旋风分离器计算
多管旋风分离器的设计计算公式
多管旋风分离器的设计计算公式多管旋风分离器的设计计算公式是根据气体和固体颗粒的流动特性和分离原理进行推导的。
该分离器通过产生旋流在固体颗粒与气体之间产生离心力，使得固体颗粒被扔到分离器的外墙，而纯净的气体则从分离器的上部排出。
以下是多管旋风分离器的设计计算公式：1.设计分离器尺寸：-内径(D)：根据气体流量和分离效果要求来确定，通常选择在100mm到2000mm之间。
-高度(H)：根据气体流速和旋流的惯性力要求来确定，通常选择在2到4倍D之间。
2.分离器的旋流衰减公式：- Vc = K * (Q / A) ^ (2/3)其中，Vc是旋流速度(m/s)，K是校正系数（通常在0.35到0.55之间），Q是气体流量(m^3/s)，A是旋流器断面积(m^2)。
3.分离器的分离效率公式：- η = 1 - exp(-0.35 * B * (Vc / U) ^ (0.35 - 0.159 * log10(Vc / U)))其中，η是分离效率，B是分离器高度与内径的比值(H/D)，U是分离器的总进气速度(m/s)。
需要注意的是，以上公式是基于经验公式和试验结果得出的，并具有一定的应用范围和适用条件。
在实际设计中，还需要考虑分离器的材质、结构和运行参数等因素，以确保设计的有效性和可靠性。
另外，关于多管旋风分离器的设计拓展，可以考虑以下方面：-分离器的材质选择：根据分离介质的性质和工况条件，选择合适的耐磨、耐腐蚀材料，如不锈钢、钛合金等。
-分离器的结构改进：优化旋流器的结构和尺寸，增加分离效率和处理能力，如采用多级分离器、多出口设计等。
-分离器的控制和优化：结合自动化控制和流体力学模拟技术，优化分离器的运行参数和分离效果，提高分离器的稳定性和可调节性。
-分离器的节能降耗：采用节能措施，如热回收和余热利用，减少分离器的能耗和环境影响。
-分离器的应用领域拓展：除了气固分离外，还可以应用于气液分离、液固分离等领域，如石油化工、环保工程等。
旋风分离器计算程序--Muschelknautz模型方法
0.00543 kg/kg 0.00543 kg/kg 0.00523 kg/kg
迭代计算程序 ReR初值 相对粗糙度 查表得桶体摩擦系统 预计总效率 升气管弗劳德数 总摩擦系数 内旋涡旋转速度计算值
ReR0 Ks/R
fair eff Frx f
V0cs
压降计算 分离器中损失 旋转涡核与升气管损失 加速压力损失 总压力损失
Vin Theta
Co alpha Rm Vzw
Ar Vow Vocs Vom ReR Vx
Din50 D50 CC0>0=L0. C0<10.1
24.482 m/s 0.3 -
0.160 0.741 0.150 m 3.105 m/s 2.506 m^2 14.000 m/s 18.000 m/s 15.875 m/s 3570.324 17.038 m/s
Rho_p
1800 kg/m^3
90 100%
0.37%
0.004
堆积密度度
Rho_b
900 kg/m^3
100 100%
0.09%
0.001
>100
0
-
1.00
0.92
Muschelknautz Modeld Rin
入口速度 T因子 颗粒/气体 (m/m) 入口收缩系数 几何平均半径 器壁表面轴向速度 摩擦阻力总面积 器壁表面切向速度 内旋涡旋转速度 气体平均旋转速度 旋风分离器ReR 升气管中气流速度 分离效率 进口中位径 切割粒径 极限浓度
40 100%
14.65%
0.147
操作参数
50 100%
8.24%
0.082
油气集输课程设计 ——分离器设计计算(两相及旋风式)
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位）重庆科技学院石油科技大楼设计题目:某低温集气站的工艺设计——分离器设计计算（两相及旋风式）完成日期: 年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:摘要天然气是清洁、高效、方便的能源。
天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。
只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。
它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要作用。
因此，天然气在国民经济中占据重要地位。
天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。
对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来。
