1、旋風(fēng)除塵器cyclone separator,旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，用來分離粒徑大于10m的塵粒,旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，用來分離粒徑大于510m以上的的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動力消耗不大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。 缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集5m顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。,一、工作原理,1除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動 氣流從宏觀上看可歸結(jié)為三個運(yùn)動：外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋。,含塵氣流由進(jìn)口沿切線方向進(jìn)

2、入除塵器后，沿器壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這股旋轉(zhuǎn)向下的氣流稱為外渦旋（外渦流），外渦旋到達(dá)錐體底部轉(zhuǎn)而沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱為內(nèi)渦旋（內(nèi)渦流）。外渦旋和內(nèi)渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同，含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，塵粒在慣性離心力推動下移向外壁，到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。 氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，頂部壓力下降，一部分氣流會帶著細(xì)塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下，從排出管排出。這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流稱為上渦旋。,2氣流的速度 為方便，常把內(nèi)外旋流氣體的運(yùn)動分解為三個速度分量：切向速度V、徑向速度Vr、軸向速度Vz。 1）切向速度 切向

3、速度是決定氣流合速度大小的主要速度分量，也是決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力和顆粒捕集效率的主要因素。,切向速度的分布,2氣流的速度,a切向速度Vt 外渦旋：Vt隨半徑r的減小而增大，在內(nèi)外渦旋的交界面上Vt最大，交界面半徑r0(0.660.65)rp，rp為排出管半徑。 內(nèi)渦旋：Vt隨半徑r的減小而減小。 某一斷面上的切向速度分布規(guī)律為： 外旋：n=0.5，有 內(nèi)旋：n=-1， 有 內(nèi)外交界面：n=0，有Vt=常數(shù)，最大，對應(yīng)直徑為Di,Di=(0.61.0)De(排氣管直徑)。,B. 徑向速度Vr： 假設(shè)內(nèi)外渦旋的交界面是圓柱面，外渦旋均勻通過該柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋，那麼認(rèn)為氣流通過此圓柱面時的平均速度就是外

4、渦旋氣流的平均徑向速度Vr。 Q處理氣體量； F假想圓柱面表面積。,二、臨界粒徑與壓降,1.半分離直徑cut diameter 分級效率為50%的粉塵粒徑為半分離直徑或切割直徑dc50。 臨界粒徑dcp愈小，除塵效率愈高。 2.除塵器內(nèi)的壓力 降pressure drop,除塵器內(nèi)的壓力 分布pressure distribution,塵粒在旋風(fēng)器中受到兩個力的作用： a.離心力 b.向心力,離心力ft： 向心力fd： (Rep1時),在交界面上塵粒有三種情況： ftfd 移向外壁 fdft 移向內(nèi)壁 ft=fd 進(jìn)去50%，出來50%，即除塵效率為50%。 一般而言：dp(100%)2-3d

5、p(50%),為什麼忽略了粉塵的質(zhì)量呢？因?yàn)橹亓Φ扔趍g，離心力 設(shè)Vt=30m/s，r=0.1m， 離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力，故重力可忽略。,半分離直徑的求法： 1拉波爾經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式：適用于切線、螺旋、蝸殼式入口旋風(fēng)器。 H、B氣流入口的寬度與高度； L1、L2圓筒與圓錐的高度。,臨界粒徑dcp 根據(jù)假想圓筒理論求取 由 ft=fd 得： r0假想圓柱面半徑 當(dāng)處理氣量為Q(m3/s)時，則 代入上式得：,2阻力： 阻力系數(shù) 缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，可用下式表示： K常數(shù)，等于2040； A進(jìn)口面積，ab； L筒體長度； H錐體長度； dpp排出管直徑。,的求法： 1）ShepherdLapple式， 2）

6、LouisThodore式，,（二）捕集效率,1經(jīng)驗(yàn)式：水田木村典夫 D旋風(fēng)器的直徑 2由 的關(guān)系圖查取 3,（四）影響效率的因素,1工作條件 1）進(jìn)口速度VI,VI增大，則切向速度V增大，dcp減小，效率增大。但不能過大，過大會影響氣流運(yùn)動的方向（劇烈、方向混亂），破壞了正常的渦流運(yùn)動，另外阻力會加大，故常選用V2=1225m/s。 2）除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸 一般而言，直徑越小，F(xiàn)t越大，則效率越小，過小易逃逸。出口管直徑減小，則r0減小，減少了內(nèi)渦旋，則效率增大。但dpp減小阻力會增大，故不能太小。 筒體長度增大，則效率增大，但過大阻力會增大，所以，筒體長度不大于5倍筒體直徑。另外，希望錐體長

7、度大一點(diǎn)，這樣會使切向速度大和距器壁短。 旋風(fēng)器斜放對效率影響不大。,2流體性質(zhì) 對于氣體而言，增大對除塵不利，dcp增大，效率減小。溫度增大，則增大，溫度高或增大都會使效率減小。 粉塵粒徑與密度：離心力跟粒徑的三次方成正比，向心力跟粒徑的一次方成正比。綜合來說，dp增大則效率增大，又因?yàn)?所以，p小，難分離 ，影響捕集效率。,3分離器的氣密性 漏風(fēng)率：0% 、 5% 、 15% ： 90%、 50%、 0 要求保證旋風(fēng)器的嚴(yán)密性。 旋風(fēng)器一般：用于粒子較大（10m）的場合； 除塵效率不太高； 濃度較高時作為初級處理； 可串聯(lián)使用。,三、旋風(fēng)除塵器的分類及選型,（一）旋風(fēng)除塵器的分類 1按氣體

8、流動狀況分： 切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)除塵器：常用的型式為直入式和螺殼式。含塵氣體由筒體沿側(cè)面沿切線方向?qū)搿?軸流式旋轉(zhuǎn)除塵器：軸流直流式和軸流反旋式。 2按結(jié)構(gòu)形式分：圓筒體、長錐體、旁通式、擴(kuò)散式。,（二）旋風(fēng)除塵器的選型,旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。 計(jì)算法：由入口濃度c0，出口濃度ce（或排放標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算除塵效率； 選結(jié)構(gòu)型式； 根據(jù)選用的除塵器的分級效率d（分級效率曲線）和凈化粉塵的粒徑頻度分布f0，計(jì)算T,若T,即滿足要求，否則按要求重新計(jì)算。 確定型號規(guī)格 計(jì)算壓力損失。,經(jīng)驗(yàn)法：計(jì)算所要求的除塵效率； 選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式； 根據(jù)選用的除塵器的Vi實(shí)驗(yàn)曲線，確定入口風(fēng)速Vi；

9、 根據(jù)氣量Q，入口風(fēng)速Vi計(jì)算進(jìn)口面積A； 由旋風(fēng)器的類型系數(shù) 求除塵器筒體直徑D，然后便從手冊中查到所需的型號規(guī)格。,四、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì),步驟： 尺寸比例確定； 旋風(fēng)除塵器的壓力降； 效率。,（一）尺寸比例 1筒體直徑D：D愈小，愈能分離細(xì)小顆粒，但過小易引起堵塞。 為此，有人用 作為限制指標(biāo)。D：150-200mm800-1100mm 若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。 2入口尺寸（圓形和矩形） 為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長H、寬B、面積A、） 類型系數(shù)k一般取0.07-0.3，蝸殼型入口的k較大，D較小，處理氣量Q大，H/B為2-4。,3排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一般d=(0.4-0.6)D0。 深度h：切線式h小，則壓損小，但