【正文】 icle is divided into several parts of following to be talked over：at first, calculating the whirlertype dust catcher’s size of every part by searching materials,then drawing the assembly drawing and part drawing of the whirlertype dust last,collating information and selecting a piece of English literature which is related to the papers and translating it to plete the synopsis for the design.Keywords: Whirlertype dust catcher Effieieney of dustremoval Pressure drop目 錄 1 2 2 2 2 5 旋風(fēng)除塵器的性能及其影響因素 5 5 影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素 6 旋風(fēng)除塵器選型原則 10 12 12 12 確定進(jìn)口風(fēng)速 12 確定旋風(fēng)除塵器的尺寸 12 14 14 15 17 19 20 20 21 22 22 22結(jié)論 24致謝 25參考文獻(xiàn) 26外文資料 27唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)是我通過(guò)學(xué)習(xí)全部基礎(chǔ)課、專業(yè)課和以往的課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合性的設(shè)計(jì)。我希望通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我三年來(lái)所學(xué)課程有更深入的理解，熟練掌握AutoCAD制圖，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)出符合要求的除塵器。然而人們?cè)谏a(chǎn)和生活中，不斷的向大氣中排放各種各樣的污染物質(zhì)，使大氣遭到了嚴(yán)重的污染，有些地域環(huán)境質(zhì)量不斷惡化，甚至影響人類生存。所以防治粉塵污染、保護(hù)大氣環(huán)境是刻不容緩的重要任務(wù)[1]。所以掌握除塵器工作機(jī)理，精心設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)管理除塵器，對(duì)搞好環(huán)保工作具有重要作用[2]。機(jī)械式除塵器包括重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器等。慣性除塵器是借助塵粒本身的慣性力作用使其與氣流分離，主要用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵。本次設(shè)計(jì)為旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的目的在于設(shè)計(jì)出符合要求的能夠凈化指定環(huán)境空氣的除塵設(shè)備，為環(huán)保工作貢獻(xiàn)一份力量。此設(shè)計(jì)主要由筒體、錐體、進(jìn)氣管、排氣管、排灰口的設(shè)計(jì)計(jì)算以及風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算等組成，在獲得符合條件的性能的同時(shí)力求達(dá)到加工工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)美觀、維護(hù)方便等特點(diǎn)。2旋風(fēng)除塵器的除塵機(jī)理及性能旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)如圖21所示，當(dāng)含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器時(shí)，氣流將由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分延器壁呈螺旋形向下，朝椎體流動(dòng)。塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和向下的重力延壁面下落，進(jìn)入排灰管。根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變?cè)?，其切向速度不斷增加。最后凈化氣體經(jīng)排氣管排除旋風(fēng)除塵器外，一部分未被捕集的塵粒也由此遺失。氣體在旋風(fēng)器內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，任一點(diǎn)的速度均可分解為切向速度vt、軸向速度vz和徑向速度vr。除塵器外部的旋轉(zhuǎn)氣流，其切向速度vt則隨著半徑的增加而減少，稱為“外渦旋”。各種不同結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)除塵器，其切向速度分布規(guī)律基本相同。