【正文】 用。慣性除塵器的結(jié)構(gòu)形式慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式可分為沖擊式和反轉(zhuǎn)式兩種。被氣流帶走的塵粒（d2，且d2＜d1），由于擋板B2使氣流方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，借助離心力作用也被分離下來。圖65所示是含塵氣流沖擊在兩塊擋板上時(shí)塵粒分離的機(jī)理。重力沉降室的設(shè)計(jì)步驟根據(jù)上述有關(guān)公式和給定的粉塵粒徑等物理性質(zhì)，重力沉降室的設(shè)計(jì)步驟是：首先根據(jù)粉塵的真密度和粒徑計(jì)算出沉降速度，在假設(shè)沉降室內(nèi)的氣流水平速度u和沉降室高度H（或?qū)挾萕），然后計(jì)算確定沉降室的長度L和寬度W（或高度H）。因此，因此，粒徑為的粒子的分級(jí)除塵效率： （68）根據(jù)分級(jí)除塵效率可以容易求得沉降室的總除塵效率。對(duì)于粒子完全混合系統(tǒng)，比率是進(jìn)入邊界層且被從氣流中除去粒子所占的分?jǐn)?shù)。考慮寬度為W、高度為H和長度為dx的捕集元，假如dy代表邊界層的厚度，在氣流流過距離dx的時(shí)間內(nèi)，邊界層內(nèi)粒徑為的粒子完全沉降，被除去的粒子分?jǐn)?shù)可以簡單地表示為。為了確定對(duì)粒徑為的粒子的分級(jí)效率，需要尋求沉降室內(nèi)任意位置x與留在氣流中的粒徑為的粒子數(shù)目之間的關(guān)系。沉降室內(nèi)氣流速度過低或沉降室長度過大，會(huì)使沉降室體積過于龐大，因而需從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上綜合考慮比較。為提高沉降室捕集效率和容積利用率，從降低高度出發(fā)，在總高度不變的情況下，在沉降室內(nèi)增設(shè)幾塊水平隔板，形成多層沉降室，此時(shí)沉降室的分級(jí)效率變?yōu)椋? （65）但這樣做清理積灰較困難，還有難以使各層隔板間氣流均勻分布以及處理高溫氣體時(shí)金屬隔板容易翹曲等缺點(diǎn)。由上述計(jì)算公式可見，為提高沉降室捕集效率，可從以下三個(gè)方面入手：（1）降低沉降室內(nèi)氣流速度；（2）降低沉降室高度H；（3）增長沉降室長度L。根據(jù)沉降室入口粉塵的粒徑分布，按式（554）或（555）即可計(jì)算出沉降室的總除塵效率。設(shè)沉降室的長、寬、高分別為L、W和H，處理煙氣量為Q（m3/s）,氣流在沉降室內(nèi)停留時(shí)間： （61）在時(shí)間t內(nèi)，粒徑為的粒子的沉降距離為： （62）因此，對(duì)于粒徑為的粒子，只有在高度以下進(jìn)入沉降室才能沉降到灰斗。粒子的運(yùn)動(dòng)由兩種速度組成。 圖 61含塵氣流進(jìn)入重力沉降室后，由于擴(kuò)大了流動(dòng)截面積而使氣體流速大大降低，使較重的顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。一、重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。第六章 除塵裝置從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的設(shè)備稱為除塵裝置，或除塵器；根據(jù)主要除塵機(jī)理，目前常用的除塵器可分為：機(jī)械除塵器、電除塵器、袋式除塵器和濕式除塵器；根據(jù)除塵效率可分為：高效（90%%）除塵器，如過濾式除塵器、電除塵器；中效（70%90%）除塵器，如旋風(fēng)除塵器、濕式除塵器；低效（40%70%）除塵器，如重力沉降室、慣性除塵器等。 機(jī)械除塵器目的要求：掌握重力、慣性和旋風(fēng)除塵器的除塵機(jī)理、性能特點(diǎn)及設(shè)計(jì)選型；重點(diǎn)：重力、慣性和旋風(fēng)除塵器的除塵機(jī)理；授課方式：講授、自學(xué)機(jī)械除塵器是指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置，包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。結(jié)構(gòu)如圖61所示。重力沉降室的設(shè)計(jì)有兩種模式：層流式和湍流式；重力沉降室的捕集效率（1）層流式重力沉降室沉降室設(shè)計(jì)的簡單模式的假定是在沉降室內(nèi)氣流為柱塞流，流速為v0（m/s），流動(dòng)狀態(tài)保持在層流范圍內(nèi)；顆粒均勻分布在煙氣中。