文丘里除尘器性能测定实验装置说明书
一、实验目的和意义
湿式除尘器是使含尘浓度气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的关心国家大事碰撞及他作用捕集粉尘或使粒径增大的装置。文丘里洗涤器是湿式除尘器的一种，属高效除尘器，常用于高温烟气降温和除尘。影响文丘里洗涤器性能的因素较多，为了使其在合理的操作条件下达到高除尘效率，需要通过实验研究各因素影响其性能的规律。
通过本实验：1、要进一步提高本科学生对文丘里洗涤器结构形式和除尘机理的认识；
2、学习湿式除尘器动力消耗的测定方法；
3、了解湿法除尘与干法除尘在除尘性能测定中的不同实验方法；
4、管道中各点流速和气体流量的测定
5、文丘里除尘器的压力损失和阻力系数的测定
6、文丘里除尘器的除尘效率测定
7、并通过实验方案设计和实验结果分析，加强学生综合应用和创新能力的培养。
设备特点
1、可测定文丘里除尘器除尘效率。
2、可测定研究处理风量、待处理气体含尘浓度对除尘效率及压力损失的影响。
3、配有微电脑粉尘浓度检测系统（能在线监测进口处与出口处含尘浓度的变化、并具有数据采集与直接打印输出功能）。
4、装置配有微电脑风量、风压检测系统（能在线监测各段的风压、风速、风量，并具有数据采集与直接打印输出功能）。
5、设备带有机械自动发尘装置、发尘量可精确控制调节。
6、设备配有气尘混合系统，使风管内的粉尘分布均匀、取样检测更精确。
7、处理风量、进尘浓度等可自行调节。
8、该装置可在线数据采集、也可备用数据采集接口、设备系统还在净化设备前后配有人工采样口。二、实验原理和方法
文丘里洗涤器性能（处理气体流量、压力损失、除尘效率、及喉口速度、液气比、动力消耗等）与其结构形式和运行条件密切相关。本实验是在除尘器结构相识和运行条件已定的前提下，完成除尘器性能的测定。
处理气体量及喉口速度的测定和计算
（1）处理气体量的测定和计算测定文丘里洗涤器处理气体量，应同时测出除尘器进、出口的气体流量（QG1、QG2）取其平均值作为除尘器的处理气体量（QG）。这类测定QG的方法称为动压法，其计算式如下。
QG=(QG1+QG2)(m3/s)（式1）
除尘器漏风滤（δ）按下式计算。
δ=%（式2）
当实验系统漏风率小于5%时，还可采用静压法测定QG，即根据测得的系统喇叭形入口均流管处平均静压（），按下式计算。
QG=φVA（m3/s）（式3）
式中φV——喇叭形入口均流管的流量系数
A——测定断面的面积，m2
——管道中气体密度，kg/m3
（2）喉口速度的测定和计算若文丘里洗涤器喉口断面积为AT，则其喉口平均气流速度（VT）为
T=QG/AT(m/s)（式4）
2、压力损失的测定和计算
文丘里洗涤器压力损失（ΔpG）为除尘器进、出口气体平均全压差。若实验装置中除尘器进、出口连接管道的断面积相等，则其压力损失可用除尘器进、出口管道中气体的平均静压差（Δps12）表示，即
ΔpG=Δps12-∑Δpi（式5）
ΔpG=Δps12-(lRL+Δpm)（式6）
式中ΔpG——文丘里洗涤器压力损失，Pa；
Δps12——文丘里洗涤器进、出口管道中气体的平均静压差，Pa；
Δpi——文丘里洗涤器实验系统压力损失之和，Pa；
l——文丘里洗涤器实验系统管道长度，m；
RL——单位长度管道的摩擦阻力，即摩擦比，Pa；
Δpm——文丘里洗涤器实验系统局部阻力，Pa。
应该指出，洗涤器压力损失随操作条件变化而改变，本实验的压力损失测定应在洗涤器稳定运行（VT、L保持不变）的条件下进行，并同时测定记录VT、L数据。
3、耗水量及液气比的测定和计算
