颗粒及气相测量方法 |
测量技术
测试目的
实验室:进一步研究确定旋风分离器及其他设备性能的基本流动现象
工程:现场旋风分离器总性能
10.1气体流态(如果测量因湍流而引起的脉动速度分量,需要使用动态响应时间较短的测量仪器,热线风速仪和LDA都可)
接触式测量(探头深入流畅,会干扰流体的流动状态)
热线风速仪
原理:利用张紧在两根叉干间的电热丝的冷却效应来实现——流速越高,冷却越强
作用:测定某一位置的气速
特点:1.不能确定速度的方向;2现在开发三维热探针可以确定气流方向;3.利用热线风速仪仍需探针进行校准
接触式测量
皮托管
原理:,利用公式
非接触式
LDA激光多普勒
原理:把完全跟随气体流动的示踪粒子的速度作为气速,两激光束交叉,示踪粒子通过它便产生干涉条纹(在测量体内),当示踪粒子通过测量体时,由颗粒散射出的激光就被当作”多普勒脉冲“来检测。
特点
优点:非接触测量不破坏流场
缺点:由于失踪粒子的跟随性差,会引起误差
10.2压降(动压与静压降)
进口处(静压面沿横截面均匀分布):开标准测压口
出口处(旋转流动存在较大动压):
排气管安装稳流器或直叶片,测量稳流器后的静压
若在稳流器后开测压孔,需向孔内吹起,保证测压时不被堵
10.3颗粒流动
γ射线和交叉三角
特点:仅合适颗粒速度在每秒几米以内的测量
相位多普勒PDA
特点:类似LDA,能测颗粒速度和尺寸
10.4总分离效率
在线取样(工业ISO9096)
原理:利用探头从管道中取出少量含尘气体。用滤膜过滤粉料进行分析
取样原则
1.等动取样——取样嘴内的含尘气流速度等于管道内该处的含尘气流速度;
2.所取得样在测量管道横截面上必须有代表性。
存在问题
1.取样位置与上游管件相近
2.气体存在偏态性,不能做到等动取样
解决办法——确定横截面气速分布,再等动取样解决
3.气体粉料浓度沿横截面分布可能不均匀(尚未解决)
注意事项
含尘气体温度高,并且含湿,要对管道外部取样系统进行加热,避免冷凝,且注意取样干燥
取样嘴直径至少4mm,且为锐边或锥形——避免取样嘴口出现湍流
取样位置前2后5
取样时间至少3min(具体情况具体分析)
实验:滤膜捕集排气中的粉料
10.5分级效率
实验室方法
1.将单一粒径加入旋风分离器测量总效率
2.
10.5.1在线与离线粒径分析(测量粒径分布)——已经确定工艺中的粉料分散状态用离线,否则用在线
离线
原理:将粉料分散在液体中进行粒径分析
特点
优点:比实时在线更精确,用户中最方便
缺点:粉料在液体中重新分散时,改变了颗粒在分离器内的分散状态
在线
特点
优点:粉料分散在气流中,真实反映气流中颗粒的实际特性
缺点:精度低于离线法,会产生大的误差
10.5.2样品捕集及制备
制备离线粒径分析用样品时,保证悬浮液中颗粒呈分散状态
加表面活性剂或分散剂
机械方方法:搅拌、震荡
10.5.3粒径分析方法(动力当量粒径)
在线:
串级式冲击仪(动力当量径)
串联旋风子分级器(动力当量径)
特点:比串联级冲击取样器收集的粉料多
激光衍射颗粒分析仪
测得并不是动力当量径
离线
离心分离器
特点
优点:测量最小动力当量粒径为零点几微米
缺点:费力,技术难度高。颗粒并不呈分散状态(可通过频闪仪进行分析)
重力沉降仪(动力当量粒径)
特点
测量粒径可达亚微米
不受布朗运动影响
受悬浮液温度不均匀引起的对流影响
电感应法(颗粒数目分布:测量的时单个颗粒的体积)
特点
测量体积当量粒径,范围1~120微米
1~2微米难以准确测定
激光散射原理
特点
优点:使用方便,重复性好,测得粒径范围更宽
缺点:不能测动力当量径;不适合非球形颗粒;亚微米范围误差大