电子教案课程名称：等离子体降解VOCs废气系统设计虚拟仿真实验面向专业：环境工程，资源循环科学与工程，环境科学编制人：叶招莲，顾爱军，赵松建等2022年1月10日1
1 电子教案 课程名称：等离子体降解 VOCs 废气系统设计虚拟仿真实验 面向专业：环境工程，资源循环科学与工程，环境科学 编制人：叶招莲，顾爱军，赵松建等 2022 年 1 月 10 日
实验一数据采集旋风除尘实验一、实验目的1.了解旋风除尘系统的结构、工作原理和特点；2.掌握粉尘采样尤其是滤筒采样方法，并熟悉操作步骤；3.掌握管道压力损失、流速的测定方法；4.掌握旋风除尘的压降、除尘效率测定及影响因素。二、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。工作原理：旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，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。自进气口流人的另一小部分气流，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。旋风式除尘器系利用含尘气体的流动速度，使气流在除尘装置内沿某一定方向作连续旋转运动，粒子在随气流的旋转中获得离心力，导致粒子从气流中分离出来。三、实验装置2
2 实验一 数据采集旋风除尘实验 一、实验目的 1. 了解旋风除尘系统的结构、工作原理和特点； 2. 掌握粉尘采样尤其是滤筒采样方法，并熟悉操作步骤； 3. 掌握管道压力损失、流速的测定方法； 4. 掌握旋风除尘的压降、除尘效率测定及影响因素。 二、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。 工作原理：旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，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。自进气口流人的另一小部分气流，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。旋风式除尘器系利用含尘气 体的流动速度，使气流在除尘装置内沿某一定方向作连续旋转运动，粒子在随气 流的旋转中获得离心力，导致粒子从气流中分离出来。 三、实验装置
/干湿球温度计毕托管测压环XU型压力计采样口风旋风除尘器电控箱一静态混合器发灰器EPVC门N5图1数据采集旋风除尘器实验装置示意图四、实验耗材1.滑石粉500g2.粉尘采样仪2套3.滤筒50个五、实验步骤1.实验前往有机玻璃发灰器的灰斗里加入一定量的滑石粉；检查设备系统状况和全部电气连接线有无异常（如管道设备无破损等）。2.接通电源，打开电源总开关，确保U、V、W三个指示灯全亮，避免缺相使用。3.将PVC阀门开关打开至合适风量（可根据实验效果自行选择），打开引风机旋钮开关。将发灰器搅拌速度调至零，按REV"打开发灰器搅拌面板，根据实验需要调节发灰器搅拌杆转速，使滑石粉均匀稳定的进入旋风除尘器，且不在进风管内堆积。4.等装置稳定运行后，粉尘采样仪分别从进风管及出风管取样口采样5-8min，用天平称量采样前后滤简的质量，测定进口、出口粉尘浓度，并测定除尘系统的压力损失、烟气动压、环境中的温度和相对湿度。5.为了得出相关的除尘性能的结论，实验过程中，可以通过改变风量的大小（调节风阀开度）和粉尘的进入量（调节发灰器旋钮）进行不同处理气体量、不同粉尘浓度下的实验。3
3 图 1 数据采集旋风除尘器实验装置示意图 四、实验耗材 1.滑石粉 500g 2.粉尘采样仪 2 套 3.滤筒 50 个 五、实验步骤 1.实验前往有机玻璃发灰器的灰斗里加入一定量的滑石粉；检查设备系统状况和 全部电气连接线有无异常（如管道设备无破损等）。 2.接通电源，打开电源总开关，确保 U、V、W 三个指示灯全亮，避免缺相使用。 3.将 PVC 阀门开关打开至合适风量（可根据实验效果自行选择），打开引风机旋 钮开关。将发灰器搅拌速度调至零，按“REV”打开发灰器搅拌面板，根据实验需 要调节发灰器搅拌杆转速，使滑石粉均匀稳定的进入旋风除尘器，且不在进风管 内堆积。 4.等装置稳定运行后，粉尘采样仪分别从进风管及出风管取样口采样 5-8min，用 天平称量采样前后滤筒的质量，测定进口、出口粉尘浓度，并测定除尘系统的压 力损失、烟气动压、环境中的温度和相对湿度。 5.为了得出相关的除尘性能的结论，实验过程中，可以通过改变风量的大小（调 节风阀开度）和粉尘的进入量（调节发灰器旋钮）进行不同处理气体量、不同粉 尘浓度下的实验
