滤料阻力是袋式除尘器中至关重要的参数，直接影响着袋式除尘器内的气流分布。因此在对 袋式除尘器内气流组织进行模拟前，需要先了解滤料的阻力特性。?

一、实验?

1、实验装置介绍

图1

①、发尘装置；

②、集流器；

③、型气溶胶监测仪；

④、数字式微压计?

⑤、真空泵；

⑥、玻璃转子流量计；

⑦、被测试滤料试样图?

   如图1，试验装置采用竖直设计，有利于发尘装置发出的粉尘能够在进口 管道内充分的扩散，并防止其在进口管道内沉积。　

   进行实验时，开动真空泵抽气，使外部环境气溶胶气流自上而下进入管道，经过被测试滤料 试样和玻璃转子流量计，由真空泵排出。处理风量通过玻璃转子流量计调节发尘量由发尘装 置控制滤料的阻力可以从连接在滤料情后测点的数字式微压计直接读出滤料的过滤效率则通 过设置在滤料前后的两个型气溶胶监测仪读出的粉尘浓度再由计算而得。实验时，通过改变 风量和发尘量来确定过滤风速、阻力和过滤效率和粉尘层厚度之间的关系。?

二、实验仪器介绍?

1、溶胶监测仪。

   TSI8520型气溶胶粉尘监测仪可以测量、林的气悬微粒子或呼吸性微粒的计重浓度。它是利 用直角光散射原理，将气溶胶颗粒物吸入光学室中，再由光的散射量来测出颗粒物的浓度。 ?

2、数字式微压计。

   DP1000-11型数字微压计，是一种新型的数字微压计，具有重量轻、体积小、使用方便的优 点，并且读数直观、精确度高和稳定性好，从一型数字微压计可以直接读出经过滤料后产生 的压差。

3、实验的测试方法?

 （1）实验目标。由实验条件的限制，本实验采用冷态实验近似模拟实际情况，由此测定滤布的阻力特性。主 要的实验步骤如下：

  ①搭建如图1所示的实验台。

  ②测试滤料在清洁状态下过滤阻力随过滤风速的变化关系。

  ③测试滤料在发尘状态下过滤阻力随过滤风速的变化关系。?

1.3.2 滤料阻力的测定。滤料的阻力压力损失就是滤布前后测点的全压差，即：　

ΔP=Pq1-Pq2-ΔPm-ΔPz    （1）?　

   式中：ΔP为滤布的阻力，即空气通过滤料时的压力损失，Pa；Pq1、Pq2为被 测滤料前后测试截面的全压，Pa；Pj1、Pj2为被测滤料前后测试截面的静压， Pa；ΔP?m为被测滤料的前后压力测试截面之间的管道沿程阻力，Pa；ΔPz为被测滤料前 后压力测试截面之间管道的总的局部阻力，Pa。　

   实验中，由于被测试滤料前后管道截面积相等，同时假设可不考虑漏风和气流密度在被测滤 料前后的微小变化，则前后过滤风速变化很小，可以近似认为前后动压相等，因此可以用静 压差来代替全压差。需要注意的是滤布前后的静压测试点应该布置在管段的气流稳定段，即 静压环设置在被测滤料前4D外和之后6D外（D为试验用管道的直径）；同时，因为被测试滤 料的前后压力测定面之间的管道沿程阻力和局部阻力之和很小，相对于滤布的阻力可以忽略 不计，所以被测试滤料的阻力可简化用下式表示：　

ΔP=Pj1-Pj2?   （2）?　

   因此，在此实验中，与被测滤料前后设置的静压环相连接DP1000-Ⅱ数字式微压计的读数就 是该滤料在对应风速、对应粉尘负荷下的滤料阻力。 ?

4、风量的测定。一般的，风量的测定可以使用动压法，通过测量被测截面的全压和静压，得到动压，然后再 求出该截面的气流速度，就可以用下式得出风量值。

   式中：L为通过该截面的风量，m3/s；F为管道截面积，m2；Pd为被测截面的动压，其 值为该截面处全压和静压之差，Pa；n为测点数。　

在此实验中，由于设置了玻璃转子流量计，所以通过滤料的风量也可以直接从该玻璃转子流 量计上读出。?

