旋风除尘器讲义.ppt
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1、5-3 旋风除尘器 cyclone separator,旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的,用来分离粒径大于10m的尘粒,旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的,用来分离粒径大于510m以上的的颗粒物。工业上已有100多年的历史。 特点:结构简单、占地面积小,投资低,操作维修方便,压力损失中等,动力消耗不大,可用于各种材料制造,能用于高温、高压及腐蚀性气体,并可回收干颗粒物。 缺点:效率80%左右,捕集5m颗粒的效率不高,一般作预除尘用。,一、工作原理,1除尘器内气流与尘粒的运动 气流从宏观上看可归结为三个运动:外涡旋、内涡旋、上涡旋。,含尘气流由进口沿
2、切线方向进入除尘器后,沿器壁由上而下作旋转运动,这股旋转向下的气流称为外涡旋(外涡流),外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转,最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋(内涡流)。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同,含尘气流作旋转运动时,尘粒在惯性离心力推动下移向外壁,到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。 气流从除尘器顶部向下高速旋转时,顶部压力下降,一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上,到达顶部后,在沿排出管旋转向下,从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。,2气流的速度 为方便,常把内外旋流气体的运动分解为三个速度分量:切向速度V、径向速度Vr、轴向速度Vz。 1)切向
3、速度 切向速度是决定气流合速度大小的主要速度分量,也是决定气流质点离心力和颗粒捕集效率的主要因素。,切向速度的分布,2气流的速度,a切向速度Vt 外涡旋:Vt随半径r的减小而增大,在内外涡旋的交界面上Vt最大,交界面半径r0(0.660.65)rp,rp为排出管半径。 内涡旋:Vt随半径r的减小而减小。 某一断面上的切向速度分布规律为: 外旋:n=0.5,有 内旋:n=-1, 有 内外交界面:n=0,有Vt=常数,最大,对应直径为Di,Di=(0.61.0)De(排气管直径)。,B. 径向速度Vr: 假设内外涡旋的交界面是圆柱面,外涡旋均匀通过该柱面进入内涡旋,那麽认为气流通过此圆柱面时的平均
4、速度就是外涡旋气流的平均径向速度Vr。 Q处理气体量; F假想圆柱面表面积。,二、临界粒径与压降,1.半分离直径cut diameter 分级效率为50%的粉尘粒径为半分离直径或切割直径dc50。 临界粒径dcp愈小,除尘效率愈高。 2.除尘器内的压力 降pressure drop,除尘器内的压力 分布 pressure distribution,尘粒在旋风器中受到两个力的作用: a.离心力 b.向心力,离心力ft: 向心力fd: (Rep1时),在交界面上尘粒有三种情况: ftfd 移向外壁 fdft 移向内壁 ft=fd 进去50%,出来50%,即除尘效率为50%。 一般而言:dp(100
5、%)2-3dp(50%),为什麽忽略了粉尘的质量呢?因为重力等于mg,离心力 设Vt=30m/s,r=0.1m, 离心力远远大于重力,故重力可忽略。,半分离直径的求法: 1拉波尔经验表达式:适用于切线、螺旋、蜗壳式入口旋风器。 H、B气流入口的宽度与高度; L1、L2圆筒与圆锥的高度。,临界粒径dcp 根据假想圆筒理论求取 由 ft=fd 得: r0假想圆柱面半径 当处理气量为Q(m3/s)时,则 代入上式得:,2阻力: 阻力系数 缺乏实验数据时,可用下式表示: K常数,等于2040; A进口面积,ab; L筒体长度; H锥体长度; dpp排出管直径。,的求法: 1)ShepherdLappl
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