在垂直方向，忽略氣體的浮力，僅在重力和氣體阻力的作用下，每個(gè)粒子以其沉降速度us（m/s）獨(dú)立沉降，在煙氣流動(dòng)方向，粒子和氣流具有相同的速度。當(dāng)＜H時(shí)，粒子的分級(jí)除塵效率： （63）給定沉降室的結(jié)構(gòu)，便可按式（63）求出不同粒徑粒子的分級(jí)效率或作出分級(jí)效率曲線。假定粒子沉降運(yùn)動(dòng)處于斯托克斯區(qū)域，則重力沉降室能100%捕集的最小粒子直徑為： （64）工程中常采用公式（63）計(jì)算值的一半取為分級(jí)效率，用36代替（64）中的18，這樣理論和實(shí)踐符合的更好。沉降室內(nèi)的氣流速度根據(jù)粒子的大小和密度確定， m/s m/s。實(shí)際上一般限制隔板層數(shù)n在3以下。（2）湍流式重力沉降室湍流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為湍流狀態(tài)，在垂直于氣流方向的每個(gè)橫斷面上粒子完全混合，即各種粒徑的粒子都均勻分布于氣流中。圖63為湍流式重力沉降室內(nèi)粒子分離示意圖。在時(shí)間內(nèi)，粒徑為的粒子以其沉降速度沉降，在垂直方向上沉降的最大距離，因此。因此： （66）對(duì)（66）積分得： 此方程有兩個(gè)邊界條件，即x=0處，；在x=L處。完全混合的設(shè)計(jì)模式（自學(xué)了解）。例61 重力沉降室的設(shè)計(jì)計(jì)算；重力沉降室的特點(diǎn)（1）適宜于凈化密度大、顆粒粗的粉塵（能有效地捕集50以上的塵粒）；（2）主要缺點(diǎn)：占地面積大、除塵效率低，因此只能作為高效除塵的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子；（3）主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、投資少、維修管理容易、壓力損失?。ㄒ话銥?0150Pa）；二、慣性除塵器慣性除塵器的除塵機(jī)理為了改善沉降室的除塵效果，可在沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，使含塵氣流沖擊到擋板上，氣流方向發(fā)生急劇變化，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離。當(dāng)含塵氣流沖擊到擋板B1上時(shí)，慣性大的粗塵粒（d1）首先被分離下來。若設(shè)該點(diǎn)氣流的旋轉(zhuǎn)半徑為R2，切向速度為ut，則塵粒d2所受離心力與d22ut2/ R2成正比。沖擊式以氣流中粒子沖擊擋板捕集較粗粒子；反轉(zhuǎn)式通過改變氣流流動(dòng)方向而捕集較細(xì)的粒子；慣性除塵器的應(yīng)用慣性除塵器用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵具有較高的除塵效率。由于慣性除塵器的凈化效率不高，因此一般只用于多級(jí)除塵中的第一級(jí)除塵，捕集1020以上的粗塵粒。旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜、體積小、操作維修方便；壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，除塵效率較高；可用各種材料制造，適用于粉塵負(fù)荷變化大的含塵氣體，性能較好，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體的除塵，可直接回收干粉塵；無運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)行管理簡便等。對(duì)于旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行機(jī)理雖然做了大量的研究工作，但由于內(nèi)部流態(tài)復(fù)雜．準(zhǔn)確地測(cè)定有關(guān)參數(shù)比較困難。下面僅對(duì)旋風(fēng)除塵器的基本原理及常用結(jié)構(gòu)型式和性能特點(diǎn)作簡要介紹。工作原理：含塵氣體由進(jìn)口切向進(jìn)入后，沿筒體內(nèi)壁由上向下作圓周運(yùn)動(dòng)，并有少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)內(nèi)。