5、风速的测定。

   通过上面的假设不考虑漏风和气流密度在被测物前后的微小变化，则前后流速变化很小，所 以可以把管道截面流速近似等于为过滤风速。  　

v=L/F    （5）?

6、阻力系数的计算。

   袋式除尘器的系统阻力ΔP一般由除尘器的结构阻力ΔPc、清洁滤料阻力期ΔP0和滤料 上积附的粉尘层的阻力ΔP?d三部分组成，在各种文献中关于滤料的阻力的表示方式有很多 ，但是没有一个统一的标准。在除尘系统中，滤布产生的阻力占整个系统的很大一部分，它 包括滤布本身的阻力ΔP0（一般为50～200Pa）和滤布上的粉尘层产生的阻力ΔPd（500 ～2500Pa）。　

   各种文献中对于清洁滤料阻力ΔP?0的求解还是比较一致，认为由于过滤风速很低，ΔP?0 与过滤风速V成正比。因此，对于ΔP?0的计算可用下式进行计算。　

ΔP?0=ζ0μv   （6）　

   式中：ζ0为清洁滤料的阻力系数，m-1；μ为气体运动粘度，Pa.s。　

   由于粉尘层阻力Δp?d才与粉尘层自身的性质、过滤风速和气体的性质等多项因素有 关，我们在计算粉尘层阻力Δpd时可以选用达西公式进行计算，因此，空气通过粉尘层的 阻力降为：　

?
   所以，含尘气体通过滤料及其粉尘层的总阻力为：　

?

三、渗透率的计算　

   渗透率K是描述多孔介质性质的一个关键参数，其定义为单位压差下，单位粘度的流体经过 单 位体积时的流速，它表征在外加压力梯度的作用下一种流体通过多孔介质的容易程度。对于 通过多孔介质的恒定不可压缩流动，可以用达西定律进行描述，因而，可以从上式得到的表 达式：　

?

   因此，渗透率可以根据在一定的环境下，通过实验测出的一系列压力、速度和粉尘厚度之间 的对应值，之后再由式计算而得。?

1、实验结果　

  图2表达了滤料在不同粉尘层厚度以及不同过滤风速下的阻力值。?

2、滤料阻力系数的计算　

   根据实验时的测试环境，计算含尘气体的运动粘度时，气体温度即为环境温度22.3℃，此时 运动粘度μ=1.8392*10-5Pa.s　

   表1为HST-1清洁滤料阻力系数ζ?0的计算结果，从中可以看到平均清洁阻力系数 0=3.85*10?8，该值正好符合文献中介绍的清洁阻力系数的数量级107～108的范围。

3、HST-1滤料渗透率的计算?

  ①、粉尘层渗透率的计算。

  粉尘层渗透率可以通过式9计算而得，表2为一定粉尘层厚度情况下粉尘层渗透率的测定结 果，表3为粉尘层渗透率随粉尘层厚度的变化情况。从表中也可以看出，粉尘层的渗透率 并不是定值，而是随着粉尘层厚度的变化而不断变化的。

 ②、综合渗透率的计算　

   由于在使用Fluent软件进行气流均匀性模拟时，需要对滤袋这种多孔介质边界条件进行设置 ，为了能够对此 边界条件方便处理，在此做一些简化，即把滤布和粉尘层联系在一起考虑， 把滤布和粉尘层统一看成粉尘层整体，因此，可以求出一个滤布和粉尘层的综合渗透率。应 该注意的是，对于清洁滤料由于还没有粉尘附着，所以粉尘层厚度为0，当然为了方便设置 ，在计算、模拟时可以用滤料厚度代替。表4就是滤布和粉尘层的综合渗透率的计算结果， 表5是综合渗透率随粉尘层厚度的变化情况。图3就是综合渗透率K值随粉尘厚度的变化图。

四、结论　

   对HST-l滤料的阻力特性进行测试，得到它在清洁状态下的阻力系数以及发尘条件下的综合 渗透率。使我们对提高滤料的分级过滤效率更有针对性。?

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