13 第五章 5.3流体力学分级原理及设备;5.4 超细粉分级原理与设备
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当分级粒径达到亚微米级时，上述这三个条件也 可达到技术上的极限。分级机尺寸的减小会使生产能 力大大降低。
第五章 分 级
5.4.1.2超细粉分级原理
1、离心分级原理
在离心力场中，颗粒可获得比重力加速度大得多的
离心加速度，故同样的颗粒在离心场中的沉降速度远
大于重力场情形，换言之，即使较小的颗粒也能获得
较大的沉降速度。
设颗粒在离心场中的圆周运动速度为ut，角速度 为ω，回转半径为r，则在Stokes沉降状态下，颗粒所
受离心力Fc和介质阻力Fd分别为：
Fc
6
D3p
(p
) 2 r
3 p
(
p
6r
)ut2
（5.40）
第五章 分 级
Fd K Dp2ur2
(5.41)
式中 ur ——流体的径向运动速度； ut —— 流体的圆周运动速度。
湿式分级的后序处理过程比较复杂，在一定程度 上限制了湿式分级的工业化生产。
第五章 分 级
5.4 超细粉分级设备 5.4.1超细粉分级原理及发展动向 5.4.1.1发展动向
粉体技术的发展正朝着平均粒度向微细或超细、 粒度组成向窄级别或极窄级别、纯度向高纯度、产品 级别向系列化的方向发展，以致它在国民经济中占有 越来越重要的地位。
ur 2 ut 2
r
(5.42)
式(5.42)表明，如果颗粒的圆周速度（即运动
角速度）足够大时，即可获得足够小的分级粒径。
目前研究开发的各种离心式分级机正是基于以上原
理。
第五章 分 级
2、 惯性分级原理 如图5.13所示，主气流通过喷射器携带颗粒高
速喷射至分级室，辅助控制气流使气流及颗粒的运 动方向发生偏转，粗颗粒由于惯性大，故运动方向 偏转较小，而进入粗粉部分收集装置；细颗粒及微 细颗粒则发生不同程度的偏转，随气流沿不同的运 动轨迹进入相应的出口被分别收集。这种情形时， 主气流的喷射速度、控制气流的人射初速度和入射 角度及各出口支路的位置和引风量对分级粒径及分 级精度都具有重要影响。
第五章 分 级
5.3.1.3 旋风分级 1、结构
旋风式选粉机属第二代选粉机，也称外循环式 选粉机。其内部设计保持了离心工选粉机的特点， 但外部设有独立的空气循环风机，它取代了离心式 选粉机的大风叶。细粉分离过程在外部旋风分离器 中进行。如图5.11为旋风式选粉机的结构示意图。
第五章 分 级
1-电机；2、3-传动装置； 4-悬挂轴；5-加料管； 6-集风管；7-旋风分离器； 8-选风室；9-小风叶； 10-撒料盘；11-滴流装置； 12-粗粉出口；13-细粉出口； 14-循环风管；15-支风管； 16、17-调节阀;18-进风管； 19－循环风机 。
第五章 分 级
离心式分级机也称内部循环式选粉机，其结构 如图5.10所示。它由上为圆柱下为圆锥形的内外筒 体4和5所组成。上部装转子，它由撒料盘10、小风 叶2、大风叶1等组成。在大风叶与内筒上口边缘之 间装有可调节的挡风板11（有的离心式选粉机无此 挡风板），内筒中部装有导向固定风叶6，内筒由支 架3和7固定在外筒内部。
第五章 分 级
缺点： ①外部风机及风管占空间大； ②系统密封要求高，粗、细粉出口均要求严密锁风， 否则，会明显降低选粉效率。
针对一般旋风式选粉机对物料分散不好的缺点， 研发了新的选粉机，主要在撒料盘做了一些改进， 这种撒料盘的改进也适用于离心式选粉机，取得了 良好的效果。
