文丘里除塵器功能測量實驗裝置說明書
一、實驗目的和意義
濕式除塵器是使含塵濃度氣體與液體密切接觸，運用水滴和顆粒的關心國家大事碰撞及他作用捕集粉塵或使粒徑增大的裝置。文丘里洗滌器是濕式除塵器的一種，屬高效除塵器，常用來高溫煙氣降溫和除塵。影響文丘里洗滌器功能的因素較多，為了使其在合理的實操條件下達到高除塵效率，需要經(jīng)過實驗研究各因素影響其功能的規(guī)律。
經(jīng)過本實驗：1、要進一步提升本科學生對文丘里洗滌器構造形式和除塵機理的認識；
2、學習掌控把握濕式除塵器動力消耗的測量方法；
3、理解濕法除塵與干法除塵在除塵功能測量中的不一樣實驗方法；
4、管道中各點流速和氣體流量的測量
5、文丘里除塵器的壓力損失和阻力系數(shù)的測量
6、文丘里除塵器的除塵效率測量
7、并經(jīng)過實驗方案設計和實驗成果解析，加強學生綜合應用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
設備特別點
1、可測量文丘里除塵器除塵效率。
2、可測量研究處置整理風量、待處置整理氣體含塵濃度對除塵效率及壓力損失的影響。
3、配備有微電腦粉塵濃度檢驗測試系統(tǒng)（能在線監(jiān)測進口處與出口處含塵濃度的改變、并設定有數(shù)值收集與直接打印輸出功能）。
4、裝置配備有微電腦風量、風壓檢驗測試系統(tǒng)（能在線監(jiān)測各段的風壓、風速、風量，并設定有數(shù)值收集與直接打印輸出功能）。
5、設備帶有機械自動發(fā)塵裝置、發(fā)塵量可精確控制調動。
6、設備配備有氣塵混合系統(tǒng)，使風管內的粉塵分布均勻、取樣檢驗測試更精確。
7、處置整理風量、進塵濃度等可自行調動。
8、該裝置可在線數(shù)值收集、也可備用數(shù)值收集連接口、設備系統(tǒng)還在凈化設備前后配備有人工采樣口。二、實驗原理和方法
文丘里洗滌器功能（處置整理氣體流量、壓力損失、除塵效率、及喉口速度、液氣比、動力消耗等）與其構造形式和運行條件密切相關。本實驗是在除塵器構造相識和運行條件已定的前提下，完成除塵器功能的測量。
處置整理氣體量及喉口速度的測量和計算
（1）處置整理氣體量的測量和計算測量文丘里洗滌器處置整理氣體量，應同時測出除塵器進、出口的氣體流量（QG1、QG2）取其平均值作為除塵器的處置整理氣體量（QG）。這類測量QG的方法稱為動壓法，其計算式如下。
QG=(QG1+QG2)(m3/s)（式1）
除塵器漏風濾（δ）按下式計算。
δ=%（式2）
當實驗系統(tǒng)漏風率小于5%時，還可應用靜壓法測量QG，即按照測得的系統(tǒng)喇叭形入口均流管處平均靜壓（），按下式計算。
QG=φVA（m3/s）（式3）
式中φV——喇叭形入口均流管的流量系數(shù)
A——測量斷面的面積，m2
——管道中氣體密度，kg/m3
（2）喉口速度的測量和計算若文丘里洗滌器喉口斷面積為AT，則其喉口平均氣流速度（VT）為
T=QG/AT(m/s)（式4）
2、壓力損失的測量和計算
文丘里洗滌器壓力損失（ΔpG）為除塵器進、出口氣體平均全壓差。若實驗裝置中除塵器進、出口連接管道的斷面積相等，則其壓力損失可用除塵器進、出口管道中氣體的平均靜壓差（Δps12）表示，即
ΔpG=Δps12-∑Δpi（式5）
ΔpG=Δps12-(lRL+Δpm)（式6）
式中ΔpG——文丘里洗滌器壓力損失，Pa；
Δps12——文丘里洗滌器進、出口管道中氣體的平均靜壓差，Pa；
Δpi——文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)壓力損失之和，Pa；
l——文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)管道長度，m；
RL——單位長度管道的摩擦阻力，即摩擦比，Pa；
Δpm——文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)局部阻力，Pa。
應該指出，洗滌器壓力損失隨實操條件改變而改變，本實驗的壓力損失測量應在洗滌器平穩(wěn)運行（VT、L保持不變）的條件下實行，并同時測量記錄VT、L數(shù)值。
3、耗水量及液氣比的測量和計算
