外文翻譯專業(yè)過程裝備與控制工程學(xué)生姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師1評估旋風(fēng)分離器效率新方法的改進BingtaoZhao摘要:基于流型的調(diào)查,微粒臨界體積分離理論和邊界層分離理論，有一種評估旋風(fēng)分離器效率的新理論方法被揭露出來。放射狀的粒子濃度梯度是經(jīng)過數(shù)學(xué)模型考慮的。它不同與通常統(tǒng)一假定的旋風(fēng)分離器內(nèi)部的粒子濃度梯度。局部的粒子集中和旋風(fēng)分離器分級效率能在飛行時間模型的基礎(chǔ)上根據(jù)進料的粒度分布被計算出來。通過比較用實驗數(shù)據(jù)計算出的分級效率和相關(guān)文獻中的理論參照物被證實這個方法是有效的。關(guān)鍵詞：旋風(fēng)分離器、收集效率、數(shù)學(xué)模型1引言旋風(fēng)分離器廣泛地被用于空氣污染控制領(lǐng)域和氣溶膠取樣以及工業(yè)用途的氣固分離。由于制造簡單,運行成本低和對極端苛刻情況的良好適應(yīng)性,分離器已經(jīng)變成最重要粒子輸送裝置。它更適用于工程學(xué)和過程運行方面。為了要描述旋風(fēng)分離器的性能,旋風(fēng)分離器粒子收集理論被許多研究者用不同的簡單的假定方法揭示出來。代表性的研究主要地包括:Lapple理論1是削減理論的最廣泛例子。Lapple假定通過進風(fēng)口進入旋風(fēng)分離器的粒子是均勻分布的。從進風(fēng)口射入的微粒在旋風(fēng)分離器期間以50%的效率被收集。Barth的2收集理論是界限粒徑理論的另一表現(xiàn)。Barth基于離心力和牽引力的平衡計算出靜態(tài)微粒的極限沉降速度。任何尺寸的微粒的收集效率取決于它的沉降速度達到靜態(tài)微粒沉降的極限速度的比率。Dirgo和Leith3修正Barth理論而且為Barth收集效率的相對比率建立了簡單的表達式。Iozia和Leith4基于Lapple和Barth的理論提出了一個邏輯函數(shù)，用幾何圖形來描述旋風(fēng)分離器的分級效率。這個幾何圖形是Stairmand高效旋風(fēng)分離器變化出來的。這個方程式有一個經(jīng)驗參數(shù)，它允許調(diào)整旋風(fēng)分離器的分離精度。Leith和Licht5揭示了設(shè)計旋風(fēng)分離器另一種通俗的方法。這個方法認為湍流讓旋風(fēng)分離器中任意高度的粒子濃度充分混合。理論允許為任何大小和任意設(shè)計的旋風(fēng)分離器的粒子的收集效率進行直接計算。但是不幸地，有實驗的證據(jù)支持事實上的確有一個濃度梯度在旋風(fēng)分離器的徑向。Cliftetal.6修正了氣體平均停留時間的評估，而且在Leith和Licht的理論以及不同粒度的相關(guān)性的基礎(chǔ)上重新導(dǎo)出了分級效率方程式。它2接近于由許多研究人員研究得出的典型的S型曲線。Dietz發(fā)展了混合收集理論，他將旋風(fēng)分離器分為三個區(qū)域：入口區(qū)域,向下流(或環(huán)形)區(qū)域、和向上流(或核心)區(qū)域。但是，Dietz也假定湍流為每個區(qū)域的未收集的粒子制造了一個統(tǒng)一的徑向濃度分布。這一項假定也被證明是正確的。Mothes和Loffler8已經(jīng)延伸了Dietz的不同流域，在旋風(fēng)分離器中存在第四個區(qū)域，它接近旋風(fēng)分離器底部的灰塵出口。在那個區(qū)域，灰塵的再飛散效應(yīng)大體上能被包括在內(nèi)。更重要的，似乎無論是向上還是向下流動區(qū)域都要考慮有限的湍流擴散能力。這方法避免出現(xiàn)在Dietz模型和粒子的傳輸系統(tǒng)中的旋風(fēng)分離器的中斷。不同的理論包括：李和王9雖然認同了有限的湍流擴散能力在制造徑向濃度剃度中的角色，但還是放棄了旋風(fēng)分離器中不同流域的假說。KimandLee10提出一個高分離效率的理論。它是基于邊界特性提出的。這個理論將旋風(fēng)分離器分成兩個區(qū)域，湍流區(qū)域和靠近墻壁區(qū)域。粒子在湍流區(qū)域的軌跡是由流體運動計算出的，粒子在桶壁附近的收集概率是由沉積速度計算的，而沉積速度又是由湍流擴散和離心力決定的。另一種典型理論由Muschelknautzetal.11,12發(fā)展出來。Muschelknautz進一步提高了Barth的理論。他考慮了粒子負荷、桶壁粗糙度、二次流、壓力損失以及收集效率主體上粒度變化的影響。這一個理論可能是目前最實際的模擬旋風(fēng)分離器的方法。在現(xiàn)有的論文中，有一種用來預(yù)測旋風(fēng)分離效率的更精確的方法。它是基于流線譜的研究、臨界分離粒度理論、邊界層分離理論發(fā)展起來的。它考慮了各種徑向粒子濃度剃度，從而替代了用來考察旋風(fēng)分離器中未收集粒子的統(tǒng)一的濃度分布曲線。這個用于計算收集效率的模型要與經(jīng)驗數(shù)據(jù)相比較。2理論傳統(tǒng)的旋風(fēng)分離器的幾何結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了發(fā)展新的用于決定收塵效率的計算方法，現(xiàn)作如下假定：粒子在形狀上是圓球型的，粒子的運動不受臨近粒子的干擾，粒子的切向分速度與氣流速度相同，而且忽略徑向氣體速度。3圖1.旋風(fēng)分離