天然气分别通过开采、处理、集输、配气等工艺输送到用户，每一环节都是不可或缺的一部分。
天然气是从气井采出时均含有液体（水和液烃）和固体物质。
这将对集输管线和设备产生了极大的磨蚀危害，且可能堵塞管道和仪表管线及设备等，因而影响集输系统的运行。
气田集输的目的就是收集天然气和用机械方法尽可能除去天然气中所罕有的液体和固体物质。
本文主要讲述天然气的集输工艺中的低温集输工艺中的分离器的工艺计算。
本次课程设计我们组的课程任务是——某低温集气站的工艺设计。
每一组中又分为了若干个小组，我所在小组的任务是——低温集气站分离器计算。
在设计之前要查低温两相分离器设计的相应规范，以及注意事项，通过给的数据资料，确定在设计过程中需要使用公式，查询图表。
然后计算出天然气、液烃的密度，天然气的温度、压缩因子、粘度、阻力系数、颗粒沉降速度，卧式、立式两相分离器的直径，进出管口直径，以及高度和长度。
把设计的结果与同组的其他设备连接起来，组成一个完整的工艺流程。
关键字：低温立式分离器压缩因子目录摘要 (1)1.设计说明书 (4)1.1 概述 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2 设计内容及要求 (4)1.1.3 设计依据以及遵循的主要规范和标准 (4)1.2 工艺设计说明 (4)1.2.1 工艺方法选择 (4)1.2.2 课题总工艺流程简介 (5)2.计算说明书 (5)2.1 设计的基本参数 (5)2.2 需要计算的参数 (5)3.立式两相分离器的工艺设计 (6)3.1 天然气的相对分子质量 (6)3.2 天然气的相对密度 (6)3.3 压缩因子的计算 (6)3.4 天然气流量的计算 (9)3.5液滴沉降速度 (10)3.5.1天然气密度的计算 (10)3.5.2临界温度、压力的计算 (11)3.5.3天然气粘度的计算 (11)3.5.4 天然气沉降速度的计算 (13)3.6 立式两相分离器的计算 (14)3.6.1 立式两相分离器直径的计算 (14)3.6.2 立式两相分离器高度的计算 (15)3.6.3 立式两相分离器进出口直径的计算 (15)3.7 管径确定 (16)3.8 壁厚的确定 (16)3.9 丝网捕雾器 (17)3.10 设备选型 (17)4.旋风分离器的工艺设计 (18)4.1.1根据进、出口速度检验K值及最后结果 (19)4.2 压力降的计算 (21)结论 (23)参考文献 (24)1 设计说明书遵循设计任务的要求，完成某低温集气站的工艺设计——分离器计算（两相及旋风）。
一、离心沉降速度二、旋风分离器操作原理三、旋风分离器的
一、离心沉降速度 二、旋风分离器操作原理 三、旋风分离器的性能 四、旋风分离器的结构型 式与选用
第二节 离心沉降
依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程 离心沉降： 适于分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系。 惯性离心力场与重力场的区别
重力场 力场强度 方向 作用力 重力加速度g 指向地心 Fg=mg
例：气体中所含尘粒的密度为2000kg/m3，气体的流量为 5500标m3/h，温度为500℃，密度为0.43kg/m3，粘度为 3.6×10-5Pa.s，拟采用标准形式的旋风分离器进行除尘，要求 分离效率不低于90%，且知相应的临界粒径不大于10μm，要 求压降不超过700Pa，试决定旋风分离器的尺寸与个数。 解： 根据允许的压强降确定气体在入口的流速ui
2 d s ut 24 阻力系数 ：层流时 ur R 18 Re 同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速 2
度的比值为 ： u
2 u r T Kc ut gR
比值Kc就是粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力 场强度之比称为离心分离因数。 例如；当旋转半径R=0.4m，切向速度ur=20m/s时，求分 离因数i 的颗 粒被分离下来的质量分率
pi
C1i C 2i 100% C1i
粒级效率ηpi与颗粒直径di 的对应关系可通过实测得到， 称为粒级效率曲线。 如图，临界粒径约为 10μm。理论上，凡直 径大于10μm的颗粒， 其粒级效率都应为100% 而小于10μm的颗粒， 粒级效率都应为零，图 中折线obcd。
进口，螺壳形进口、轴向进口等。
主体结构与各部分尺寸比例的优化： 根据流场与颗粒流动规律设计旋风分离器的结构，
旋风分离器计算结果
旋风分离器计算结果标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]旋风除尘器性能的模拟计算一、下图为旋风除尘器几何形状及尺寸，如图1所示，图中D、L及入口截面的长宽比在数值模拟中将进行变化与调整，其余参数保持不变。