文丘里洗滌器的耗水量（QL），可經(jīng)過設在洗滌器進水管上的流量計13（）直接讀得。在同時策得洗滌器處置整理氣體量（QG）后，即可由下式求出液氣比（L）
L=QL/QG(L/m3)（式7）
4、除塵效率的測量和計算
文丘里洗滌除塵效率（η）的測量，亦應在按除塵器平穩(wěn)運行的條件下實行，并同時記錄VT、L等實操指標。
文丘里除塵器的除塵效率常用重量濃度法測量，即在除塵器進、出口測量斷面上，用等速采樣法同時測出氣流含塵濃度，并按下式計算。
η=%（式8）
式中C1，C2——分別為文丘里洗滌器進、出口氣流含塵濃度，g/m3。
考慮到霧沫分離器不可能捕集全部液滴,文丘里洗滌器出口氣體中水分含量一般偏高,故在進、出口測量斷面同時采樣時，宜使用濕式?jīng)_擊瓶作為集塵裝置。
5、除塵器動力消耗的測量和計算
文丘里洗滌器動力消耗（E）等于經(jīng)過洗滌器氣體的動力消耗與加入液體的動力消耗之和，計算如下。
E=（kW·h/1000m3氣體）（式9）
式中ΔpG——經(jīng)過文丘里洗滌器氣體的壓力損失，Pa（3600Pa=1kW·h/1000m3氣體）；
ΔpL——加入洗滌器液體的壓力損失，即供水壓力Pa；
QL——文丘里洗滌器耗水量，m3/s
QG——文丘里洗滌器處置整理氣體量，m3/s。
上式中所列的ΔpG、QG、QL已在實驗總測得。因此，只要在除塵器進水管上的壓力表讀得ΔpL，便可按式9計算除塵器動力消耗（E）。
應當注意的是，由于實操指標T、L對動力消耗（E）影響很大，所以本實驗所測得的動力消耗（E）是針對某一實操狀況而言的。
三、實驗裝置、流程和儀表器具
技術功能數(shù)值參考規(guī)格
1、環(huán)境溫度（℃）：5℃～40℃；2、系統(tǒng)風量0~200m3/h；
3、文丘里除塵效率約：90~99%；4、氣體的含塵濃度：<50g/m3；
5、壓力降：<3000Pa；6、喉管處氣體流速：50-120m/s；
7、塔徑≥250mm；8、塔高≥1500mm；
9、裝置總體尺寸：長×寬×高≥2600×600×2600mm；
10、電源380V三相四線制功率（W）2000W。
實驗裝置
1、微電腦進氣粉塵濃度檢驗測試系統(tǒng)1套2、微電腦尾氣粉塵濃度檢驗測試系統(tǒng)1套
3、微電腦在線風量檢驗測試系統(tǒng)1套4、微電腦在線風速檢驗測試系統(tǒng)1套
5、微電腦在線風壓檢驗測試系統(tǒng)1套6、10英寸液晶顯露器1套
7、在線溫度（℃）、濕度檢驗測試系統(tǒng)1套；8、配套解析處置整理系統(tǒng)1套（能記錄存檔實驗數(shù)值，數(shù)值改變彎彎曲線解析，取樣時間設定，作業(yè)效率自動換算等功能）
9、數(shù)值處置整理解析系統(tǒng)1套；10、計算機數(shù)值數(shù)值通訊連接口1套；
11、控制檢驗測試系統(tǒng)開關電源1套
12、專用測壓軟管1套13、氣塵混合系統(tǒng)1套；
14、氣體整流板1套；15、系統(tǒng)靜壓測口2個
16、透明有機玻璃喇叭型進灰管段1套；17、自動粉塵加料裝置1套；
18、液體流量計1只19、耐酸耐堿水泵1臺
20、液體噴射分配裝置1套21、儲液水箱1個
22、調動球閥1套23、進出口風管1套；
24、人工取樣口2個25、高壓離心通風機1臺；
26、風量調動閥1套；27、調動電位器1個
28、漏電保護開關1個29、指示按鈕開關4只；
30、電源線1批；31、作業(yè)電壓（V）表1個，作業(yè)電流（A）表1個
32、金屬電器控制箱式模型塊1臺33、不銹鋼支撐架、管道、開關等1套。

本實驗需自行配備裝備以下儀表器具。
（1）干濕球溫度（℃）計1支；（9）濕式?jīng)_擊瓶2個；
（2）空盒式氣壓表1個；（10）旋片式真空泵2個；
（3）鋼卷尺2個；（11）秒表2個；
（4）轉子流量計1支。（12）光電解析天平1臺；
（5）傾斜式微壓計3臺；（13）托盤天平1臺；
（6）畢托管2支；（14）鼓風干燥機1臺；
（7）煙塵采樣管2支；（15）干燥器2個；
（8）煙塵測量試驗儀2臺；（16）彈簧壓力表1支；
四、實驗內容和要求
1、實驗內容
室內空氣環(huán)境功能數(shù)值的測量。含有概括室內空氣的干球溫度（℃）、濕球溫度（℃）、相對濕度、當?shù)卮髿鈮毫Φ裙δ軘?shù)值測量，計算空氣中水蒸氣體積分數(shù)（除塵系統(tǒng)中氣體含濕量）。