第五章 分 级
5.3.1.4 粗分级 1、粗分级机的结构
第五章 分 级
3、特点 与离心式选粉机相比，旋风式选粉机优点：
① 转子和循环风机分别调速，易于调节细度，扩大 调节范围； ②小型旋风筒代替大圆筒，可提高细粉的收集效率， 选粉效率可达70%以上，因而减少了细粉的循环量。 ③ 细粉集中收集，大大减轻了叶片等的磨损。 ④ 结构简单轴受力小，振动小；机体体积小，质量 轻； ⑤ 运转平稳，易于实现大型化。
图5.12 粗分级机结构示意图
第五章 分 级
2、粗分级机的工作原理 携带颗粒气流在负压作用下以10~20m/s速度由进气
管1进入内外锥之间的空间。气流刚出进气管时，特大 颗粒由于惯性作用碰到①反射菱锥体4后首先被撞落到 外锥下部，由粗粉管5排出。因两锥间继续上升的气流 上部②截面积扩大，气流速度降至4~6m/s，所以又有部 分粗颗粒在重力作用下被分选出来，顺外锥内壁向下落 至粗粉管排出。气流在两锥之间上升至顶部后经导向叶 片6进入内锥。由于③方向突变，部分粗颗粒再次被分 出并落下，同时由于气流在④导向叶片的作用下作旋转 运动，较细的颗粒由于离心力的作用而甩向内锥内壁并 沿壁落下，最后进入粗粉管。细粉则随气流经中心排气 管7出分级机进入后面的气固分离装置进行气固分离。
微米级粉体磨料对粒度的要求，既限制了粒度上 限，又限制粒度下限。所有这一切都使超细分级显示 出越来越重要的意义。
第五章 分 级
按照目前设备条件，离心分级机的切割粒径的极 限是1~2µm，要得到更细的切割粒径，就必须满足如 下条件： ① 增加空气和颗粒圆周速度ν φ ，要比目前高得多； ② 流动空气体积流速减小，或是分级机尺寸的减小； ③ 分级机在低压力利用颗粒和气体分子之间产生的滑 移。
当转子运动时，气流由内筒上升，转至两筒间 下降，再由固定风叶进入内筒，构成气流循环。
第五章 分 级
1-大风叶； 2-小风叶； 3-支架； 4-内同体； 5-外筒体； 6-固定风叶； 7-支架； 8-粗粉出口； 9-细粉出口；10-撒料盘； 11-挡风板； 12-入料口
图5.10 离心式选粉机结构示意图
（
p
）g
18
dp2
式中 dp—— 颗粒直径，m；
η—— 流体黏度，Pa；
（5.30）
ν—— 颗粒的沉降速度，m/s；
ρp—— 颗粒密度； ρ —— 流体密度。
第五章 分 级
由式（5.30）可见，当介质和被分离的物料一定 时，颗粒的沉降末速度只与颗粒直径大小dp有关。 因此可利用不同直径颗粒的沉降末速度差，对不同 直径颗粒进行分级。在重力分级中，微小颗粒凝聚 作用较强而相互附着形成假象的大颗粒，在重力沉 降分级之前，应对物料进行分散成单一的颗粒。
第五章 分 级
2、工作原理 物料由加料管经中轴周围落至撒料盘10上，受离
心惯性力作用向周围抛出。在气流中，较粗颗粒迅速 撞到内筒内壁，失去速度沿壁滑下。其余较小颗粒随 气流向上经小风叶时，又有一部分颗粒被抛向内筒壁 被收下。更小的颗粒穿过小风叶，在大风叶的作用下 经内筒顶部出口进入两筒之间的环形区域，由于通道 扩大，气流速度降低，同时外旋气流产生的离心力使 细小颗粒离心沉降到外筒内壁并沿壁下沉，最后由细 粉出口9排出。内筒收下的粗粉由粗粉出口 8排出。
Fd阻力与Fc离心力方向相反，即指向回转中心。 当Fc<Fd时，颗粒所受的合力方向向外，因而发生离心 沉降；反之，当Fc>Fd时，颗粒向内运动；当Fc=Fd时 有如下关系式：
( p )ut2
