【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)的速度場(chǎng)是一個(gè) 三元流場(chǎng) ，通常把內(nèi)、外旋流的全速度分解成為 三個(gè)速度分量 ：切向速度 vθ、徑向速度 vr和軸向速度 vz 旋風(fēng)除塵器氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng) （ 1） 切向速度： 其值的大小決定了流體承載粉塵顆粒并產(chǎn)生離心效應(yīng)的能力，它決定著臨界分離粒徑的大小 。 ? 根據(jù) “ 渦旋定律 ” ，外渦旋的切向速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑 R的 n次方 ? 此處 n ? 1，稱為渦流指數(shù) ， 通過實(shí)驗(yàn)確定。 式中： VT—— 切向速度， m/s； R—— 半徑， m； D旋風(fēng)除塵器直徑， m； n—— 旋渦指數(shù)。 ? ? 0 . 30 . 1 41 1 0 . 6 7 283TnD ????? ? ? ???? ??T .?nV R c o n st?內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑 ?內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大 ?交界圓柱面直徑 d0= ( ～ ) de , de 為排氣管直徑 旋風(fēng)除塵器氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng) （ 2） 徑向速度 ?內(nèi)旋流 ： 由里向外的流動(dòng)，與源流（在平面流中，從中心點(diǎn)徑向向外的流動(dòng)稱為源流）類似，稱為 類源流 ； ?外旋流 ： 由外向心的流動(dòng)，稱為 類匯流 。 ? 前者對(duì)分離粉塵有利，后者對(duì)分離粉塵不利，使有些細(xì)小粉塵在類匯流的作用下，進(jìn)入內(nèi)旋流而被帶走。 旋風(fēng)除塵器氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng) ?假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋 ?平均徑向速度 r0和 h0分別為交界圓柱面的半徑和高度， m 2） 徑向速度 r002πQVrh?（ 3）軸向速度 基本變化規(guī)律：在靠近旋風(fēng)筒邊壁處，氣流向下運(yùn)動(dòng)，之后逐步沿徑向變化為上升流，平緩過渡至強(qiáng)制渦附近時(shí)，上升速度提高，在渦核半徑處達(dá)到最大，之后的變化取決于旋風(fēng)筒排氣管的直徑。 旋風(fēng)除塵器氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng) ★ 三個(gè)速度的比較 ： 速度值大小： 切向速度＞徑向速度＞軸向速度 復(fù)雜程度： 切向速度＜徑向速度＜軸向速度 旋風(fēng)除塵器 ? 旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的壓力分布 旋風(fēng)器內(nèi)的壓力分布如下圖曲線所示，全壓和靜壓沿徑向變化較大，由外壁向軸心逐漸降低，內(nèi)旋流區(qū)域靜壓為負(fù)值，并且一直延伸至灰斗。氣流壓力沿徑向的這種變化，不是因摩擦而主要是由 離心力 引起的。 旋風(fēng)除塵器 ? 評(píng)價(jià)旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)與性能時(shí)的一個(gè)主要指標(biāo)是氣流通過旋風(fēng)器的壓力損失 壓力降 ? 旋風(fēng)除塵器的壓力損失 與氣體入口速度的平方成正比 ，即 ?： 局部阻力系數(shù) A：旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積； de—— 排氣管直徑， m 局部阻力系數(shù) 旋風(fēng)除塵器型式 XLT XLT?A XLP?A XLP?B ξ 2in12??PV??2e16? Ad?旋風(fēng)除塵器 ?影響壓損的主要因素 ? 同一結(jié)構(gòu)型式旋風(fēng)除塵器的相似放大或縮小， ξ值相同。若進(jìn)口氣速vi相同，壓力損失基本不變。 ? 因 ΔP∝ vi2，故處理氣量 Q增大時(shí)， ΔP隨之增大。 ? ξ值隨進(jìn)口斷面 A=hb的增大和排氣管直徑 d的減少而 增大 ，隨筒體長 L和錐體長 H的 增加而減少 。 ? 隨氣體密度的增大而增大，即隨氣體溫度的降低或壓力的增高而增大。 ? 除塵器內(nèi)部有葉片、突起和支持物等障礙物時(shí)，使氣體旋轉(zhuǎn)速度降低，離心力減少，從而使壓損降低；但除塵器內(nèi)壁粗糙會(huì)使增大。 ? 由于氣體與塵粒間的摩擦作用可使氣流的旋轉(zhuǎn)速度降低，因而隨進(jìn)口氣體含塵濃度 Ci增大而降低。 旋風(fēng)除塵器 ? 含塵濃度增高，壓力降明顯下降 ? 操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于 2kPa 思考題： 一 個(gè)進(jìn)口面積為 ，排氣管直徑 ，和另一個(gè)進(jìn)口面積為 4m2 ，排氣管直徑 2m的旋風(fēng)除塵器，在氣體入口速度相同時(shí)，壓力損失哪個(gè)大？