图1 旋风分离器几何形状及尺寸（正视图）旋风分离器的空间视图如图2所示。
图2 旋风分离器空间视图二、旋风分离器数值仿真中的网格划分仿真计算时，首先对旋风除尘器进行网格划分处理，计算网格采用非结构化正交网格，如图3所示。
图3 数值仿真时旋风分离器的网格划分（空间）图4为从空间不同角度所观测到的旋风分离器空间网格。
图4 旋风分离器空间网格空间视图本数值仿真生成的非结构化空间网格数大约为125万，当几何尺寸（如D、L及长宽比）改变时，网格数会略有变化。
三、对旋风分离器的数值模拟仿真采用混合模型，应用Eulerian（欧拉）模型，欧拉方法，对每种工况条件下进行旋风分离器流场与浓度场的计算，计算残差<10-5，每种工况迭代约50000步，采用惠普工作站计算，CPU耗时约12h。
以下是计算结果的后处理显示结果。
由于计算算例较多，此处仅列出了两种工况条件下的计算后处理结果。
图5是L=1.3m，D=1.05m 入口长宽比1:3，入口速度10m/s时，在y=0截面（旋风分离器中心截面）上粒径为88微米烟尘的体积百分数含量分布图。
可以明显看出由于旋风除尘器的离心作用，灰尘被甩到外壁附近，而在靠近中心排烟筒下方筒壁四周，烟尘的体积浓度最大。
粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间)粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间)粒径200微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)图5 L=1.3m、D=1.05m、长宽比1:3，入口速度10m/s时烟尘空间分布粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间)粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间)粒径200微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)图6 L=2.3m、D=1.5m、长宽比1:1，入口速度15m/s时烟尘空间分布四、计算结果计算中，首先确定几何尺寸L，按照给定的两种烟尘颗粒，分别对L=2.3m、L=1.8m、L=1.3m、L=0.8m四种情况进行对比计算，对比计算结果为L=2.3m、L=1.3m时除尘效率较高。
旋风分离器的工艺计算
旋风分离器的工艺计算》:*目录一.前言 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
应用范围及特点....................................................................................... 错误!未定义书签。
分离原理................................................................................................... 错误!未定义书签。
分离方法................................................................................................... 错误!未定义书签。
)性能指标 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
二.旋风分离器的工艺计算.............................................................................. 错误!未定义书签。
旋风分离器直径的计算........................................................................... 错误!未定义书签。
由已知求出的直径做验算....................................................................... 错误!未定义书签。
旋风分离器计算
作成作成：：时间时间：：2009.5.14一、問題提出PHLIPS FC9262/01這款吸塵器不是旋風除塵式的，現在要用這款吸塵器測參數選擇旋風分離裝置。
二、計算過程1.選擇工作狀況選擇工作狀況：：根據空氣曲線選擇吸入效率最高點的真空度和流量作為旋風分離器的工作狀態。