若忽略旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流所存在的內(nèi)摩擦力，根據(jù)能量守恒定律，在理想情況下n=1，此時(shí)，vt r=常數(shù)，稱為自由旋流。 最大切向速度的位置rm稱為強(qiáng)制旋流的半徑，實(shí)驗(yàn)證明 rm=2/3re式中 re—出口管半徑圖2—2旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流場(chǎng)分布②徑向速度vr徑向速度vr是影響旋風(fēng)除塵器分離性能的重要因素，因?yàn)樗梢允箟m粒沿半徑由外向內(nèi)推向漩渦中心，阻礙塵粒的沉降。1~5m/s范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)表明，有一個(gè)零軸向速度面始終和器壁平行，即使在椎體部分，也能保持外層氣流厚度不變。他們都將引起除塵效率的降低。渦流對(duì)旋風(fēng)除塵器的分離效率和壓力損失影響較大。②縱向旋渦流縱向旋渦流是以旋風(fēng)除塵器內(nèi)、外旋流分界面為中心的器內(nèi)再循環(huán)而形成的縱向流動(dòng)。③外層渦流中的局部渦流由于旋風(fēng)除塵器壁面不光滑，如突起、焊縫等等，可產(chǎn)生與主流方向垂直的渦流，其量雖只約為主流的五分之一，但這種流動(dòng)會(huì)使壁面附近，或者己被分離到壁面的粒子重新甩到內(nèi)層旋流，使較大的塵粒在凈化氣中出現(xiàn)，降低了旋風(fēng)除塵器的分離能力。④底部夾帶外層旋流在錐體頂部向上返轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生局部渦流，將粉塵重新卷起，假使旋流一直延伸到灰斗，也同樣會(huì)把灰斗中粉塵，特別是細(xì)粉塵攪起，被上升氣流帶走。因此，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少底部夾帶是改善旋風(fēng)除塵器捕集效率的重要方面。依據(jù)對(duì)旋風(fēng)除塵器的工作原理、結(jié)構(gòu)形式、尺寸以及氣體的溫度、濕度和壓力等分析和試驗(yàn)測(cè)試，其壓力損失的主要影響因素可歸納如下：（1）結(jié)構(gòu)形式的影響旋風(fēng)除塵器的構(gòu)造形式相同或幾何圖形相似，則旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)ζ相同。（2）進(jìn)口風(fēng)量的影響壓力損失與進(jìn)口速度的平方成正比，因而進(jìn)口風(fēng)量較大時(shí)，壓力損失隨之增大。（4）氣體密度變化的影響壓力損失隨氣體密度增大而增大。（5）含塵氣體濃度的大小的影響試驗(yàn)表明，含塵氣體濃度增高時(shí)，壓力損失隨之下降，這是由于旋轉(zhuǎn)氣流與塵粒之間的摩擦作用使旋轉(zhuǎn)速度降低所致。但是，除塵器內(nèi)部粗糙卻使壓力損失很大。高溫氣體和不是一個(gè)大氣壓情況時(shí)必須把流量換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，其體積m3/h或m3/min表示。其值當(dāng)然越小越好，因風(fēng)機(jī)的功率幾乎與它成正比。壓力損失包含以下幾個(gè)方面：①進(jìn)氣管內(nèi)摩擦損失；②氣體進(jìn)入旋風(fēng)除塵器內(nèi)，因膨脹或壓縮而造成的能量損失；③與容器壁摩擦所造成能量損失；④氣體因旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的能量消耗；⑤排氣管內(nèi)摩擦損失，以及由旋轉(zhuǎn)氣體轉(zhuǎn)為直線氣體造成的能量損失；⑥排氣管內(nèi)氣體旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能所造成的損失等。從額定負(fù)荷下的總效率與70%負(fù)荷下總效率對(duì)比中，可以看出除塵器負(fù)荷適應(yīng)性。對(duì)同一灰塵粒徑的分級(jí)效率越高，除塵效果越好。旋風(fēng)除塵器的分割粒徑和在某程度上也說(shuō)明除塵器除塵效率高低。在除塵效率接近或相等時(shí)，耗鋼量越小越好。而雙極旋風(fēng)除塵器，由于沒(méi)有灰斗和支架，耗鋼量一般都很低，約40~60kg/(1000m3/h)。延長(zhǎng)使用壽命的積極措施是：合理組織除塵器內(nèi)部氣流并在內(nèi)部設(shè)抗磨內(nèi)襯。①一般，旋風(fēng)除塵器的直徑越小，粉塵所受的離心力越大，旋風(fēng)除塵器的除塵效率也就越高。另外，筒體太小對(duì)于粘性物料。因此，一般筒體直徑不宜小于50~75mm；大型化以后己出現(xiàn)筒徑大于20O0mm的大型旋風(fēng)除塵器。它不但使進(jìn)入筒體的塵粒停留時(shí)間增長(zhǎng)，有利于分離，且能使尚未到達(dá)排氣管的顆粒，有更多的機(jī)會(huì)從旋流核心中分離出來(lái)，減少二次夾帶，以提高除塵效率。但是過(guò)長(zhǎng)的旋風(fēng)除塵器，會(huì)占據(jù)較大的空間，即從排氣管下端至旋風(fēng)除塵器自然旋轉(zhuǎn)頂端的距離。 