6r
K Dp2ur 2
第五章 分 级
所以，临界分级粒径为：
Dc
6K p
细度调整：①改变主轴转速、 ②大小风叶片数 或③挡风板位置即可调节选粉细度。
第五章 分 级
3、特点 离心式分级机的分级和分离过程在同一机体内
不同区域进行，流体速度场和抛料方式都很难保证 设计得很理想，同时由于循环气流中大量细粉的干 扰降低了选粉效率，实际生产中，其选粉效率一般 为50%~60%。欲提高产量只能靠增大体积，这就限 制了选粉机单位体积产量。同时小风叶受物料磨损 大，风叶设计间隙大，分级效率较低。
第五章 分 级
气固分离后的空气出旋风分离器后经集风管6 和导风管14返回风机19，形成了选粉室外部气流循 环。循环风量可由气阀16调节。支管调节气阀17用 于调节经支风管15直接进入旋风分离器的风量与经 滴流装置进入选粉室的风量之比，控制选粉室内的 上升气流速度 ，可有效调节分级产品细度。改变 撒料盘转速和小风叶数量也可单独调节细度。
重力分级机结构如图5.9所示。分级原理是利用在一 定介质中，对于一种颗粒的沉降速度与颗粒的直径大小 dp密切相关。假定颗粒为球形，在介质中自由沉降时， 沉降速度逐渐增大，与此同时所受到的阻力也增大，颗 粒自由沉降加速度也逐渐减小。当自由沉降速度等于流 体阻力时，其沉降加速度为零，颗粒保持平衡状态，沉 降速度恒定，此时的沉降速度称为颗粒的沉降末速度。
在干式分级过程中，作用于颗粒上的力有阻力、 浮力、重力、离心力、惯性力、磁力、静电力、摩擦 力、附着力等。不同类型的分级机即是利用这些力中 的一种或几种的组合制成的。常用的干式分级机是重 力式分级机和离心式分级机等。
第五章 分 级
5.3.1 干式分级 5.3.1.1 重力分级 1、定义
重力分级是利用空气阻力与重力间平衡关系，对粉 体进行分级。 2、重力分级原理
第五章 分 级
5.3 颗粒流体系的分级原理与设备 筛分分级虽然操作简单、经济，但受筛面制作限
制，一般只适用于粒径≥37µm（325目）以上粉料， 即使是粒径在37µm~100µm之间粉料的筛分作业，处 理量少时准确度不可靠。因此一般对于粒径在100µm 以下的物料采用流体系统分级，原理是利用粒度变化 对流体阻力和颗粒所受力平衡来进行分级。
分类：按照被分级物料的状态可分为①干式分级 和②湿式分级两种类型。干式分级是将被分级的颗粒 悬浮于以空气为主的气体介质中，利用颗粒在气流中 的沉降速度差，或者是利用轨迹不同来进行分级的， 也称气力分级。
第五章 分 级
干式分级设备分级过程可归纳为四步骤： （1）分散 即将附着或凝聚在一起的颗粒聚集体分散 成单个颗粒。 （2）分离 组合各种力的作用，使颗粒获得速度差， 实现粗细颗粒分离。 （3）捕集 从气流中分离与捕集颗粒。 （4）卸出 将捕集的细颗粒收集排出分级机。
第五章 分 级
3、粗分级机特点 粗分级机的特点是结构简单；操作方便；无运动
部件，不易损坏。但要与收尘器配合使用。 5.3.2 湿式分级 5.3.2.1 湿式分级定义
湿式分级是指颗粒分散悬浮于以水为主要介质的 液体中，利用颗粒的尺寸、密度等不同而实现分级的 一种操作方法。分级原理与干法分级原理基本相同， 只是流体为水而不是气流，故称水力分级。
第五章 分 级
1——细粒；
2——粗粒；
3——旋风收尘器；4——试样
图 5.9 重力分级机
颗粒在平衡状态下所受到的重力和阻力分别为：
颗粒重力：
Fg
6
d（p3
p
）g
（5.28）
颗粒阻力： Fp 3dp
