010 5.661010 2.361010 9.74109 3.94109 環(huán) 境 工 程 實(shí) 驗(yàn) 室 粉塵比電阻測(cè)試記錄 測(cè)定方法：采樣APC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定法 計(jì)算公式：ρ= (V/I)(F/H)109Ω-cm F/H=10 粉塵名稱 電廠鍋爐飛灰 室內(nèi)溫度16 C 溫度 (C) 電壓 （KV） 電流 (μA) 比電阻 Ω-cm 溫度 (C) 電壓 （KV） 電流 (μA) 比電阻 Ω-cm 16 4 124.25 3.22108 170 3 0.583 5.141010 59 4 91 4.40108 200 3 0.446 6.731010 83 3 63.5 4.72108 222 3 0.530 5.661010 100 3 61.5 4.88108 249 3 1.27 2.361010 125 3 38 7.89108 274 3 3.08 9.74109 150 3 7.5 4109 297 3 7.62 3.94109 第二部分 除塵裝置性能的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)四、除塵裝置性能測(cè)定 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.了解和掌握除塵器風(fēng)量、阻力損失、漏風(fēng)量、總效率、分級(jí)效率等性能測(cè)試原理和方法。 2.通過本次實(shí)驗(yàn)了解旋風(fēng)除塵器進(jìn)口風(fēng)速與除塵效率、阻力損力關(guān)系特征；電除塵器作電壓與除塵效率關(guān)系特性；布袋除塵器反吹清灰率與除塵效率關(guān)系特性等。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 風(fēng)量的測(cè)定 用畢托管測(cè)出管某點(diǎn)內(nèi)動(dòng)壓P1(Pa)便可計(jì)算出該點(diǎn)的流速 V=KP 式中 ρ—?dú)怏w密度。Kg/m3 Kp—畢托管校正系數(shù)，無量綱。 由于標(biāo)準(zhǔn)畢托管只能用于不含塵的氣流中測(cè)定，氣流中含塵液度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)畢托管孔口易于堵塞，本實(shí)驗(yàn)用S型畢托管如圖 由于標(biāo)準(zhǔn)畢托管只能用于不含塵的氣流中測(cè)試，氣體中含有粉塵時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)畢托管孔口易于堵塞，本實(shí)驗(yàn)用S型畢托管是型智能采用儀所附的，與采樣管集成為一體。 管道中斷面平均流速可取斷面上各點(diǎn)流速的平均值即 （V1+V2++Vn） 計(jì)算出管道斷面平均流速后，即可計(jì)算出通過管道的氣體流量 Q=AV m3/s 式中 A 管道截面積m3 V 管道截面平均流速 m/s 在測(cè)出氣體的溫度、濕度和壓力后即可求出各種狀態(tài)下（包括標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）的氣體流量。 測(cè)出了除塵器進(jìn)口流量Qi與出口流量Qo之后，就可算出除塵器的漏風(fēng)率η漏 η漏= 2. 除塵器壓力損失的測(cè)定 除塵器壓力損失ΔP應(yīng)該是 3. 等速采樣的原理 等速采樣系指含塵氣體通過采樣咀進(jìn)口的速度（即采樣速度）等于管道中該點(diǎn)的氣體流速，這樣得到的樣品才有代表性，否則若采樣速度Vn大于管道中的氣流速度Vx時(shí)，則從采樣咀邊緣吸入的氣流中的大塵粒因慣性作用不能隨改變了方向的氣流進(jìn)入采樣咀，從而致使測(cè)得的氣體含塵濃度值小于管道中的實(shí)際濃度值；反之，若采樣速度Vn小于氣流速度Vs時(shí)，處于采樣咀邊緣的大塵粒因慣性作用不能繞過采樣咀進(jìn)入采樣咀內(nèi)，從而致使測(cè)得的濃度值大于實(shí)際值；只有當(dāng)采樣速度Vn等于氣流速度Vs，即實(shí)際等速采樣時(shí)，含塵濃度測(cè)定值才能等于實(shí)際值。 維持等速采樣的辦法有預(yù)測(cè)流速法，靜壓平衡法與動(dòng)壓平衡法，本實(shí)際應(yīng)用前兩種方法。 a) 靜壓平衡法 靜壓平衡法是采用一種特殊結(jié)構(gòu)的靜壓平衡型等速采樣管（如圖），其采樣咀內(nèi)壁與外壁上皆開有靜壓空孔，采樣時(shí)通過調(diào)節(jié)流量的大小使采樣咀內(nèi)外壁上靜壓孔接受的靜壓相等（與之相連的微壓計(jì)指示為零），從而達(dá)到了采樣速度等于管道中氣流速度，即實(shí)現(xiàn)的等速采樣，儀器上的轉(zhuǎn)子流量計(jì)僅作為參考，整個(gè)采樣過程所采的氣體量可從儀器上的累計(jì)流量中讀出，靜壓平衡法操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確，且適用于管道中流速變化較大的場(chǎng)合，缺點(diǎn)是當(dāng)管道中粉塵濃度過大時(shí)，其靜壓孔易被堵塞。 