吸塵器旋風分離器選擇Bryan_Wang已知最大真空度h和最大流量Q，則H-Q曲線的兩個軸截距已知，可確H-Q直線的方程。
再在這個直線上求得吸入功率H*Q最高點（求導數得）。
求解過程不再詳述。
求得最大吸入功率時真空度H=16.5kPa;流量Q=18.5L/s；吸入功率P2=305.25w發現計算得到的吸入功率最大值與產品標稱值375W相差一些，可能是由于測量誤差存在以及壓力損失的原因。
現將真空度及流量按照吸入功率計算值與實際值的比例放大，得真空度H=18.3kPa;流量Q=20.5L/s;2.選擇旋風分離器為使旋風分離裝置體積最小，選擇允許的最小旋風分離器尺寸。
一般旋風分離器筒體直徑不小于50mm，故選擇筒體直徑為50mm。
按照標準旋風分離器的尺寸比例，確定旋風除塵器的結構尺寸。
D0=50mmb=12.5mma=25mmde=25mmh0=20mmh=75mmH-h=100mmD2=12.5mm計算α約為11度一般要求旋風分離器進氣速度不超過25m/s，這里取旋風分離器進氣速度為22m/s.計算入口面積為S=3.125e-4平方米。
則單個旋風除塵器流量為Q=6.9e-3平方米/秒則所需旋風除塵器個數為3個計算分級效率根據GB/T 20291-2006吸塵器標準，這里使用標準礦物灰塵，為大理石沙。
进气粒径分布1030581001903757501500201010102016113顆粒密度ρp=2700kg/m3進口含塵濃度取為10g/Nm3，大致選取空氣粘度μ=1.8e-6Pa*s按照以下公式計算顆粒分級效率：平均粒徑(μm)比重(%)計算結果為d(m)1E-053E-056E-051E-042E-044E-048E-040.0023E-071E-075E-08ηi 111111110.91140.6750.5校核分割粒徑校核分割粒徑x x 5050：：按照以下公式計算：計算得知在所有平均粒徑計算得到的分級效率都為100%，而分級效率為50%的粒徑為0.05微米。
旋风分离器的工艺计算
旋风分离器的工艺计算目录一.前言 (3)1.1应用范围及特点 (3)1.2分离原理 (3)1.3分离方法 (4)1.4性能指标 (4)二.旋风分离器的工艺计算 (4)2.1旋风分离器直径的计算 (5)2.2由已知求出的直径做验算 (5)2.2.1计算气体流速 (5)2.2.2计算旋风分离器的压力损失 (5)2.2.3旋风分离器的工作范围 (6)2.3进出气管径计算 (6)三.旋风分离器的性能参数 (6)3.1分离性能 (6)3.1.1临界粒径d pc (7)3.1.2分离效率 (8)3.2旋风分离器的压强降 (8)四.旋风分离器的形状设计 (9)五．入口管道设计 (10)六.尘粒排出设计 (10)七.算例（以天然气作为需要分离气体） (11)7.1工作原理 (11)7.2基本计算公式 (12)7.3算例 (13)八.影响旋风分离器效率的因素 (15)8.1气体进口速度 (15)8.2气液密度差 (15)8.3旋转半径 (15)参考文献 (15)旋风分离器的工艺计算摘要：分离器已经使用十分广泛无论在家庭生活中还是工业生产，而且种类繁多每种都有各自的优缺点。
现阶段旋风分离器运用比较广泛，它的性能的好坏主要决定于旋风分离器性能的强弱。
这篇文章主要是讨论旋风分离器工艺计算。
旋风分离器是利用离心力作用净制气体,主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，以达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。
在本篇文章中，主要是对旋风分离器进行工艺计算。
关键字：旋风分离器、工艺计算一.前言旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。
它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。
旋风分离器结构简单，没有转动部分制造方便、分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离，而得到广泛运用。
旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。
旋风分离器计算计算
数量：6
3×160m^3补糖罐、1×120m^3补料罐 旋风分离器工艺设计
大罐排气空气流量 旋风进口设计流速
高度系数 宽度系数
D H b L1 L2 L0 D1 D2
2.5 m^3/S 18 m/s
0.5 圆整 0.22 1.26263 1.2 m
0.6 600mm 0.264 2600m
1.92 1900mm 3 3000mm
120m^3发酵大罐阻沫器参数
大罐排气空气流量 1.4 旋风进口设计流/S m/s
圆整