文丘里洗涤器的耗水量（QL），可通过设在洗涤器进水管上的流量计13（）直接读得。在同时策得洗涤器处理气体量（QG）后，即可由下式求出液气比（L）
L=QL/QG(L/m3)（式7）
4、除尘效率的测定和计算
文丘里洗涤除尘效率（η）的测定，亦应在按除尘器稳定运行的条件下进行，并同时记录VT、L等操作指标。
文丘里除尘器的除尘效率常用质量浓度法测定，即在除尘器进、出口测定断面上，用等速采样法同时测出气流含尘浓度，并按下式计算。
η=%（式8）
式中C1，C2——分别为文丘里洗涤器进、出口气流含尘浓度，g/m3。
考虑到雾沫分离器不可能捕集全部液滴,文丘里洗涤器出口气体中水分含量一般偏高,故在进、出口测定断面同时采样时，宜使用湿式冲击瓶作为集尘装置。
5、除尘器动力消耗的测定和计算
文丘里洗涤器动力消耗（E）等于通过洗涤器气体的动力消耗与加入液体的动力消耗之和，计算如下。
E=（kW·h/1000m3气体）（式9）
式中ΔpG——通过文丘里洗涤器气体的压力损失，Pa（3600Pa=1kW·h/1000m3气体）；
ΔpL——加入洗涤器液体的压力损失，即供水压力Pa；
QL——文丘里洗涤器耗水量，m3/s
QG——文丘里洗涤器处理气体量，m3/s。
上式中所列的ΔpG、QG、QL已在实验总测得。因此，只要在除尘器进水管上的压力表读得ΔpL，便可按式9计算除尘器动力消耗（E）。
应当注意的是，由于操作指标T、L对动力消耗（E）影响很大，所以本实验所测得的动力消耗（E）是针对某一操作状况而言的。
三、实验装置、流程和仪器
技术指标
1、环境温度：5℃～40℃；2、系统风量0~200m3/h；
3、文丘里除尘效率约：90~99%；4、气体的含尘浓度：<50g/m3；
5、压力降：<3000Pa；6、喉管处气体流速：50-120m/s；
7、塔径≥250mm；8、塔高≥1500mm；
9、装置总体尺寸：长×宽×高≥2600×600×2600mm；
10、电源380V三相四线制功率2000W。
实验装置
1、微电脑进气粉尘浓度检测系统1套2、微电脑尾气粉尘浓度检测系统1套
3、微电脑在线风量检测系统1套4、微电脑在线风速检测系统1套
5、微电脑在线风压检测系统1套6、10英寸液晶显示器1套
7、在线温度、湿度检测系统1套；8、配套分析处理软件1套（能记录保存实验数据，数据变化曲线分析，取样时间设定，工作效率自动换算等功能）
9、数据处理分析系统1套；10、计算机通讯接口1套；
11、控制检测系统开关电源1套
12、专用测压软管1套13、气尘混合系统1套；
14、气体整流板1套；15、系统静压测口2个
16、透明有机玻璃喇叭型进灰管段1套；17、自动粉尘加料装置1套；
18、液体流量计1只19、耐酸耐碱水泵1台
20、液体喷射分配装置1套21、储液水箱1个
22、调节球阀1套23、进出口风管1套；
24、人工取样口2个25、高压离心通风机1台；
26、风量调节阀1套；27、调节电位器1个
28、漏电保护开关1个29、指示按钮开关4只；
30、电源线1批；31、工作电压表1个，工作电流表1个
32、金属电器控制箱1台33、不锈钢支架、管道、开关等1套。
本实验需自行配备以下仪器。
（1）干湿球温度计1支；（9）湿式冲击瓶2个；
（2）空盒式气压表1个；（10）旋片式真空泵2个；
（3）钢卷尺2个；（11）秒表2个；
（4）转子流量计1支。（12）光电分析天平1台；
（5）倾斜式微压计3台；（13）托盘天平1台；
（6）毕托管2支；（14）鼓风干燥机1台；
（7）烟尘采样管2支；（15）干燥器2个；
（8）烟尘测试仪2台；（16）弹簧压力表1支；
四、实验内容和要求
1、实验内容
室内空气环境参数的测定。包括室内空气的干球温度、湿球温度、相对湿度、当地大气压力等参数测定，计算空气中水蒸气体积分数（除尘系统中气体含湿量）。