在中心區(qū)域旋轉(zhuǎn)上升，最后由排氣管排出。一般將旋轉(zhuǎn)向下的外團(tuán)氣流稱為外旋流，將旋轉(zhuǎn)向上的內(nèi)因氣流稱為內(nèi)旋流，把外旋流變?yōu)閮?nèi)旋流的錐頂附近區(qū)域稱為回流區(qū)。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在離心力作用下，逐漸向外壁移動(dòng)。 圖68 普通旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部氣流筒體；錐體；排氣管；外旋流；內(nèi)漩流；上旋流；回流區(qū)；此外，當(dāng)氣流從除塵器頂向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，頂部壓力下降，使一部分氣流帶著微細(xì)塵粒沿簡體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂蓋后再沿排氣管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后匯入排氣管排走。上旋流攜帶細(xì)塵匯人內(nèi)旋流排走。外旋流內(nèi)部及其與塵粒之間存在著磨擦損失，因而外旋流不是純凈的自由渦，而是所謂的準(zhǔn)自由渦，它具有向下低速向心的徑向運(yùn)動(dòng)。為研究方便，通常把內(nèi)部流場(chǎng)看成復(fù)雜的三元流動(dòng)體系，把全速分解為三個(gè)速度分量：即切向速度、徑向速度和軸向速度。實(shí)測(cè)旋風(fēng)賒塵器內(nèi)氣流的切向速度分布如圖69所示.。n≤1；內(nèi)渦旋的切向速度正比于旋轉(zhuǎn)半徑R，比例常熟等于氣流的旋轉(zhuǎn)角速度，即 （611）n=0時(shí)，=常數(shù)，處在內(nèi)外旋流的交界面上，達(dá)到最大值；（2）徑向速度旋流氣體的徑向速度，內(nèi)旋流是指向上方的高速向外的，而外旋流是指向下方的低速向心的。 （612）（3）軸向速度外旋流區(qū)軸向速度向下，內(nèi)旋流區(qū)軸向速度向上，因而在內(nèi)、外旋流之間必然存在一個(gè)軸向速度為零的交界面。在排氣管底部達(dá)到最大值。實(shí)驗(yàn)表明，旋風(fēng)除塵器的壓力損失一般與氣體入口流速的平方成正比，即 （613）局部阻力系數(shù)在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，可用下式估算： （614）此式表明，除塵器的相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，當(dāng)除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何放大或縮小，壓力損失基本不變。旋風(fēng)除塵器的除塵性能（1）塵粒的分割粒徑對(duì)旋風(fēng)除塵器除塵性能的研究，過去和現(xiàn)在都為許多學(xué)者所關(guān)注?，F(xiàn)在仍用實(shí)驗(yàn)確定其性能，依據(jù)某些假設(shè)條件導(dǎo)出近似計(jì)算公式，以說明其工作原理，估算除塵效率，分析影響效率的重要因素。在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，粒子的沉降主要取決于離心力和向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力。此時(shí)的粒徑即為除塵器的分割粒徑，用表示。粒徑越大，效率愈高，當(dāng)粒徑大到某一值時(shí)，其除塵效率可100％，此時(shí)的塵粒粒徑稱為全分離粒徑，或稱為臨介粒徑。評(píng)定旋風(fēng)除塵器的分離性能時(shí)，采用分割粒徑比全分離粒徑更方便，因而使用較多。（2）除塵效率當(dāng)分割粒徑確定后，可以根據(jù)雷思利希特模式計(jì)算其他粒子的分級(jí)效率： （617）其中渦流指數(shù)n可有公式（610）計(jì)算；另一種計(jì)算分級(jí)效率的公式是在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出的經(jīng)驗(yàn)公式，可以滿足工程設(shè)計(jì)的需要： （618） 例62 旋風(fēng)除塵器分割粒徑和壓力損失的計(jì)算；影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素影響旋