為什么？ ? 理論推導(dǎo)：多以臨界粒徑為參數(shù)。 ? 實(shí)驗(yàn)測(cè)定：常用方法。 ? 假想圓筒理論和轉(zhuǎn)圈理論 30年代 ? 篩分理論 50年代 ? 湍流連續(xù)徑向混合的分離理論 1972年 旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器能捕集分離到的具有 50％或 100％分級(jí)效率的最小粒徑稱為 臨界粒徑 或 分割粒徑 ，分別記為 dc50和 dc100。 除塵效率 旋風(fēng)除塵器 ? 計(jì)算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ) ，因假設(shè)條件和選用系數(shù)不同，所得計(jì)算分割直徑的公式亦不同 ? 假想旋風(fēng)除塵器內(nèi)外旋流交界面附近 一半徑為 r2的圓周 上，塵粒受到方向相反的兩個(gè)力－ 離心力 FC和 阻力 FD相等，塵粒受力平衡，理論上塵粒將在半徑為 r2的圓周上不停地旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上由于氣流處于湍流狀態(tài)，塵粒受力有時(shí) FCFD，有時(shí) FCFD。從概率統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)可以認(rèn)為，粒徑為 dc的粒子有 50％可能進(jìn)入中心隨氣流帶走，有 50％可能移向壁面沉降分離 。因此，在 FC＝ FD時(shí)，粒徑為 dc的粒子群的分級(jí)效率為50％，此 dc即為 臨界粒徑 dc50。 ? 若 FC FD ，顆粒移向外壁 ? 若 FC FD ，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋 ? 當(dāng) FC = FD時(shí)，有 50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為 50% ? 為什麼忽略了粉塵的質(zhì)量呢 ？ 因?yàn)橹亓Φ扔?mg， 離心力 ? 設(shè) Vt=30m/s， r=， ? 離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力 ， 故重力可忽略 。 rVmF tc2? 9002??? grVFtt重力旋風(fēng)除塵器 ? 旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)） ? 對(duì)于球形 Stokes粒子 式中： VT0交界處氣流的切向速度， m/s,可根據(jù) 計(jì)算 ? Vr氣流的平均徑向速度， m/s ?分割粒徑 ?dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率 23 T0c p c r0π 3 π6 ?Vd d Vr??1 / 2r0c 2p T 018??? ????VrdV??1p1c1 ex p [ 0 . 6 9 3 1 ( ) ]?? ? ? ? ni dd?T .?nV R co n st式中： dc50—— 臨界分離粒徑 , m； dp—— 顆粒粒徑 , m； n—— 旋渦指數(shù) 另一種經(jīng)驗(yàn)公式 2pc2pc( / )1 ( / )? ?iiidddd?? ? ????????? TDn50ddp與?diiR ?? ? ??總?或由 的關(guān)系圖查取 旋風(fēng)除塵器 ? 例 題： ? 已知 XZT一 90型旋風(fēng)除塵器在選取入口速度 v1=13m/s時(shí) ， 處理氣體量 Q=。 試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣 （ 溫度為423K， 煙塵真密度為 ） 時(shí)的分割直徑和壓力損失 。已知該除塵器筒體直徑 ， 排氣管直徑為 ， 排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹?， 423K時(shí)煙氣的粘度 （ 近似取空氣的值 ） 181。= 10－ 5pa﹒ s。 解 :假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度，即 v1=13m/s， 取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑 d0= de，根據(jù)式 （ 6－ 10） 由式 （ 6一 9）得氣流在交界面上的切向速度 由式（ 6－ 12）計(jì)算 ]283423][)([1]283)][([1???????TDnT00 .9130 .7 0 .4 52 4 .9 2 m / s?? ?（）＝vr001 . 3 7 0 . 5 4 m / s2 π 2 π 0 .7 0 .2 2 5 2 .5 8?? ? ? ? ＝Qvrh旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器 ? 例題（續(xù)） 根據(jù)式（ 6－ 16） 此時(shí)旋風(fēng)除塵器的分割直徑為 。 根據(jù)式 （ 613） 計(jì)算旋風(fēng)除塵器操作條件下的壓力損失：423K時(shí)煙氣密度可近似取為 51 / 2r0c 22p T 061 8 1 8 2