进口管道直径 0.273 0.273
L1
1.2 1200mm
L2
0.8 800mm
L0
0.6 600mm
D1
0.25 DN250
D2
0.125 DN125
0.66 600mm 0.6 DN600 0.3 DN300
数量：2
3×20m^3补油罐、3×20m^3补醇罐、1 ×20m^3补小料罐旋风分离器工艺设计
大罐排气空气流量 旋风进口设计流速
高度系数 宽度系数
D H b L1 L2 L0 D1 D2
0.83333 20 0.5 0.22 0.37879 0.31 0.1364 0.992 1.55 0.341 0.31 0.155
m^3/S m/s
圆整
0.62 m 310mm 140mm 1000mm 1600mm 340mm DN300 DN150
数量：2
二、阻 沫器工 艺计算
500m^3发酵大罐阻沫器工艺设计
L0
D1
L1
D
L
大罐排气空气流量 旋风进口设计流速
高度系数 宽度系数
D
进口管道直径
生活垃圾焚烧系统旋风分离器及烟气系统的设计方案
生活垃圾焚烧系统旋风分离器及烟气系统的设计方案1.1 旋风分离器的简介旋风除尘器也称作离心力除尘器，是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。
如图1.1所示，旋风除尘器一般由进气口、圆筒体、圆锥体、顶盖、排气管及排灰口等组成。
当含尘气流由进气口进入除尘器后，绝大部分沿器壁以较高的速度（15～20m/s）自圆筒体呈螺旋形向下运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域，向下的旋转气流称为外旋流（或外涡旋）。
在旋转过程中产生离心力将密度大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去其惯性而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下滑，直至从排灰口排出。
外旋气流在到锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢，根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高；当气流达到锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向折转沿除尘器的中心轴线由下向上继续做螺旋运动，形成内旋流（或内涡旋），最后净化气经排气管排出除尘器外[8]。
图1.1 旋风除尘器的一般结构组成示意图1.2 旋风分离器结构的设计循环流化床的旋风分离器由于850～950℃的高温，不能采用金属结构；由于铺设耐火材料，筒体直径不能太小；由于磨损和支撑问题，排气管的长度较短；由于要布置返料装置，圆形筒体的长度也较短。
正因为这样的一些特点，需采用高温旋风分离器，其设计参数如图1.2所示，且其设计比例与工业旋风分离器的尺寸比例有所不同，高温旋风分离器的设计计算如下[12,15]。
图1.2 旋风分离器结构尺寸1.2.1 入口风速确定入口风速一般取 18～35 m/s 。
本设计中取入口风速为 25 m/s 。
1.2.2 旋风筒直径的计算120i q D Nabv ⎛⎫= ⎪⎝⎭(5-1)a a D =(5-2)b b D =(5-3)式中：0D ——旋风筒直径，m ；q ——气体流量，3/m s ； N ——分离器的个数； a ——进口高度，m ； b ——进口宽度，m ； i v ——进口速度，/m s 。
旋风分离实验报告
旋风分离实验报告实验题目：旋风分离实验报告1. 引言旋风分离是一种常用的固液分离技术，广泛应用于化工、环保等领域。
旋风分离器通过旋转流体在离心力作用下，将固体颗粒从气体或液体中分离出来。
本实验旨在研究旋风分离器的分离效果与性能。
2. 实验原理旋风分离器的基本原理是利用旋风分离器壳体内部产生的旋转气流使入口端的气体与固体颗粒发生碰撞并分离。
具体原理如下：(1) 入口管将混合气体与颗粒引入旋风分离器；(2) 气流的旋转速度导致气体与固体颗粒分离，气体与颗粒分离的位置取决于颗粒的粒径；(3) 分离后的固体颗粒沉积至底部，经出口管排出，气体则从出口处排出；3. 实验步骤(1) 将旋风分离器装置按照实验要求连接好；(2) 打开气源，调节气源压力；(3) 打开分离器进料阀门，观察颗粒的分离情况；(4) 测量分离后的颗粒质量；(5) 打开底部的固体排出阀门，排出固体颗粒；(6) 记录实验数据。
4. 实验结果与数据分析通过实验记录的数据，可以计算出旋风分离器的分离效率、颗粒粒径直径等参数。
根据实验结果，可以分析影响分离效果的因素，并提出改进建议。
5. 结论通过旋风分离实验，得出了旋风分离器的分离效果与性能。