b) 預(yù)測(cè)流速法 預(yù)測(cè)流速法是先預(yù)測(cè)出管道中各采樣點(diǎn)的氣流速度，再根據(jù)各點(diǎn)流速和采用的采樣咀直徑計(jì)算出等速采樣流量。 若選擇的采樣咀內(nèi)徑為d(mm),管道中某點(diǎn)的氣流速度為Vs(m/s),則所需等速采樣的流量應(yīng)為。 qs= 而控制采樣速度是借助于控制瞬時(shí)流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）的讀數(shù)qm來實(shí)現(xiàn)的，由于管道中的壓力qs，溫度Ts ,與流量計(jì)前壓力qr, 溫度Tr不相同，故qs與qm也不相同。 qm=0.029d2Vs( (1—Xsw) d— 采樣咀內(nèi)徑（mm） Vs—管道中某點(diǎn)流速，(m/s) Ba—當(dāng)?shù)卮髿鈮?，mmHG; qs —管道中相對(duì)壓力，mmHG; Ts—管道中煙氣溫度，K; Tr—流量計(jì)前溫度，K; Pr—流量計(jì)前相對(duì)壓力，mmHG; Xsw—煙氣中水氣體積百分?jǐn)?shù)%。 c) 自動(dòng)跟蹤法 由于靜壓平衡法與預(yù)測(cè)流速法操作需要人工控制，并且誤差較大，因此利用電腦技術(shù)發(fā)展了自動(dòng)跟蹤法，本實(shí)驗(yàn)使用的 型智能采樣儀可以自動(dòng)跟蹤煙道里的靜壓，自動(dòng)調(diào)整采樣流量從而達(dá)到等速采樣的目的。并且可在儀器的顯示屏上同時(shí)讀出煙氣流量，動(dòng)壓、靜壓、采樣瞬時(shí)流量及累計(jì)流量等數(shù)據(jù)。 4. 測(cè)點(diǎn)布置 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管道直徑分別為D=320mm(進(jìn)口)、D=400mm（出口）,D<1000mm，故測(cè)點(diǎn)數(shù)只取2個(gè)即可，在進(jìn)口斷面2點(diǎn)距管壁距離分別為0.15D=320x0.15=48mm,0.75D=320x0.75=240.在出口斷面2點(diǎn)距管壁距離分別為0.15Dx400=60mm,0.75Dx400=300mm. 三、 實(shí)驗(yàn)裝置及儀器 1. 除塵實(shí)驗(yàn)臺(tái)（如圖） 2. WJ-60B型畢托管平行全自動(dòng)煙塵采樣儀兩臺(tái) 3. 秒表、鋼卷尺等 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 濾筒稱重 將濾筒編號(hào)（可用簽字筆在濾筒上寫上號(hào)碼），然后在天平上稱重。 2. 測(cè)試 開啟采樣儀，待儀器自檢完畢后進(jìn)入主菜單，按照主菜單分別選擇設(shè)置、截面、選咀采樣等。由于實(shí)驗(yàn)為冷態(tài)，故煙氣工況、溫度、濕度可不選。 a) 設(shè)置 在主菜單中選擇設(shè)置，按確定后選擇日期時(shí)間，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室大氣壓力表讀數(shù)輸入?yún)?shù)。 b) 選擇截面 在主菜單中選擇截面，選擇圓形煙道，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)裝置，除塵器進(jìn)口管道直徑為Φ200，出口管道直徑為Φ300，在輸入煙道直徑、套管長度后儀器會(huì)自動(dòng)給出測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)和位置。 c) 選采樣咀 在主菜單中選采樣咀，將儀器面板上的2個(gè)皮托管的“+”“-”接咀與取樣管上的“皮托管接咀”相連，其中面向氣流方向的皮托管接咀接面板上“+”端，背對(duì)氣流方向的接咀接“-”端，連接好后，將采樣管插入煙道中煙氣接近平均流速處，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，稍停片刻后啟動(dòng)給料機(jī)發(fā)塵，調(diào)節(jié)好系統(tǒng)的閥門在主菜單中按“選采樣咀”鍵，儀器會(huì)顯示流速，選咀等參數(shù)。根據(jù)儀器顯示的數(shù)據(jù)選擇采樣咀。 d) 采樣 進(jìn)入采樣菜單，選取自動(dòng)采樣，顯示屏上會(huì)顯示出點(diǎn)采時(shí)，考慮到除塵器出口濃度低，可選4：00，即每個(gè)點(diǎn)采樣4分鐘。采樣點(diǎn)選2點(diǎn)，即0.15D與0.85D。總采樣時(shí)間維8分。輸入相應(yīng)的濾筒編號(hào)，核實(shí)采樣咀是否為所選的直徑。將編好號(hào)，稱重后的濾筒裝入采樣管中，由于本實(shí)驗(yàn)是冷態(tài)，故不接干燥瓶，開始采樣，每個(gè)采樣點(diǎn)到時(shí)間時(shí)，儀器顯示屏?xí)W爍，并伴隨報(bào)警聲，這是更換采樣點(diǎn)，直至采樣結(jié)束。