（5.29）
第五章 分 级
颗粒处于平衡状态时，Fg=Fp即可得到颗粒的
沉降末速度为：
图5.11 旋风式选粉机结构示意图
第五章 分 级
2、工作原理 小风叶9和撒料盘10一起固定在中央悬转轴4上，
由电动机1经皮带传动装置2、3带动旋转。空气在离 心风机19作用下以切线方向进入选粉机，经滴流装置 11的间隙旋转上升进入选粉室。物料由进料管5落到 撒料盘后向四周甩出与上升气流相遇，粗颗粒由于质 量大，受撒料盘及小风叶作用时产生的离心惯性力大， 被甩向选粉室内壁而落下，至滴流装置处与此处上升 气流相遇，再次分选。粗粉最后落到内锥筒下部经粗 粉出口排出。物料中的细颗粒因质量小，进入选粉室 后被上升气流带入旋风分离器7被收集下来，经细粉 出口管8排出。
3、重力分级的适用范围
重力分级方法只能用来分级较大颗粒的粉体，不
适用于较细粉体的分级。
第五章 分 级
5.3.1.2 离心分级 离心分级是利用回转运动产生的离心力，其离
心加速度大致比重力加速度大两个数量级甚至更大， 能很快将颗粒分离。 1、离心分级的分类
离心分级可分为①自由涡和②强制涡离心分级 两种。强制涡分级中，由于外加离心力场的作用， 粒子的分散性加强，分级范围广，处理量大，尤其 适用于精密分级，但同时由于外加动力的引入，也 带来了能耗、摩檫、动量平衡等问题。
粗分级机也称粗分离器，它是空气一次通过的外 部循环式分级设备，其结构如图5.12所示。分级机的 主体部分是由外锥形筒2和内锥形筒3组成，外锥上有 顶盖，下接粗粉出口管5和反射菱锥体4，外锥上和内 锥上边缘之间装有导向叶片6，外锥顶盖中央装有排 气管7。是一种外部循环式分级设备。
第五章 分 级
1-进气管； 2-外筒； 3-内筒； 4-反射棱锥体； 5-粗粉出料管； 6-导向叶片； 7-排气管
第五章 分 级
5.4.1.2超细粉分级原理
1、离心分级原理
在离心力场中，颗粒可获得比重力加速度大得多的
离心加速度，故同样的颗粒在离心场中的沉降速度远
大于重力场情形，换言之，即使较小的颗粒也能获得
较大的沉降速度。
设颗粒在离心场中的圆周运动速度为ut，角速度 为ω，回转半径为r，则在Stokes沉降状态下，颗粒所
受离心力Fc和介质阻力Fd分别为：
Fc
6
D3p
(p
) 2 r
3 p
(
p
6r
)ut2
（5.40）
第五章 分 级
Fd K Dp2ur2
(5.41)
式中 ur ——流体的径向运动速度； ut —— 流体的圆周运动速度。
湿式分级的后序处理过程比较复杂，在一定程度 上限制了湿式分级的工业化生产。
第五章 分 级
5.4 超细粉分级设备 5.4.1超细粉分级原理及发展动向 5.4.1.1发展动向
粉体技术的发展正朝着平均粒度向微细或超细、 粒度组成向窄级别或极窄级别、纯度向高纯度、产品 级别向系列化的方向发展，以致它在国民经济中占有 越来越重要的地位。
ur 2 ut 2
r
(5.42)
式(5.42)表明，如果颗粒的圆周速度（即运动
角速度）足够大时，即可获得足够小的分级粒径。
目前研究开发的各种离心式分级机正是基于以上原
理。
第五章 分 级
2、 惯性分级原理 如图5.13所示，主气流通过喷射器携带颗粒高
速喷射至分级室，辅助控制气流使气流及颗粒的运 动方向发生偏转，粗颗粒由于惯性大，故运动方向 偏转较小，而进入粗粉部分收集装置；细颗粒及微 细颗粒则发生不同程度的偏转，随气流沿不同的运 动轨迹进入相应的出口被分别收集。这种情形时， 主气流的喷射速度、控制气流的人射初速度和入射 角度及各出口支路的位置和引风量对分级粒径及分 级精度都具有重要影响。