文丘里洗涤器实验装置的测定。包括测量文丘里洗涤器进、出口测定断面直径和喉口直径，确定采样断面分环数和测点数；除尘系统入口喇叭形均流管流量系数φV测定；文丘里洗涤除尘器供水系统和发尘系统调节，保证实验系统在液气比L=0.7~1.0L/m3和进口气流含尘浓度为3~10g/m3范围内稳定运行。
文丘里洗涤器性能的测定和计算。在固定文丘里洗涤器实验系统进口发尘浓度和液气比条件下，测定和计算文丘里洗涤器处理气体量（QG）、漏风率（δ）、喉口速度（T）、压力损失（Δp）和除尘效率（η）。
实验结果分析。认真记录文丘里洗涤器处理气体量和喉口速度、液气比、压力损失和除尘效率（通过率）等性能参数测定数据，分析文丘里洗涤器除尘效率（通过率）、压力损失和喉口速度的关系。
2、实验要求
本实验为综合应用型实验，若教学需要也可以请学生重新设计实验系统，转变为设计型实验。因此，本实验应安排在除尘装置课堂教学以后进行。学生应在完成本教程前述实验且熟悉文丘里洗涤器的基础上参加本实验。
本实验要求学生在了解实验原理和方法、实验装置和流程、实验内容和要求的基础上，自行编制实验程序和步骤，自行设计各类实验数据记录表和分析图，独立完成文丘里洗涤器T-Δp和T-η(P)性能曲线分析。
（3）上述实验内容（2）中要求本实验应在固定液气比L和发尘浓度C1的条件下进行，实际上，液气比L和喉口速度T均为影响文丘里洗涤器压力损失Δp和除尘效率η的重要因素。为了加深学生对文丘里洗涤器性能的了解，亦可通过改变L和T，测定压力损失，并要求学生采用回归分析方法，提出实验用文丘里洗涤器的压力损失Δp计算模型。
（4）本实验测定中，气体压力损失ΔpG、液体压力损失ΔpL、处理气体量QG、耗水量QL、喉口速度T、除尘效率η、通过率P和动力消耗E等参数皆应取三组以上实验数据，并取其平均值作为实验结果。
五、实验数据记录和整理
1、室内空气环境参数测定
本实验中有关空气的温度、压力、含湿量等环境参数记录和整理参看实验五，并由学生自行设计记录表汇总。
2、文丘里洗涤器试验装置测定
文丘里洗涤器结构参数在实验装置上测量取得，耗水量QL在系统流量计13读取，并同时记录供水压力ΔpL、在入口均流管静压测孔连接的微压计读取静压|ps|。自行设计实验记录表并将上述数据汇总。
3、文丘里洗涤器性能测定和计算
文丘里洗涤器处理气体量QG按式1或式3计算，除尘器漏风率按式2计算，压力损失ΔpG按式5计算，喉口速度T按式4计算，液气比L按式7计算，除尘效率按式8计算，动力消耗E按式9计算。自行设计文丘里洗涤器性能测定计算表汇总。表1可作为学生设计记录表的参考。
4、实验结果分析
实验结果分析是在完成压力损失Δp除尘效率η或通过率（P）和喉口速度T液气比（L）等性能参数测定后进行，应至少取得五组不同T（或L）下的Δp和η(P)数据，再开展分析研究。可视实验教学安排在以两个方面选择一项完成。
压力损失、除尘效率和喉速度的关系分析Δp、η（P）与T的相互关系，并绘制T-Δp和T-η(P)实验性能曲线。
压力损失和喉口速度、液气比的关系根据取得的实验数据，分析Δp与T、L的相关关系，采用回归分析方法，建立Δp=f(T，L)的计算模型。
六、讨论（讨论结果写入实验报告）
分析文丘里洗涤器的结构，说明收缩管、喉管和扩散管的长度、直径、扩张角度等几何尺寸对除尘效率和压力损失的影响。
试比较采用动压法和静压法测定文丘里洗涤器处理气体量的差别，并分析其原因。
为什么文丘里洗涤器性能实验应该在操作指标T、L固定的运行状态下进行测定/
根据实验结果，试分析影响文丘里洗涤器效率的主要因素。
根据实验结果，试说明降低文丘里洗涤器动力消耗的主要途径。
