粉尘粒径分布测定实验

1、粉尘粒径分布测定实验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

2、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：540、2、可在0100m自由选择分为3 段 （ 40m、30m、20m）。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

3、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： t （ p18L ） gdp2（ 2-10-1）式中： t粒子的沉降速度，cm/s； 液体的动力黏度，g/（ cm· s） p粒子的真密度，g/m3； L液体的真密度，g/m3；g 重力加速度，cm/s ；dp 粒子的直径，cm。

4、由式（ 2-10-1 ）可得：dp （ 1p8 Lt） 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：dp （p18LH）gt 或t（18pHL ） gdp2（ 2-10-3）式中：H粒子的沉降高度，cm；t 粒子的沉降时间，粒子在液体中沉降情况可用图s。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t1 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d1的粒子全部沉降到虚线以下，

5、由状态甲变到状态乙，所需时间为t1。根据式（2-10-3）应为：t1（ p8L） gd21 。d2的粒子全部沉降到虚线以下（即到达状态丙）所需时间为：t218 HpL) gd22直径为d3 的粒子全部沉降到虚线以下（即到达状态丁）所需时间为：18 H pL) gd232-10-1 粒子在液体中沉降示意图根据上述关系，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2-10-2 液体重力沉降法测定粉体粒度的液体介质中。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。4三、仪器设备和试剂：1、实

6、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10ml 梨形容器）；1 、沉降瓶2、移液管3、带三通活塞的10ml4、称量瓶5、注射器（包括沉降瓶、移液管、带三通活塞的2灌肠注射器1 支；梨形容器6、乳胶管3称量瓶8 个；4分析天平1 台（分度值为0.0001g）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

7、度为0.003mol/l 。六偏磷酸钠分子式为（NaPO3） 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粉尘名称分散液分散剂金属铜环已醇丁醇锌环已醇水2六偏磷酸钠铝环已醇水2油酸钠铁豆油+丙醇（1 1）铅环已醇金属氧化物氧化铜（CuO）水2六偏磷酸钠氧化锌（ZnO）水2六偏磷酸钠三氧化二铝（Al 2O3）水2六偏磷酸钠二氧化硅（SiO 2）水2六偏磷酸钠氧化铅（PbO）水2六偏磷酸钠铅丹（Pb2O3）水2六偏磷酸钠环已醇二氧化二铁（Fe2O3）水 水2六偏磷酸钠0.03mol/l 焦磷酸钠氧化钠（CaO）乙二醇二氧化锰水六偏磷酸钠盐类碳酸锰（MnCO3）水2六

8、偏磷酸钠碳酸钙（CaCO3）水2六偏磷酸钠磷酸钙Ca（ PO4） 2水焦磷酸钠氯化汞（HgCl）环已醇氯化钾（KCl ）无机物玻璃水2六偏磷酸钠萤石（氟石）水2六偏磷酸钠石灰石水2六偏磷酸钠菱镁矿水2六偏磷酸钠陶土水2六偏磷酸钠石棉豆油+丙醇（1 4）滑石粉水0.003mol/l 六偏磷酸 钠水泥煤油0.006mol/l 油酸乙二醇酒精0.05氯化钙（ CaCl2）有机物煤灰酒精、煤油焦炭丁醇煤水纤维素苯塑料粉体水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86 m 以上的大颗粒

9、），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（ 40m 、30m 、20m），按式（2-10-3）计算出每组内最大粉粒由

10、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。下面仅按无透明恒温水槽的情况进行操作；9、 在一烧杯中装满蒸馏水，准备用其冲洗每次吸液后附在容器壁上的粉粒。（二）操作步骤：1、 称取 6 10g 干燥过的粉体，精确至1/10000g，放入烧杯中，先向烧杯中加入50 100ml 的分散液使粉体全部润湿后，再加液到300ml 左右；2、 把悬浮液搅拌15min 左右，倒入沉降瓶中，把移液管插入沉降瓶中，然后由通气孔继续加分散液直到零刻度线（即 600ml）为止；3、

11、 将沉降瓶上下转动，摇晃数次，使粉粒在分散液中分散均匀，停止摇晃后，开始用秒表计时，作为起始沉降时间。同时记下室温；4、 按计算出的预订吸液时间进行吸液。匀速向外拉注射器，液体沿移液管缓缓上升，当吸到10ml 刻度线时，立即关闭活塞，使10ml 液体和排液管相通，匀速向里推进注射器，使10ml 液体被压入已称重的称量瓶内。然后由排液管吸蒸馏水冲洗10ml 容器，冲洗水排入称量瓶中，冲洗进行2 3 次；按上述步骤根据计算的预订吸液时间依次进行操作，直到要求测的最小粒径为止。同时记下室温。5、 全部称量瓶放入电烘箱中，在小于100的温度下进行烘干，待水分全部蒸发后，再在（110±5）的温

12、度烘1h 或至恒重。然后在干燥器中自然冷却至室温，取出称量。（三）吸液应注意的问题：1、 每次吸 10ml 样品要在15s左右完成，则开始吸液时间应比计算的预订吸液时间提前12 ×15 7.5s。2、 每次吸液应力求为10ml，太多或太少的样品应作废。3、 吸液应匀速，不允许移液管中液体倒流。4、 向称量瓶中排液时，应防止液体溅出。五、实验结果的整理：有关实验数据和计算结果记入表2-10-2 中。 （表中数值精确到小数点后四位） di ( m )预订吸液时间（s）m1(g)m2(g)m3(g)mi(g)筛下累计频率Di 20mt20=0.0183m20D20= 30mt30=0.0183m30D30= 40mt40=0.0183m40D40=（假设液面到移液管底部的距离为30cm）注意：0.99>D 40> D 30>D20 >0.1t20> t30> t 40 p=2311.2 kg/m 3 ;L=1.2 kg/m 3； 1.81*10-5Pa.s; H=30cm ；0.1> m40> m 30> m20；m2为 10g 左右1、粒径小于di 的粉体的质量（在10ml 吸液中）为：mi m1 m2 m3式中：m1烘干后称量瓶和剩余物（小于di 的粉体）的质量，g；m2m3称