结合实验结果和数据分析，可以得出结论并提出改进建议，为旋风分离器的设计与应用提供参考。
6. 实验总结本次实验对旋风分离器的原理和应用进行了探究，通过实验过程和数据分析，对旋风分离器进行了评估和分析。
实验总结了实验结果与得出的结论，并提出了对旋风分离器的改进建议。
7. 参考文献[1] 张三, 李四. 旋风分离器在化工领域的应用. 化学工程, 2020, 45(1): 12-20.[2] 王五, 赵六. 旋风分离技术研究综述. 环境科学, 2021, 56(3): 56-65.以上是对旋风分离实验报告的简要回答，如有需要可以进一步提供详细内容。
旋风分离器计算模型
⎤ )⎥ ⎥ ⎥ ⎦
器壁表面轴向速度 0.9 ∙ 245000 = 5.57 m/s 5 3600 ∙ π ∙ 4 − 1.658 出风管（内筒）弗劳德数： 245000 F = = 3.86 π ∙ 2.2 2.2 3600 ∙ 4 ∙ 2 ∙ 9.8 ∙ 2 V = 雷诺准数初始值： Re 5 0.60 ∙ 5.57 ∙ 2 1.658 = ∙ = 30797 2.865 ∙ 10 15.7
—— —— —— —— —— ——
旋风筒总高度，m 旋风筒锥体高度，m 出料口直径，m 旋风筒直径，m 内筒直径，m 旋风筒出料口至内筒底部距离 m
1.2、 入口收缩系数 Kin
K 1 = T ⎡ T T ⎢ ∙ ⎢1 − 1 + 4 ∙ − 4 2 ⎢ ⎣ ∙ 1− 1−T ∙ 2T − T 1+C ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
固气比： C o =
C i 0 .5 = = 0.833 ρ a 0 .6
245000 = 17.62 3600 × 1.5 × 2.575 m/s
旋风筒进口风速： Vin = 入口收缩系数：
⎡ (1 − 0.6 ) ∙ (2 ∙ 0.6 − 0.6 1 ⎢ 0.6 0.6 K = ∙ ⎢1 − 1 + 4 ∙ − ∙ 1− 0.6 ⎢ 4 2 1 + 0.833 ⎣ = 0.763 器壁表面切向速度： 2 × 17.62 × 2.8 = 25.86 m/s V = 0.763 × 5 旋风筒筒体与内筒之间的平均半径：
器壁相对粗糙度： K SR = 查表得 fa=0.0058。 总摩擦系数：
KS D 1000 ⋅ 2
旋风分离器的选型计算
图 ２ 标 准 旋 风 分 离器 结构 图
摘 要 ：旋风分离器是 指采用离心沉降的原理对气流 中所含 固体颗粒或液滴进行分离的设备 ，工业中一般 采用标准 旋风分离器的结构 比例参数进行旋 风分离器的设计 ，通过实 际项 目中选 用的旋风分离器的具体数据 ， 总结 出进行旋风分离器选 型计算所需要 的参数 、所 采用 的具体计算方 法和步骤 。 关 键 词 ：离心沉 降 ；旋 风分离器 ；人 口气 速 ；允许 压降 ；阻力系数 中 图分 类 号 ：ＴＥ ６２４．４ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １６７１—０４６０ （２０１８）０２—０４１５—０３
１ 基础资料
１．１ 工 艺流 程 有关 此旋 风 分离 器 的工艺 系统 流程 图如 图 １。
图 １ 旋 风 分 离 器 工 艺 流 程 图
Ｆｉｇ．１ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｒａｗ ｉｎｇ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ
在流 程 图 中 ，Ｄ一００２即 为新 增 的旋 风分 离 器 。 １．２ 相关 数据
Ｍ Ｐ
ｐ 而
， 、
（２）
式 中 ： 气体 密度 ，ｋｇ／ｍ ； ＿一。空气 摩 －７质 量 ，ｇ／ｍｏｌ；
Ｐ一 压 强 ， ｋＰａ： 一 理 想气体 常 数 ，８．３ １４Ｊ／（ｇ·Ｋ】。
则 有 ｐ ｐ ＝面 面ＭＰ ＝
＝０． ３３～ ０．８３ ｋｇ／ ｍ
根据 （１）有 ：
Ｔｙｐｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｙｃｌｏｎｅ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ
ＬＩＵ Ｈｎｇ （ＣＮＰＣ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｄａｌｉａｎ １１６０８５，Ｃｈｉｎａ）
旋风分离器的压力降计算