第五章 分 级
5.3.1.3 旋风分级 1、结构
旋风式选粉机属第二代选粉机，也称外循环式 选粉机。其内部设计保持了离心工选粉机的特点， 但外部设有独立的空气循环风机，它取代了离心式 选粉机的大风叶。细粉分离过程在外部旋风分离器 中进行。如图5.11为旋风式选粉机的结构示意图。
第五章 分 级
1-电机；2、3-传动装置； 4-悬挂轴；5-加料管； 6-集风管；7-旋风分离器； 8-选风室；9-小风叶； 10-撒料盘；11-滴流装置； 12-粗粉出口；13-细粉出口； 14-循环风管；15-支风管； 16、17-调节阀;18-进风管； 19－循环风机 。
第五章 分 级
离心式分级机也称内部循环式选粉机，其结构 如图5.10所示。它由上为圆柱下为圆锥形的内外筒 体4和5所组成。上部装转子，它由撒料盘10、小风 叶2、大风叶1等组成。在大风叶与内筒上口边缘之 间装有可调节的挡风板11（有的离心式选粉机无此 挡风板），内筒中部装有导向固定风叶6，内筒由支 架3和7固定在外筒内部。
第五章 分 级
缺点： ①外部风机及风管占空间大； ②系统密封要求高，粗、细粉出口均要求严密锁风， 否则，会明显降低选粉效率。
针对一般旋风式选粉机对物料分散不好的缺点， 研发了新的选粉机，主要在撒料盘做了一些改进， 这种撒料盘的改进也适用于离心式选粉机，取得了 良好的效果。
第五章 分 级
5.3.1.4 粗分级 1、粗分级机的结构
第五章 分 级
3、特点 与离心式选粉机相比，旋风式选粉机优点：
① 转子和循环风机分别调速，易于调节细度，扩大 调节范围； ②小型旋风筒代替大圆筒，可提高细粉的收集效率， 选粉效率可达70%以上，因而减少了细粉的循环量。 ③ 细粉集中收集，大大减轻了叶片等的磨损。 ④ 结构简单轴受力小，振动小；机体体积小，质量 轻； ⑤ 运转平稳，易于实现大型化。
图5.12 粗分级机结构示意图
第五章 分 级
2、粗分级机的工作原理 携带颗粒气流在负压作用下以10~20m/s速度由进气
管1进入内外锥之间的空间。气流刚出进气管时，特大 颗粒由于惯性作用碰到①反射菱锥体4后首先被撞落到 外锥下部，由粗粉管5排出。因两锥间继续上升的气流 上部②截面积扩大，气流速度降至4~6m/s，所以又有部 分粗颗粒在重力作用下被分选出来，顺外锥内壁向下落 至粗粉管排出。气流在两锥之间上升至顶部后经导向叶 片6进入内锥。由于③方向突变，部分粗颗粒再次被分 出并落下，同时由于气流在④导向叶片的作用下作旋转 运动，较细的颗粒由于离心力的作用而甩向内锥内壁并 沿壁落下，最后进入粗粉管。细粉则随气流经中心排气 管7出分级机进入后面的气固分离装置进行气固分离。
微米级粉体磨料对粒度的要求，既限制了粒度上 限，又限制粒度下限。所有这一切都使超细分级显示 出越来越重要的意义。
第五章 分 级
按照目前设备条件，离心分级机的切割粒径的极 限是1~2µm，要得到更细的切割粒径，就必须满足如 下条件： ① 增加空气和颗粒圆周速度ν φ ，要比目前高得多； ② 流动空气体积流速减小，或是分级机尺寸的减小； ③ 分级机在低压力利用颗粒和气体分子之间产生的滑 移。
当转子运动时，气流由内筒上升，转至两筒间 下降，再由固定风叶进入内筒，构成气流循环。
第五章 分 级
