的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。 分离性能 分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸 临界粒径及分离效率η表示。 临界粒径指旋风分离器能除去的最小颗粒直径。 假设在器内颗粒与气流相对运动为层流颗粒在分离器内的切 线速度恒定且等于进气处的气速颗粒沉降所穿过的最大距离为进 气口宽度，导出临界粒径的估算式 旋风分离器进口管的宽度，标准型气流的有效旋转圈数， 般，标准型，通常取进口气体的速度 气体粘度固相的密度 愈小，分离效率愈高，由估算式可见随的加大而增大，即 效率随增大而减小。当气体处理量很大又要求较高的分离效果时， 常将若干小尺寸的旋风分离并联使用，称为旋风分离器组。粘度减小， 进口气速提高有利于提高分离效率。 分离效率有两种表示方法 总效率指被除去的颗粒占气体进入旋风分离器时带入的全部颗粒 的质量百分数 η旋风分离器入口气体含尘浓度旋风分离器出口气体含尘浓 度 总效率是工程上最常用的，也是最易测定的分离效率，其缺点是 不能表明旋风分离器对不同粒子的不同分离效果。 粒级效率粒级效率指按颗粒大小分别表示出其被分离的质量分数。 含尘气体中的颗粒通常是大小不均的，通过旋风分离器后，各种 尺寸的颗粒被分离下来的百分率也不相同。通常把气流中所含颗粒的 尺寸范围等分成几个小段，则其中平均粒径为的第小段范围颗粒 的粒级效率定义为 η 不同粒径的颗粒，其粒级效率是不同的。根据临界粒径的定义，粒径 大于或等于临界粒径的颗粒，η。粒级效率为的颗粒直 径称为分割直径 对于同型式且尺寸比例相同的旋风分离器，无论大小，皆可通用同 条粒级曲线。标准旋风分离器的η与的关系 总效率η随之由排气管排出，使旋风分离器的分离效率降低。采用带有 旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器，可以改善上涡流的影 响。 消除下旋流影响在标准旋风分离器内，内旋流旋转上升时，会 将沉集在锥底的部分颗粒重新扬起，这是影响分离效率的另重要原 因。为抑制这种不利因素设计了扩期式旋风分离器。 排气管和灰斗尺寸的合理设计都可使除尘效率提高。 鉴于以上考虑，对标准旋风分离器加以改进，设计出些新的结 构形式。目前我国对各种类型的旋风分离器已制定了系列标准，各种 型号旋风分离器的尺寸和性能均可从有关资料和手册中查到。化工中 几种常见的旋风分离器 型具有倾斜螺旋面进口，倾斜方向进气可在定程度上减小 涡流的影响，并使气流阻力较低，阻力系数ξ值可取。 型型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口， 其上沿较器体顶盖稍低。含尘气进入器内后即分为上下两股旋流。 旁室结构能迫使被上旋流带到顶部的细微尘粒聚结并由旁室进 入向下旋转的主气流而得以捕集，对以上的尘粒具有较高的分 离效果。根据器体及旁路分离室形状的不同，型又分为和两 种形式，其阻力系数值可取。 扩散式主要特点是具有上小下大的外壳，并在底部装有挡灰盘又 称反射屏。挡灰盘为倒置的漏斗型，顶部中央有孔，下沿与器壁底圈留有缝隙。沿壁面落下的颗粒经此缝隙降至集尘箱内，而气流主 体被挡灰盘隔开，少量进入箱内的气体则经挡灰盘顶部的小孔返回器 内，与上升旋流汇合经排气管排出。挡灰盘有效地防止了已沉下的细 粉被气流重新卷起，因而使效率提高，尤其对以下的颗粒，分 离效果更为明显。 几种类型旋风机分离器的主要性能列于下表 类型标准式扩散式 适宜进口气速 阻力系数 对粒度适应性 对浓度适应性 以上 以上 以上 宽范围 以下 旋风分离器的选型 选择旋风分离器时，首先应根据具体的分离含尘气体任务，结合 各型设备的特点，选定旋风分离器的型式，而后通过计算决定尺寸与 个数。计算的主要依据有含尘气的体积流量要求达到的分离效率 允许的压力降。 由上面的计算结果可以看出，在处理气量及压力降相同的条件下，本 例中串联四台与并联四台的效率比较接近，但并联时所需的设备尺寸 小投资省。 总风量下不同类型旋风分离器分离效果 标准型 ξ 取，ξ，允许的最大气速ξ 取进气口宽度, 入口高度 处理量 临界粒径的颗粒 查询图采用实际线可知，η 两台旋风分离器并联 ξ 取，ξ，允许的最大气速ξ 取进气口宽度, 。 入口高度 旋风分离器的设计 姓名顾苇 班级食工 学号 指导老师刘茹 设计成绩 华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业 年月日 目录 第章设计任务要求与设计条件„„„„„„„„„„„„„ 第二章旋风分离器的结构和操作„„„„„„„„„„„ 第三章旋风分离器的性能参数„„„„„„„„„„„„„ 第四章影响旋风分离器性能的因素„„„„„„„„„„„„ 第五章最优类型的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第六章旋风分离器尺寸说明„„„„„„„„„„„„„„„ 附录 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 任务要求 除尘器外筒体直径进口风速及阻力的计算 旋风分离器的选型 旋风分离器设计说明书的编写 旋风分离器三视图的绘制 时间安排周 提交材料含纸质版和电子版 设计条件 风量 允许压强降 旋风分离器类型标准型 型型扩散式 含尘气体的参数 气体密度 粘度 颗粒密度 颗粒直径 旋风分离器的结构和操作 原理 含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转 流动。 颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。 在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下 螺旋运动。 在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口 管排出 固相沿内壁落入灰斗。 旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的 粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。 旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不 受温度压力限制，分离效率高。般用于除去直径以上的尘粒， 也可分离雾沫。对于直径在以下的烟尘，般旋风分离器效率已 不高，需用袋滤器或湿法捕集。其最大缺点是阻力大易磨损。 外圆筒 内圆筒 锥形筒 切向入口 关风器 防止空气进入 含尘气体 固相 净化气体 外螺旋 内螺旋旋风分离器的性能参数 在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是 尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。 分离性能 分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸 临界粒径及分离效率η表示。 临界粒径指旋风分离器能除去的最小颗粒直径。 假设在器内颗粒与气流相对运动为层流颗粒在分离器内的切 线速度恒定且等于进气处的气速颗粒沉降所穿过的最大距离为进 气口宽度，导出临界粒径的估算式 旋风分离器进口管的宽度，标准型气流的有效旋转圈数， 般，标准型，通常取进口气体的速度 气体粘度固相的密度 愈小，分离效率愈高，由估算式可见随的加大而增大，即 效率随增大而减小。当气体处理量很大又要求较高的分离效果时， 常将若干小尺寸的旋风分离并联使用，称为旋风分离器组。粘度减小， 进口气速提高有利于提高分