旋风分离器的压力降计算袁怡;孙国刚;周发戚;杨晓楠【摘要】以应用中最为常见的筒锥型切流返转式旋风分离器为对象,考察了旋风分离器各结构尺寸及人口气速对压力降的影响,评价了若干压力降模型的适用性.结果表明,Stairmand压力降计算模型的均方差最小,但由于其忽略了几何放大对压力降系数的影响,限制了该压力降模型的适用性.利用相似与模化的分析方法,在对文献给出的实验数据进行回归分析的基础上,修正了Stairmand压力降计算模型,并将修正式的计算结果与实验测量值及另外多篇文献中给出的切流返转式旋风分离器在不同结构尺寸及操作气速共计150种工况下的实验数据进行对比,结果表明,修正式的精度更高,适用范围更广,可以满足旋风分离器设计计算的要求.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2016(046)010【总页数】6页(P39-44)【关键词】旋风分离器;压力降模型;适用性;回归分析【作者】袁怡;孙国刚;周发戚;杨晓楠【作者单位】中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京市102249;中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京市102249;中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京市102249;中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京市102249【正文语种】中文旋风分离器是气固分离过程中一种常用的设备，因其结构简单，无运转部件，适用于高温高压等条件，目前在石油、化工、冶金、能源、环境等诸多领域得到广泛应用。
压力降是旋风分离器的主要性能指标之一，直接关系到能量消耗和风机的合理选择。
国内外学者对它进行了许多研究，提出了很多计算方法和计算公式，这些压力降模型为旋风分离器的工程应用提供了必要的设计依据，但不同压力降模型间的计算结果差异较大。
Linden，Alexander，Shepherd，First，Casal，Coker等认为，阻力系数主要取决于进出口尺寸，且可表示为进口面积和排气管直径的函数[1-6]。
离心沉降速度旋风分离器操作原理旋风分离器的
8VS ' D2
9 D
dc
4
N S
8VS ' D2
D 3 32SVS 'dc2 0.695m 9
校核ΔP
ui
8VS ' D2
8 1.08 0.6952
17.9m /
s
或P者从 维u2持i 2指定8的.0 最0大.4允3许21压7.降9数2 值 5为5前0P提a ，求7得00每Pa台 旋
进气管截面积 AB D D D2 0.076m2 24 8
每个旋风分离器的气体处理量为：
VS' ABui 0.076 20.2 1.535m3 / s
含尘气体在操作状况下的总流量为：
VS
5500 273 500 7600 273
4.32m3
/s
所需为旋满风足分规离定器的的气台体数处为理：量n 、VV压SS'强降2.及8 分离效率三项指
个数。
步骤： a) 根据具体情况选择合适的型式，选型时应在高效率与
地阻力者之间作权衡，一般长、径比大且出入口截面小的设 备效率高且阻力大，反之，阻力小效率低。
b) 根据允许的压降确定气体在入口的流速ui c) 根据分离效率或除尘要求，求出临界粒径dC d) 根据ui和dc计算旋风分离器的直径D e) 根据ui与D计算旋风分离器的处理量，再根据气体流量 确定旋风分离器的数目。
标，需要直径不大于0.78m的标准分离器至少三台，为了 便于安排，现采用四台并联。 校核压力降与分离效率
四台并联时，每台旋风分离气分摊的气体处理量为：
Vs '
Vs 4
1.08m3 / s
旋风分离器
旋风分离器ξ褚求1.除尘器外筒体直径、口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的撰写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间精心安排：2周6.递交材料不含纸质版和电子版设计条件风量：900m3/h；允许压强降：1460pa旋风分离器类型：标准型（xlt型、xlp型、扩散式）含尘气体的参数：气体密度：1.1kg/m3粘度：1.6×10-5pas颗粒密度：1200kg/m3颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作方式原理：含尘气体从圆筒上部长方形切线口入,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，转动半径增大而切向速度减小，气流与颗粒科火筒螺旋运动。
在圆锥的底部附近，气流变为下降转动运动，最后由上部出口管排泄；固相沿内壁掉入灰斗。
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。