6.实验结束，依次关闭发尘装置、风机，清除旋风除尘器下方灰斗内的滑石粉，清洁设备，记录并整理实验数据。六、实验数据记录与分析1.实验数据记录表1数据采集旋风除尘器实验装置实验数据记录表姓名：日期：环境温度：相对湿度：工况1-1（改变风量）设备压力风量毕托管动风速损失（Pa）压(Pa)(m/s)(m°/s)入口粉尘浓出口粉尘浓除尘效率度(mg/m2)度（mg/m2)(%)工况1-2（改变风量）风速设备压力毕托管动风量损失（Pa）压(Pa)(m/s)(m2/h)入口粉尘浓出口粉尘浓除尘效率度（mg/m3)度（mg/m3)(%)工况1-3（改变风量）风量设备压力毕托管动风速损失（Pa）压(Pa)(m/s)(m3/h)入口粉尘浓出口粉尘浓除尘效率度（mg/m2)度(mg/m2)(%)工况2-1（改变入口粉尘浓度）风速设备压力毕托管动风量损失（Pa）压 (Pa)(m/s)(m/h)入口粉尘浓出口粉尘除尘效率度（mg/m3）度（mg/m3）(%)工况2-2（改变入口粉尘浓度）设备压力毕托管动风速风量损失(Pa)压 (Pa)(m/s)(m/h)入口粉尘浓出口粉尘浓除尘效率度（mg/m3）度（mg/m2）(%)工况2-3（改变入口粉尘浓度）设备压力毕托管动风速风量损失（Pa）压(Pa)(m/s)(m/h)入口粉尘浓出口粉尘浓除尘效率度（mg/m3）度（mg/m2）(%)4
4 6.实验结束，依次关闭发尘装置、风机，清除旋风除尘器下方灰斗内的滑石粉， 清洁设备，记录并整理实验数据。 六、实验数据记录与分析 1. 实验数据记录 表 1 数据采集旋风除尘器实验装置实验数据记录表 姓名： 日期： 环境温度： 相对湿度： 工况 1-1（改变风量） 设备压力 损失（Pa） 毕托管动 压（Pa） 风速 （m/s） 风量 (m3 /s) 入口粉尘浓 度（mg/m3） 出口粉尘浓 度（mg/m3） 除尘效率 (%) 工况 1-2（改变风量） 设备压力 损失（Pa） 毕托管动 压（Pa） 风速 （m/s） 风量 (m3 /h) 入口粉尘浓 度（mg/m3） 出口粉尘浓 度（mg/m3） 除尘效率 (%) 工况 1-3（改变风量） 设备压力 损失（Pa） 毕托管动 压（Pa） 风速 （m/s） 风量 (m3 /h) 入口粉尘浓 度（mg/m3） 出口粉尘浓 度（mg/m3） 除尘效率 (%) 工况 2-1（改变入口粉尘浓度） 设备压力 损失（Pa） 毕托管动 压（Pa） 风速 （m/s） 风量 (m3 /h) 入口粉尘浓 度（mg/m3） 出口粉尘浓 度（mg/m3） 除尘效率 (%) 工况 2-2（改变入口粉尘浓度） 设备压力 损失（Pa） 毕托管动 压（Pa） 风速 （m/s） 风量 (m3 /h) 入口粉尘浓 度（mg/m3） 出口粉尘浓 度（mg/m3） 除尘效率 (%) 工况 2-3（改变入口粉尘浓度） 设备压力 损失（Pa） 毕托管动 压（Pa） 风速 （m/s） 风量 (m3 /h) 入口粉尘浓 度（mg/m3） 出口粉尘浓 度（mg/m3） 除尘效率 (%)
2.数据计算公式（1）风速计算1△ P=-0式中：△P一动压，Pap一空气密度，kg/mv一风速，m/s（2）风量计算Q=VS=0元r?式中：Q一风量，m3/sv一风速，m/sr一管道半径，m（本装置管道外径为75mm，壁厚2.3mm）（3）除尘效率n计算n=1-p2/p1式中：p2一出口粉尘浓度，mg/mpl一入口粉尘浓度,mg/m3粉尘浓度计算：采样后滤筒质量m和采样前滤简质量mO的差值（mg）除以采样体积V，采样体积V=Qt（采样流量Q乘以采样时间t）。七、注意事项1.实验前必须熟悉仪器的使用方法，规范操作；2.粉尘传感器使用一定时间后，必须定时清洁，以保证其测量精度：3.长期不使用时，应将装置内的灰尘清干净，放在干燥、通风的地方。如果再次使用，要先将装置内的灰尘清干净再使用。八、思考题1.粉尘采样器工作原理？实验时进口和出口采样时间和气体流速需要保持一致吗，为什么？2.试述旋风除尘器的操作流程及其注意事项。3.简单分析影响除尘效率的因素。4.简述设计旋风除尘器的时候需要考虑哪些因素。5
5 2.数据计算公式 （1）风速计算 ΔP= 1 2 2 式中：ΔP—动压，Pa ρ—空气密度，kg/m³ υ—风速，m/s （2）风量计算 Q=υS=υπr 2 式中：Q—风量, m3 /s υ—风速，m/s r—管道半径，m(本装置管道外径为 75mm，壁厚 2.3mm) （3）除尘效率 η 计算 η=1-ρ2/ρ1 式中: ρ2—出口粉尘浓度, mg/m³ ρ1—入口粉尘浓度, mg/m³ 粉尘浓度计算：采样后滤筒质量 m 和采样前滤筒质量 m0 的差值（mg）除以 采样体积 V, 采样体积 V=Qt（采样流量 Q 乘以采样时间 t）。 七、注意事项 1.实验前必须熟悉仪器的使用方法，规范操作； 2.粉尘传感器使用一定时间后，必须定时清洁，以保证其测量精度； 3.长期不使用时，应将装置内的灰尘清干净，放在干燥、通风的地方。如果再次 使用，要先将装置内的灰尘清干净再使用。 八、思考题 1.粉尘采样器工作原理？实验时进口和出口采样时间和气体流速需要保持一致 吗，为什么？ 2.试述旋风除尘器的操作流程及其注意事项。 3.简单分析影响除尘效率的因素。 4.简述设计旋风除尘器的时候需要考虑哪些因素