粉尘粒径分布测定实验

粉尘粒径分布测定实验

一、原理：

除尘系统所处理的粉尘均具有一定的粒度分布。粉尘的分散度不同，对人体健康危害的影响程度和适用的除尘机理就不同。对粉尘的粒径分布进行测定可以为除尘器的设计、选用及除尘机理的研究提供基本的数据。粉尘粒径分布的测定方法包括有巴柯离心分级测定法，液体重力沉降法（移液管法）和惯性冲击法等。本装置系统为液体重力沉降法（移液管法）。

液体重力沉降法（移液管法）是根据不同大小的粒子在重力作用下，在液体中的沉降速度各不相同这一原理进行的。粒子在液体介质中作等速自然沉降时所具有的速度称为沉降速度，而沉降速度是沉降高度与沉降时间的比值。通过对混合均匀的颗粒物悬浮液在不同沉降时间、不同沉降高度上取出一定量的液体，称量出其所含有的粉体质量，便可通过斯托克斯公式及沉降速度、时间和高度的关系求出。

二、系统构成：

系统主要包括液体重力沉降瓶、称量瓶、采用透明有机玻璃制作恒温水浴等。(图)

三、技术参数：

1、环境温度：5℃～40℃、

2、可在0~100μm自由选择分为3段(≤40μm、≤30μm、≤20μm)。

3、装置尺寸：1000×500×1200

四、实验装置的组成和规：

1、沉降瓶3只；

2、移液管1只；

3、带三通活塞的10mL容器3只；

4、称量瓶5只；

5、注射器大小各1只；

6、乳胶皮管3根。

7、透明有机玻璃制作恒温水浴1套、

8、控制温度系统1套、

9、防水面板及不锈钢实验台架1套

五、辅助设备（由用户自备）：

烘箱、分析天平、干燥器等。

移液管法测定粉尘粒径分布

一、实验目的：

掌握液体重力沉降法（移液管法）测定粉尘粒径分布的方法。

二、实验原理：

液体重力沉降法是根据不同大小的粒子在重力作用下，在液体中的沉降速度各不相同这一原理而得到的。粒子在液体（或气体）介质中作等速自然沉降时所具有的速度，称为沉降速度，其大小可以用斯托克斯公式表示：υt＝（ρp－ρL）gd2p

18μ

（2-10-1）

式中：υt——粒子的沉降速度，cm/s；

μ——液体的动力黏度，g/（cm·s）

ρp——粒子的真密度，g/m3；

ρL——液体的真密度，g/m3；

g——重力加速度，cm/s2；

d p——粒子的直径，cm。

由式（2-10-1）可得：d p＝√18μυt

（ρp—ρL）g

（2-10-2）

这样，粒径便可以根据其沉降速度求得。但是，直接测得各种粒径的沉降速度是困难的，而沉降速度是沉降高度

与沉降时间的比值，以此替换沉降速度，使上式变为：d p＝√18μH

（ρp—ρL）gt 或t＝18μH

（ρp—ρL）gd2p

（2-10-3）

式中：H——粒子的沉降高度，cm；

t ——粒子的沉降时间，s 。

粒子在液体中沉降情况可用图2-10-1表示。粉样放入玻璃瓶内某种液体介质中，经搅拌后，使粉样均匀的扩散在整个液体中，如图2-10-1中状态甲。经过t 1后，因重力作用，悬浮体由状态甲变为状态乙。在状态乙中，直径为d 1的

粒子全部沉降到虚线以下，由状态甲变到状态乙，所需时间为t 1。根据式（2-10-3）应为：t 1＝ 18μH

（ρp

—ρL

）gd 1

2

。

同理，直径为d 2的粒子全部沉降到虚线以下（即到达状态丙）所需时间为：

t 2＝ 18μH

（ρp

—ρL

）gd 2

2

。

直径为d 3的粒子全部沉降到虚线以下（即到达状态丁）所需时间为： 18μH

（ρp

—ρL

）gd 2

3

。

图2-10-1 粒子在液体中沉降示意图

丁

粒径为d 1 粒径为d 3

根据上述关系，将粉体试样放在一定液体介质中，自然沉降，经过一定时间后，不同直径的粒子将分布在不同高度的液体介质中。根据这种情况，在不同沉降时间，不同沉降高度上取出一定量的液体，称量出所含有的粉体质量，便可以测定出粉体的粒径分布。 图2-10-2 液体重力沉降法测定粉体粒 三、仪器设备和试剂：

1、实验装置示意图如图2-10-2。

2、本实验需用下列仪器设备：

○

1液体重力沉降瓶1套 （包括沉降瓶、移液管、带三通活塞的10ml 梨形容器）；

○

2灌肠注射器1支； 1 1 ○

3称量瓶8个； 3○4分析天平1台（分度值为0.0001g ）： 4 ○5水银温度计1支（温度范围为0～50℃，分度值为0.5℃）；○

6透明恒温水槽1个； ○

7电烘箱1台； ○

8干燥器1个； ○9烧杯2个； ○10搅拌器1台； ○11乳胶管2m ； ○12秒表1块。

3、根据粉体种类不同，所用的分散液也不同，可参考表2-10-1选用。

本实验的粉体采用滑石粉。分散液为六偏磷酸钠水溶液，浓度为0.003mol/l 。六偏磷酸钠分子式为（NaPO 3）6，相对分子质量为611.8。

表2-10-1 各种粉尘常用的分散液和分散基

四、实验步骤：

（一）准备工作：

1、把所需玻璃仪器清洗干净，放入电烘箱内干燥，然后在干燥器中自然冷却至室温；

2、取有代表性的粉体试样30～40g（如有较大颗粒需用250目的筛子筛分，除去86μm以上的大颗粒），放入电

烘箱中，在（110±5）℃的温度下干燥1h或至恒重，然后在干燥器中自然冷却至室温；

3、配制浓度为0.003mol/l的六偏磷酸钠水溶液作为分散液（解凝液），数量可根据需要定；

4、把干燥过的称量瓶分别编号，称量；

5、测定沉降瓶的有效容积，将水充满到沉降瓶上面零刻度线（即600ml）处，用标准量筒测定水的体积；

6、读出移液管底部刻度数值，测定移液管（长、中、短）有效长度，然后把自来水注入沉降瓶中到零刻度线（即

600ml）处，每吸10ml溶液，测定液面下降高度；

7、将粉样按粒径大小分组，如(≤40μm、≤30μm、≤20μm)，按式（2-10-3）计算出每组内最大粉粒由液面沉降

到移液管底部所需的时间，即为该粒径的预订吸液时间，并把它填入记录表内；

8、调节透明恒温水槽中的水温，使与计算沉降时间所采用的温度一致。如无透明恒温水槽，可在室温下进行测定。