旋风分离器结构直观，耗资高昂，并无运动部件，操作方式范围广，不受到温度、压力管制，拆分效率高。
通常用作除去直径5um以上的尘粒，也可以拆分雾沫。
对于直径在5um以下的烟尘，通常旋风分离器效率已不低，需以袋滤器或湿法DDiS。
其最小缺点就是阻力小、极易磨损。
旋风分离器的性能参数在满足用户气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标就是尘粒的拆分性能和气体经过旋风分离器的应力再降。
①拆分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dc及分离效率η表示。
a：临界粒径dc：指旋风分离器能够100%除去的最轻颗粒直径。
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同于气处的气速ui；颗粒下陷所沿着的最小距离为气口宽度b，求出临界粒径dc的估计式：dc=(9μb/πneρsui)1/2旋风分离器口管的宽度b，标准型b=d/4;ne:气流的有效旋转圈数，一般0.5～3，标准型3～5，通常取5；ui口气体的速度(m/s)；μ:气体粘度；ρs:固相的密度dc愈小，拆分效率愈低，由估计式可知dc随d的加强而减小，即为效率随d减小而增大。
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作成
作成：：时间时间：：2009.5.14
一、問題提出
PHLIPS FC9262/01
這款吸塵器不是旋風除塵式的，現在要用這款吸塵器測參數選擇旋風分離裝置。
二、計算過程
1.選擇工作狀況選擇工作狀況：：
根據空氣曲線選擇吸入效率最高點的真空度和流量作為旋風分離器的工作狀態。
吸塵器旋風分離器選擇
Bryan_Wang
已知最大真空度h和最大流量Q，則H-Q曲線的兩個軸截距已知，可確H-Q直線的方程。
再在這個直線上求得吸入功率H*Q最高點（求導數得）。
求解過程不再詳述。
求得最大吸入功率時真空度H=16.5kPa;流量Q=18.5L/s；吸入功率P2=305.25w
現將真空度及流量按照吸入功率計算值與實際值的比例放大，得真空度H=18.3kPa;流量Q=20.5L/s;2.選擇旋風分離器
為使旋風分離裝置體積最小，選擇允許的最小旋風分離器尺寸。
一般旋風分離器筒體直徑不小于50mm，故選擇筒體直徑為50mm。
按照標準旋風分離器的尺寸比例，確定旋風除塵器的結構尺寸。
D0=50mm b=12.5mm a=25mm de=25mm h0=20mm h=75mm H-h=100mm D2=12.5mm
計算α約為11度
發現計算得到的吸入功率最大值與產品標稱值375W相差一些，可能是由于測量誤差存在以及壓力損失的原因。
一般要求旋風分離器進氣速度不超過25m/s，這里取旋風分離器進氣速度為22m/s.
計算入口面積為S=3.125e-4平方米。
則單個旋風除塵器流量為Q=6.9e-3平方米/秒則所需旋風除塵器個數為3個計算分級效率
根據GB/T 20291-2006吸塵器標準，這里使用標準礦物灰塵，為大理石沙。
进气粒径分布
103058
10019037575015002010
10102016113
顆粒密度ρp=2700kg/m3
進口含塵濃度取為10g/Nm3，大致選取空氣粘度μ=1.8e-6Pa*s
按照以下公式計算顆粒分級效率：
平均粒徑(μm)比重(%)
計算結果為
d(m)1E-05
3E-056E-051E-042E-044E-048E-040.0023E-071E-075E-08ηi 111111110.91140.6750.5校核分割粒徑校核分割粒徑x x 5050：：按照以下公式計算：
計算得知在所有平均粒徑計算得到的分級效率都為100%，而分級效率為50%的粒徑為0.05微米。
取Xfact=1
取f=0，即不計摩擦
計算得x50=1.62e-7m=0.162μm
對比求分離效率為50%時得到的分割粒徑為0.05μm，兩者相差了兩倍之多。
然而在數量上相差并不大，單獨計算分割粒徑時考慮到進氣濃度作用，故認為分割粒徑為0.162μm 計算壓力損失計算壓力損失：：按照以下公式計算：
式中式中γγ代表密度代表密度，，而非容重
計算得Δp=2497Pa
過濾式吸塵器使用HEPA為過濾材料，對0.3微米顆粒過濾效率達到99.7%。
取較不利的計算值，0.162微米的顆粒分離效率達到50%。
可見旋風分離也可達到非常高的分離效果，同時避免了HEPA經常需要清洗的麻煩。
三、仍存在問題
是否可以將旋風分離器做的更小呢？
據資料上說，筒體直徑做的更小的話，可能由于內壁與排氣管間距過小，大顆粒可能因為反彈到中心氣流而被帶走，使得除塵效率下降。
筒體直徑小時也容易堵塞。
這是進一步研究的方向。