1.5 除尘器性能测定实验
1.5.1 实验目的
（1）掌握除尘器性能测定的主要内容和基本方法。
（2）了解粉尘粒径对除尘器效率的影响。
（3）了解除尘器运行工况对其阻力和效率的影响。
1.5.2 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筒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。自进气口流入的另一小部分气流，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。
它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低，阻力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集5～15μm以上的颗粒，除尘效率可达80%以上。近年来经改进后的特制旋风除尘器，其除尘效率可达95%以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5μm的效率不高。
1.5.3 设备、仪器与用具
除尘器性能测定实验所用到的设备、仪器与用具如下。
（1）除尘装置。
（2）U形压差计500～1000mm。
（3）烟尘采样管。
（4）空盒气压计DYM-3型。
（5）干湿球温度计。
（6）分析天平。
（7）秒表。
（8）智能油烟烟尘平行采样仪TH-880Ⅵ型。
（9）倾斜式微压计。
（10）皮托管。
1.5.4 操作步骤和方法
除尘器性能测定实验的操作步骤和方法如下。
（1）采样位置的选择。
1）圆形烟道。采样点分布如图1-18（a）所示。将烟道的断面划分为适当数目的等面积同心圆环，各采样点均在等面积的中心线上，所分的等面积圆环数由烟道的直径大小而定。
2）矩形烟道。将烟道断面分为等面积的矩形小块，各块中心即采样点，如图1-18（b）所示。不同面积矩形烟道等面积小块数见表1-8。
表1-8 矩形烟道的分块和测点数
3）拱形烟道。分别按圆形烟道和矩形烟道采样点布置原则，如图1-18（c）所示。
图1-18 烟道采样点分布图
（2）测定室内空气干、湿球温度和相对湿度及空气压力。
（3）启动风机，使用智能油烟烟尘平行采样仪或倾斜式微压计测量出口断面的静压值、动压值及入口断面的静压值。
（4）滤筒的预处理。测试前先将滤筒编号，然后在105℃烘箱中烘2h，取出后置于干燥器内冷却20min，再用分析天平测得初重并记录。把预先干燥、恒重、编号的滤筒用镊子小心装在采样管的采样头内，再把选定好的采样嘴装到采样头上。
调节流量计使其流量为某采样点的控制流量，将采样管插入采样孔，找准采样点位置，使采样嘴背对气流预热10min后转动180°，即采样嘴正对气流方向，同时打开抽气泵的开关进行采样，按各点的流量和采样时间逐点采集尘样。
各点采样完毕后，关掉仪器开关，抽出采样管，待温度降低后，小心取出滤筒保存好。
采尘后的滤筒称重。将采集尘样的滤筒放在105℃烘箱中烘2h，取出置于玻璃干燥器内冷却20min后，用分析天平称重。
（5）改变调节阀开启程度，重复以上实验步骤，确定除尘器各种不同的工况下的性能。
1.5.5 实验结果整理
除尘器性能测定实验的实验结果整理步骤如下。
（1）将实验数据记入表1-9、表1-10中。
表1-9 除尘器处理风量测定结果记录表
表1-10 除尘器效率测定结果记录表
以除尘器进口气速为横坐标，除尘器全效率为纵坐标；以除尘器进口气速为横坐标，除尘器在标准状态下的阻力为纵坐标，将上述实验结果标绘成曲线。
（2）计算。
1）干烟气密度：
式中 ρg——烟气密度，kg/m3；
P——大气压力，Pa；
T——烟气温度，K。
2）烟气进口流速的计算：
式中 Kp——皮托管的校正系数；
T——烟气底部温度，℃；
——各动压方根平均值，Pa；
Pn——任一点的动压值，Pa；
n——动压的测点数。
3）除尘器处理风量计算：
式中 v1——烟气进口流速，m/s；
F1——烟气管道截面积，m2。
4）除尘器阻力系数：
式中 ΔP——除尘器阻力，Pa；
TN，T——标准和试验状态下的空气温度，K；
PN，P——标准和试验状态下的空气压力，Pa。
式中 ξ——除尘器阻力系数，无因次；
ΔPN——除尘器阻力，Pa；
Pdl——除尘器内入口截面处动压，Pa。
5）除尘器进、出口浓度计算：
式中 Cj，Cz——除尘器进口、出口的气体含尘浓度，g/m3；
Gj，Gs——发尘量与除尘量，g；
Qj，Qz——除尘器进口、出口烟气量，m3/s；
τ——发尘时间，s。
6）除尘效率：
式中 η——除尘效率，%。
7）分级效率：
式中 ηi——粉尘某一粒径范围的分级效率，%；
gsi——收尘中某一粒径范围的质量百分数，%；
gji——发尘中某一粒径范围的质量百分数，%。
1.5.6 思考题
（1）通过旋风除尘器全效率η和阻力ΔP随入口气速变化规律得出什么结论?这对于除尘器的选择和运行使用有何意义?
（2）实验装置对除尘器的运行使用有何意义?