記錄下顯示屏上的技術(shù)數(shù)據(jù)。改變除塵器風(fēng)量，重復(fù)上面的采樣過程。 本實(shí)驗(yàn)做2個(gè)不同風(fēng)量下的除塵效率測(cè)試，可根據(jù)得到的結(jié)果比較旋風(fēng)除塵器在不同的風(fēng)量下的效率、阻力等性能。 一、 二、 三、 四、 五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 項(xiàng)目 單位 進(jìn)氣管道 出氣管道 001 002 003 004 標(biāo)況體積 L 218.1 182.5 205.9 210.3 工況體積 L 247.0 203.9 240.0 243.3 動(dòng)壓 Pa 300 213 58 42 靜壓 kPa -0.53 -0.37 -1.05 -0.74 平均全壓 kPa -0.34 -0.22 -0.91 -0.66 標(biāo)干流量 m3/h 1868 1579 1770 1516 煙氣溫度 oC 23 23 16 16 含濕量 % 2.6 2.6 1.5 1.5 平均計(jì)溫 oC 13.6 13.6 24.8 24.9 平均計(jì)壓 kPa -6.98 -5.69 -5.88 -4.93 平均流速 m/s 18.5 15.6 7.5 6.4 大氣壓 kPa 101.1 101.1 101.1 101.1 選嘴 mm 6 6 10 10 總計(jì)采時(shí) min 8 8 8 8 采點(diǎn)總數(shù) 個(gè) 2 2 2 2 煙道截面積 m2 0.031 0.031 0.07 0.07 干凈濾筒質(zhì)量 g 0.794 0.798 0.863 0.789 濾后濾筒質(zhì)量 g 1.113 1.124 1.041 0.978 六、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 1. 除塵效率計(jì)算。 工況一時(shí)：進(jìn)氣口徑在工況條件下，煙氣含量為：（1.113-0.794）/247.0=1.29mg/L 出氣口在工況條件下，煙氣含量為：（1.041-0.863）/240.0=0.742mg/L 除塵效率：（1.29-0.742）/1.29=42.5% 工況二時(shí)：進(jìn)氣口徑在工況條件下，煙氣含量為：（1.124-0.798）/203.9=1.60mg/L 出氣口在工況條件下，煙氣含量為：（0.978-0.789）/243.3=0.777mg/L 除塵效率：（1.60-0.777）/1.60=51.4% l 可以看出流量變小時(shí)，氣體流速降低，旋風(fēng)除塵器效率增高 2. 漏風(fēng)率計(jì)算。 工況一時(shí)：δ=（Q1N-Q2N）/ Q1N=（1868-1770）/ 1868=5.25% 工況二時(shí)：δ=（Q1N-Q2N）/ Q1N=（1579-1516）/ 1579=3.99% 則平均漏風(fēng)率為：4.62% 3. 旋風(fēng)除塵器阻力計(jì)算。 工況一時(shí)：（101.1-0.34）-（101.1-0.91）=570Pa 工況二時(shí)：（101.1-0.22）-（101.1-0.66）=440Pa l 可以看出當(dāng)流量減小時(shí)，氣體流速降低，動(dòng)壓減小，從而摩擦阻力降低，旋風(fēng)除塵器的阻力下降，這與理論推導(dǎo)是一致的。 七、 思考題： 1. 為測(cè)定管道中氣流的壓力、速度、含塵濃度，在選擇測(cè)定斷面位置時(shí)，為什么要盡量避開局部阻力構(gòu)件，優(yōu)先選擇直管段？ 答：首先說測(cè)定壓力時(shí)，需要選擇直管段，這是因?yàn)樵谟芯植孔枇?gòu)件的管段，會(huì)形成氣流渦旋，進(jìn)而造成局部壓力的變化。在測(cè)定管道中氣流壓力時(shí)，為了使測(cè)定的值能夠反映管道中的平均情況，應(yīng)盡量避免在有局部阻力構(gòu)件的周圍選擇斷面。 在測(cè)定氣體流速時(shí)同樣為了避免由于局部阻力構(gòu)件造成的渦流情況而導(dǎo)致的流速不均，應(yīng)把控制斷面選擇在直管段。 測(cè)定含塵濃度時(shí)，為了得到平均濃度的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行等速采樣，這就要求要避免局部阻力構(gòu)件而將采用斷面布置在直管段。 2. 本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。 答：本實(shí)驗(yàn)，首先要進(jìn)行選嘴，在測(cè)定時(shí)還要注意應(yīng)將采樣器的采樣口和皮托管口與氣流方向垂直，否則無法得到實(shí)際的數(shù)據(jù)。另外，在本實(shí)驗(yàn)中，旋風(fēng)除塵器的效率是很低的，實(shí)驗(yàn)室的煙氣若直接排除會(huì)污染空氣。所以在實(shí)驗(yàn)室外還加裝了一組高效布袋除塵器。