文丘里洗滌器實驗裝置的測量。含有概括測量文丘里洗滌器進、出口測量斷面直徑和喉口直徑，確定采樣斷面分環(huán)數(shù)和測點數(shù)；除塵系統(tǒng)入口喇叭形均流管流量系數(shù)φV測量；文丘里洗滌除塵器供水系統(tǒng)和發(fā)塵系統(tǒng)調動，保證實驗系統(tǒng)在液氣比L=0.7~1.0L/m3和進口氣流含塵濃度為3~10g/m3界限內平穩(wěn)運行。
文丘里洗滌器功能的測量和計算。在固定文丘里洗滌器實驗系統(tǒng)進口發(fā)塵濃度和液氣比條件下，測量和計算文丘里洗滌器處置整理氣體量（QG）、漏風率（δ）、喉口速度（T）、壓力損失（Δp）和除塵效率（η）。
實驗成果解析。認真記錄文丘里洗滌器處置整理氣體量和喉口速度、液氣比、壓力損失和除塵效率（經(jīng)過率）等功能功能數(shù)值測量數(shù)值，解析文丘里洗滌器除塵效率（經(jīng)過率）、壓力損失和喉口速度的關系。
2、實驗要求
本實驗為綜合應用型實驗，若教學需要也可以請學生重新設計實驗系統(tǒng)，轉變?yōu)樵O計型實驗。因此，本實驗應安排在除塵裝置課堂教學以后實行。學生應在完成本教程前述實驗而且熟悉文丘里洗滌器的基礎上參加本實驗。
本實驗要求學生在理解實驗原理和方法、實驗裝置和流程、實驗內容和要求的基礎上，自行編制實驗程序和步驟，自行設計各類實驗數(shù)值記錄表和解析圖，單單獨完成文丘里洗滌器T-Δp和T-η(P)功能彎彎曲線解析。
（3）上述實驗內容（2）中要求本實驗應在固定液氣比L和發(fā)塵濃度C1的條件下實行，實際上，液氣比L和喉口速度T均為影響文丘里洗滌器壓力損失Δp和除塵效率η的重要因素。為了深入學生對文丘里洗滌器功能的理解，亦可經(jīng)過改變L和T，測量壓力損失，并要求學生應用回歸解析方法，提出實驗用文丘里洗滌器的壓力損失Δp計算模型。
（4）本實驗測量中，氣體壓力損失ΔpG、液體壓力損失ΔpL、處置整理氣體量QG、耗水量QL、喉口速度T、除塵效率η、經(jīng)過率P和動力消耗E等功能數(shù)值皆應取三組以上實驗數(shù)值，并取其平均值作為實驗成果。
五、實驗數(shù)值記錄和整理
1、室內空氣環(huán)境功能數(shù)值測量
本實驗中有關空氣的溫度（℃）、壓力、含濕量等環(huán)境功能數(shù)值記錄和整理參看實驗五，并由學生自行設計記錄表匯總。
2、文丘里洗滌器試驗裝置測量
文丘里洗滌器構造功能數(shù)值在實驗裝置上測量取得，耗水量QL在系統(tǒng)流量計13讀取，并同時記錄供水壓力ΔpL、在入口均流管靜壓測孔連接的微壓計讀取靜壓|ps|。自行設計實驗記錄表并將上述數(shù)值匯總。
3、文丘里洗滌器功能測量和計算
文丘里洗滌器處置整理氣體量QG按式1或式3計算，除塵器漏風率按式2計算，壓力損失ΔpG按式5計算，喉口速度T按式4計算，液氣比L按式7計算，除塵效率按式8計算，動力消耗E按式9計算。自行設計文丘里洗滌器功能測量計算表匯總。表1可作為學生設計記錄表的參考。
4、實驗成果解析
實驗成果解析是在完成壓力損失Δp除塵效率η或經(jīng)過率（P）和喉口速度T液氣比（L）等功能功能數(shù)值測量后實行，應至少取得五組不一樣T（或L）下的Δp和η(P)數(shù)值，再開展解析研究?？梢晫嶒灲虒W安排在以兩個方面選用一項完成。
壓力損失、除塵效率和喉速度的關系解析Δp、η（P）與T的相互關系，并測繪制作T-Δp和T-η(P)實驗功能彎彎曲線。
壓力損失和喉口速度、液氣比的關系按照取得的實驗數(shù)值，解析Δp與T、L的相關關系，應用回歸解析方法，建立Δp=f(T，L)的計算模型。
六、討論（討論成果寫入實驗報告）
解析文丘里洗滌器的構造，說明收縮管、喉管和擴散管的長度、直徑、擴張角度等幾何尺寸對除塵效率和壓力損失的影響。
試對比應用動壓法和靜壓法測量文丘里洗滌器處置整理氣體量的差別，并解析其原因。
為什么文丘里洗滌器功能實驗應該在實操指標T、L固定的運行狀態(tài)下實行測量/
按照實驗成果，試解析影響文丘里洗滌器效率的主要因素。
按照實驗成果，試說明降低文丘里洗滌器動力消耗的主要途徑。