D—旋風(fēng)除塵器筒體直徑，m。 —除塵器出口直徑，m。旋風(fēng)除塵器的圓錐體可以在較短的軸向距離內(nèi)將外旋流轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)旋流，因而節(jié)約了空間和材料。當(dāng)錐體高度一定，而錐體角度較大時(shí)，由于氣流旋流半徑很快變小，很容易造成核心氣流與器壁撞擊，使沿錐壁旋轉(zhuǎn)而下的塵粒被內(nèi)旋流所帶走，影響除塵效率。設(shè)計(jì)時(shí)常取a為13176。③旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口有兩種主要的進(jìn)口形式：軸向進(jìn)口和切向進(jìn)口。這種形式進(jìn)口的旋風(fēng)除塵器外形尺寸緊湊。漸開線（蝸殼形）進(jìn)口進(jìn)入筒體的氣流寬度逐漸變窄，可以減少氣流對(duì)筒體內(nèi)氣流的撞擊和干擾，是顆粒向壁移動(dòng)的距離減小，而且加大了進(jìn)口氣體和排氣管的距離，減少氣流的短路機(jī)會(huì)，因而提高除塵效率。軸向進(jìn)口是最理想的一種進(jìn)口形式，它可以最大限度的避免進(jìn)口氣體與旋轉(zhuǎn)氣流之間的干擾，以提高除塵效率。軸向進(jìn)口常用于多管式旋風(fēng)除塵器和平置式旋風(fēng)除塵器。由于圓形進(jìn)口管與旋風(fēng)除塵器器壁只有一點(diǎn)相切，而矩形進(jìn)口管整個(gè)高度均與向壁相切，故一般多采用后者。④排氣管常風(fēng)的排氣管有兩種形式：一種是下端收縮式；另一種是直筒式。排氣管直徑越小，則旋風(fēng)除塵器的效率越高，壓力損失也越大；反之，除塵器效率越低，壓力損失也越小。由于氣體在排氣管內(nèi)劇烈的旋轉(zhuǎn)，將排氣管末端制成蝸殼形式可以減少能量損失，這在設(shè)計(jì)中已被采用。（2）氣體參數(shù)對(duì)除塵器性能的影響氣體運(yùn)行參數(shù)對(duì)性能的影響有以下幾個(gè)方面：①氣體流量的影響氣體流量或者說(shuō)除塵器入口氣體流速對(duì)除塵器性能的壓力損失、除塵效率都有很大的影響。入口流速增加，能增加塵粒在運(yùn)動(dòng)中的離心力，塵粒易于分離，除塵效率提高。因此，旋風(fēng)除塵器入口的風(fēng)速宜選18~23m/s。試驗(yàn)結(jié)果表明，壓力損失隨含塵負(fù)荷增加而減小，這是因?yàn)轭i向運(yùn)動(dòng)的大量塵粒拖拽了大量空氣，粉塵從速度較高的氣流智能向外運(yùn)動(dòng)到速度較低的氣流中時(shí)，把能量傳遞給渦旋氣流的外層，較少其需要的壓力，從而降低壓力降。③氣體含濕量的影響氣體的含濕量對(duì)旋風(fēng)除塵器工況有很大影響。④氣體的密度、粘度壓力、溫度對(duì)旋風(fēng)除塵器性能的影響氣體的密度越大，除塵效率下降，但是，氣體的密度和固體的密度相比幾乎可以忽略。通常溫度越高，旋風(fēng)除塵器壓力損失越小；氣體粘度的影響在考慮旋風(fēng)除塵器壓力損失時(shí)常忽略不計(jì)。所以，除塵效率時(shí)隨著氣體粘度的增加而降低。氣體流量為常數(shù)時(shí)，粘度對(duì)除塵效率的影響可按下式進(jìn)行近似計(jì)算。（3）粉塵的物理性質(zhì)對(duì)除塵器的影響①粒徑對(duì)除塵性能的影響及較大粒徑的顆粒在旋風(fēng)除塵器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的離心力，有利于分離。②粉塵密度對(duì)除塵器性能的影響及粉塵密度粉塵密度對(duì)除塵效率有著重要的影響。但粉塵密度對(duì)壓力損失影響很小，設(shè)計(jì)計(jì)算中可以忽略不計(jì)。濃縮在壁面附近的粉塵微粒，會(huì)因粗糙的表面引起旋流，使一些粉塵微粒被拋入上升的氣流，進(jìn)入排氣管，降低了除塵效率。旋風(fēng)除塵器性能與各影響因素的關(guān)系表2—1所列表2—1旋風(fēng)除塵器性能與各影響因素的關(guān)系變化因素性能趨向投資趨向流體阻力除塵效率煙塵性質(zhì)煙塵密度增大幾乎不變提高（磨損）增加煙塵密度增大幾乎不變提高（磨損）增加煙氣含塵濃度增加幾乎不變略提高（磨損）增加煙氣溫度增高減少提高增加結(jié)構(gòu)尺寸圓筒體直徑增大降低降低增加圓筒體加長(zhǎng)稍降低提高增加圓錐體加長(zhǎng)降低提高增加入口面積增大降低降低排氣管直徑增加降低降低排氣管插入長(zhǎng)度增加增大提高增加運(yùn)行狀況入口氣流速度增大增大提高減少灰斗氣密性降低稍增大大大降低內(nèi)壁粗糙度增加增大降低 旋風(fēng)除塵器選型原則選型原則有以下幾個(gè)方面：（1）旋風(fēng)除塵器凈化氣體量應(yīng)與實(shí)際需要處理的含塵氣體量一致。（2）旋風(fēng)除塵器入口風(fēng)速要保持18~23m/s，低于18m/s時(shí)，其除塵效率降低；高于23m/s時(shí)，除塵效率提高不明顯，但壓力損失增加，耗電量增高很多。（4）旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小塵粒應(yīng)等于或稍小于被處理氣體的粉塵密度。假如粉塵不吸收水分、露點(diǎn)為30~50℃時(shí)，除塵器得到溫度最少應(yīng)高出30℃左右；假如粉塵吸水性較強(qiáng)