一、实验目的和意义
湿式除尘器是使含尘浓度气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的关心国家大事碰撞及他作用捕集粉尘或使粒径增大的装置。文丘里洗涤器是湿式除尘器的一种，属高效除尘器，常用于高温烟气降温和除尘。影响文丘里洗涤器性能的因素较多，为了使其在合理的操作条件下达到高除尘效率，需要通过实验研究各因素影响其性能的规律。
通过本实验：1、要进一步提高本科学生对文丘里洗涤器结构形式和除尘机理的认识；
2、学习湿式除尘器动力消耗的测定方法；
3、了解湿法除尘与干法除尘在除尘性能测定中的不同实验方法；
4、管道中各点流速和气体流量的测定
5、文丘里除尘器的压力损失和阻力系数的测定
6、文丘里除尘器的除尘效率测定
7、并通过实验方案设计和实验结果分析，加强学生综合应用和创新能力的培养。
设备特点
1、可测定文丘里除尘器除尘效率。
2、可测定研究处理风量、待处理气体含尘浓度对除尘效率及压力损失的影响。
3、配有微电脑粉尘浓度检测系统（能在线监测进口处与出口处含尘浓度的变化、并具有数据采集与直接打印输出功能）。
4、装置配有微电脑风量、风压检测系统（能在线监测各段的风压、风速、风量，并具有数据采集与直接打印输出功能）。
5、设备带有机械自动发尘装置、发尘量可精确控制调节。
6、设备配有气尘混合系统，使风管内的粉尘分布均匀、取样检测更精确。
7、处理风量、进尘浓度等可自行调节。
8、该装置可在线数据采集、也可备用数据采集接口、设备系统还在净化设备前后配有人工采样口。二、实验原理和方法
文丘里洗涤器性能（处理气体流量、压力损失、除尘效率、及喉口速度、液气比、动力消耗等）与其结构形式和运行条件密切相关。本实验是在除尘器结构相识和运行条件已定的前提下，完成除尘器性能的测定。
处理气体量及喉口速度的测定和计算
（1）处理气体量的测定和计算测定文丘里洗涤器处理气体量，应同时测出除尘器进、出口的气体流量（QG1、QG2）取其平均值作为除尘器的处理气体量（QG）。这类测定QG的方法称为动压法，其计算式如下。
QG=(QG1+QG2)(m3/s)（式1）
除尘器漏风滤（δ）按下式计算。
δ=%（式2）
当实验系统漏风率小于5%时，还可采用静压法测定QG，即根据测得的系统喇叭形入口均流管处平均静压（），按下式计算。
QG=φVA（m3/s）（式3）
式中φV——喇叭形入口均流管的流量系数
A——测定断面的面积，m2
——管道中气体密度，kg/m3
（2）喉口速度的测定和计算若文丘里洗涤器喉口断面积为AT，则其喉口平均气流速度（VT）为
T=QG/AT(m/s)（式4）
2、压力损失的测定和计算
文丘里洗涤器压力损失（ΔpG）为除尘器进、出口气体平均全压差。若实验装置中除尘器进、出口连接管道的断面积相等，则其压力损失可用除尘器进、出口管道中气体的平均静压差（Δps12）表示，即
ΔpG=Δps12-∑Δpi（式5）
ΔpG=Δps12-(lRL+Δpm)（式6）
式中ΔpG——文丘里洗涤器压力损失，Pa；
Δps12——文丘里洗涤器进、出口管道中气体的平均静压差，Pa；
Δpi——文丘里洗涤器实验系统压力损失之和，Pa；
l——文丘里洗涤器实验系统管道长度，m；
RL——单位长度管道的摩擦阻力，即摩擦比，Pa；
Δpm——文丘里洗涤器实验系统局部阻力，Pa。
应该指出，洗涤器压力损失随操作条件变化而改变，本实验的压力损失测定应在洗涤器稳定运行（VT、L保持不变）的条件下进行，并同时测定记录VT、L数据。
3、耗水量及液气比的测定和计算
文丘里洗涤器的耗水量（QL），可通过设在洗涤器进水管上的流量计13（）直接读得。在同时策得洗涤器处理气体量（QG）后，即可由下式求出液气比（L）
L=QL/QG(L/m3)（式7）
4、除尘效率的测定和计算
文丘里洗涤除尘效率（η）的测定，亦应在按除尘器稳定运行的条件下进行，并同时记录VT、L等操作指标。
文丘里除尘器的除尘效率常用质量浓度法测定，即在除尘器进、出口测定断面上，用等速采样法同时测出气流含尘浓度，并按下式计算。
η=%（式8）
式中C1，C2——分别为文丘里洗涤器进、出口气流含尘浓度，g/m3。
考虑到雾沫分离器不可能捕集全部液滴,文丘里洗涤器出口气体中水分含量一般偏高,故在进、出口测定断面同时采样时，宜使用湿式冲击瓶作为集尘装置。
5、除尘器动力消耗的测定和计算
文丘里洗涤器动力消耗（E）等于通过洗涤器气体的动力消耗与加入液体的动力消耗之和，计算如下。
E=（kW·h/1000m3气体）（式9）
式中ΔpG——通过文丘里洗涤器气体的压力损失，Pa（3600Pa=1kW·h/1000m3气体）；
ΔpL——加入洗涤器液体的压力损失，即供水压力Pa；
QL——文丘里洗涤器耗水量，m3/s
QG——文丘里洗涤器处理气体量，m3/s。
上式中所列的ΔpG、QG、QL已在实验总测得。因此，只要在除尘器进水管上的压力表读得ΔpL，便可按式9计算除尘器动力消耗（E）。
应当注意的是，由于操作指标T、L对动力消耗（E）影响很大，所以本实验所测得的动力消耗（E）是针对某一操作状况而言的。
三、实验装置、流程和仪器
技术指标
1、环境温度：5℃～40℃；2、系统风量0~200m3/h；
3、文丘里除尘效率约：90~99%；4、气体的含尘浓度：<50g/m3；
5、压力降：<3000Pa；6、喉管处气体流速：50-120m/s；
7、塔径≥250mm；8、塔高≥1500mm；
9、装置总体尺寸：长×宽×高≥2600×600×2600mm；
10、电源380V三相四线制功率2000W。
实验装置
1、微电脑进气粉尘浓度检测系统1套2、微电脑尾气粉尘浓度检测系统1套
3、微电脑在线风量检测系统1套4、微电脑在线风速检测系统1套
5、微电脑在线风压检测系统1套6、10英寸液晶显示器1套
7、在线温度、湿度检测系统1套；8、配套分析处理软件1套（能记录保存实验数据，数据变化曲线分析，取样时间设定，工作效率自动换算等功能）
9、数据处理分析系统1套；10、计算机通讯接口1套；
11、控制检测系统开关电源1套
12、专用测压软管1套13、气尘混合系统1套；
14、气体整流板1套；15、系统静压测口2个
16、透明有机玻璃喇叭型进灰管段1套；17、自动粉尘加料装置1套；
18、液体流量计1只19、耐酸耐碱水泵1台
20、液体喷射分配装置1套21、储液水箱1个
22、调节球阀1套23、进出口风管1套；
24、人工取样口2个25、高压离心通风机1台；
26、风量调节阀1套；27、调节电位器1个
28、漏电保护开关1个29、指示按钮开关4只；
30、电源线1批；31、工作电压表1个，工作电流表1个
32、金属电器控制箱1台33、不锈钢支架、管道、开关等1套。
本实验需自行配备以下仪器。
（1）干湿球温度计1支；（9）湿式冲击瓶2个；
（2）空盒式气压表1个；（10）旋片式真空泵2个；
（3）钢卷尺2个；（11）秒表2个；
（4）转子流量计1支。（12）光电分析天平1台；
（5）倾斜式微压计3台；（13）托盘天平1台；
（6）毕托管2支；（14）鼓风干燥机1台；
（7）烟尘采样管2支；（15）干燥器2个；
（8）烟尘测试仪2台；（16）弹簧压力表1支；
四、实验内容和要求
1、实验内容
室内空气环境参数的测定。包括室内空气的干球温度、湿球温度、相对湿度、当地大气压力等参数测定，计算空气中水蒸气体积分数（除尘系统中气体含湿量）。
文丘里洗涤器实验装置的测定。包括测量文丘里洗涤器进、出口测定断面直径和喉口直径，确定采样断面分环数和测点数；除尘系统入口喇叭形均流管流量系数φV测定；文丘里洗涤除尘器供水系统和发尘系统调节，保证实验系统在液气比L=0.7~1.0L/m3和进口气流含尘浓度为3~10g/m3范围内稳定运行。
文丘里洗涤器性能的测定和计算。在固定文丘里洗涤器实验系统进口发尘浓度和液气比条件下，测定和计算文丘里洗涤器处理气体量（QG）、漏风率（δ）、喉口速度（T）、压力损失（Δp）和除尘效率（η）。
实验结果分析。认真记录文丘里洗涤器处理气体量和喉口速度、液气比、压力损失和除尘效率（通过率）等性能参数测定数据，分析文丘里洗涤器除尘效率（通过率）、压力损失和喉口速度的关系。
2、实验要求
本实验为综合应用型实验，若教学需要也可以请学生重新设计实验系统，转变为设计型实验。因此，本实验应安排在除尘装置课堂教学以后进行。学生应在完成本教程前述实验且熟悉文丘里洗涤器的基础上参加本实验。
本实验要求学生在了解实验原理和方法、实验装置和流程、实验内容和要求的基础上，自行编制实验程序和步骤，自行设计各类实验数据记录表和分析图，独立完成文丘里洗涤器T-Δp和T-η(P)性能曲线分析。
（3）上述实验内容（2）中要求本实验应在固定液气比L和发尘浓度C1的条件下进行，实际上，液气比L和喉口速度T均为影响文丘里洗涤器压力损失Δp和除尘效率η的重要因素。为了加深学生对文丘里洗涤器性能的了解，亦可通过改变L和T，测定压力损失，并要求学生采用回归分析方法，提出实验用文丘里洗涤器的压力损失Δp计算模型。
（4）本实验测定中，气体压力损失ΔpG、液体压力损失ΔpL、处理气体量QG、耗水量QL、喉口速度T、除尘效率η、通过率P和动力消耗E等参数皆应取三组以上实验数据，并取其平均值作为实验结果。
五、实验数据记录和整理
1、室内空气环境参数测定
本实验中有关空气的温度、压力、含湿量等环境参数记录和整理参看实验五，并由学生自行设计记录表汇总。
2、文丘里洗涤器试验装置测定
文丘里洗涤器结构参数在实验装置上测量取得，耗水量QL在系统流量计13读取，并同时记录供水压力ΔpL、在入口均流管静压测孔连接的微压计读取静压|ps|。自行设计实验记录表并将上述数据汇总。
3、文丘里洗涤器性能测定和计算
文丘里洗涤器处理气体量QG按式1或式3计算，除尘器漏风率按式2计算，压力损失ΔpG按式5计算，喉口速度T按式4计算，液气比L按式7计算，除尘效率按式8计算，动力消耗E按式9计算。自行设计文丘里洗涤器性能测定计算表汇总。表1可作为学生设计记录表的参考。
4、实验结果分析
实验结果分析是在完成压力损失Δp除尘效率η或通过率（P）和喉口速度T液气比（L）等性能参数测定后进行，应至少取得五组不同T（或L）下的Δp和η(P)数据，再开展分析研究。可视实验教学安排在以两个方面选择一项完成。
压力损失、除尘效率和喉速度的关系分析Δp、η（P）与T的相互关系，并绘制T-Δp和T-η(P)实验性能曲线。
压力损失和喉口速度、液气比的关系根据取得的实验数据，分析Δp与T、L的相关关系，采用回归分析方法，建立Δp=f(T，L)的计算模型。
六、讨论（讨论结果写入实验报告）
分析文丘里洗涤器的结构，说明收缩管、喉管和扩散管的长度、直径、扩张角度等几何尺寸对除尘效率和压力损失的影响。
试比较采用动压法和静压法测定文丘里洗涤器处理气体量的差别，并分析其原因。
为什么文丘里洗涤器性能实验应该在操作指标T、L固定的运行状态下进行测定/
根据实验结果，试分析影响文丘里洗涤器效率的主要因素。
根据实验结果，试说明降低文丘里洗涤器动力消耗的主要途径。