1-大风叶； 2-小风叶； 3-支架； 4-内同体； 5-外筒体； 6-固定风叶； 7-支架； 8-粗粉出口； 9-细粉出口；10-撒料盘； 11-挡风板； 12-入料口
图5.10 离心式选粉机结构示意图
（
p
）g
18
dp2
式中 dp—— 颗粒直径，m；
η—— 流体黏度，Pa；
（5.30）
ν—— 颗粒的沉降速度，m/s；
ρp—— 颗粒密度； ρ —— 流体密度。
第五章 分 级
由式（5.30）可见，当介质和被分离的物料一定 时，颗粒的沉降末速度只与颗粒直径大小dp有关。 因此可利用不同直径颗粒的沉降末速度差，对不同 直径颗粒进行分级。在重力分级中，微小颗粒凝聚 作用较强而相互附着形成假象的大颗粒，在重力沉 降分级之前，应对物料进行分散成单一的颗粒。
第五章 分 级
2、工作原理 物料由加料管经中轴周围落至撒料盘10上，受离
心惯性力作用向周围抛出。在气流中，较粗颗粒迅速 撞到内筒内壁，失去速度沿壁滑下。其余较小颗粒随 气流向上经小风叶时，又有一部分颗粒被抛向内筒壁 被收下。更小的颗粒穿过小风叶，在大风叶的作用下 经内筒顶部出口进入两筒之间的环形区域，由于通道 扩大，气流速度降低，同时外旋气流产生的离心力使 细小颗粒离心沉降到外筒内壁并沿壁下沉，最后由细 粉出口9排出。内筒收下的粗粉由粗粉出口 8排出。
Fd阻力与Fc离心力方向相反，即指向回转中心。 当Fc<Fd时，颗粒所受的合力方向向外，因而发生离心 沉降；反之，当Fc>Fd时，颗粒向内运动；当Fc=Fd时 有如下关系式：
( p )ut2
6r
K Dp2ur 2
第五章 分 级
所以，临界分级粒径为：
Dc
6K p
细度调整：①改变主轴转速、 ②大小风叶片数 或③挡风板位置即可调节选粉细度。
第五章 分 级
3、特点 离心式分级机的分级和分离过程在同一机体内
不同区域进行，流体速度场和抛料方式都很难保证 设计得很理想，同时由于循环气流中大量细粉的干 扰降低了选粉效率，实际生产中，其选粉效率一般 为50%~60%。欲提高产量只能靠增大体积，这就限 制了选粉机单位体积产量。同时小风叶受物料磨损 大，风叶设计间隙大，分级效率较低。
第五章 分 级
气固分离后的空气出旋风分离器后经集风管6 和导风管14返回风机19，形成了选粉室外部气流循 环。循环风量可由气阀16调节。支管调节气阀17用 于调节经支风管15直接进入旋风分离器的风量与经 滴流装置进入选粉室的风量之比，控制选粉室内的 上升气流速度 ，可有效调节分级产品细度。改变 撒料盘转速和小风叶数量也可单独调节细度。
重力分级机结构如图5.9所示。分级原理是利用在一 定介质中，对于一种颗粒的沉降速度与颗粒的直径大小 dp密切相关。假定颗粒为球形，在介质中自由沉降时， 沉降速度逐渐增大，与此同时所受到的阻力也增大，颗 粒自由沉降加速度也逐渐减小。当自由沉降速度等于流 体阻力时，其沉降加速度为零，颗粒保持平衡状态，沉 降速度恒定，此时的沉降速度称为颗粒的沉降末速度。
在干式分级过程中，作用于颗粒上的力有阻力、 浮力、重力、离心力、惯性力、磁力、静电力、摩擦 力、附着力等。不同类型的分级机即是利用这些力中 的一种或几种的组合制成的。常用的干式分级机是重 力式分级机和离心式分级机等。
第五章 分 级
5.3.1 干式分级 5.3.1.1 重力分级 1、定义
重力分级是利用空气阻力与重力间平衡关系，对粉 体进行分级。 2、重力分级原理
第五章 分 级
5.3 颗粒流体系的分级原理与设备 筛分分级虽然操作简单、经济，但受筛面制作限
制，一般只适用于粒径≥37µm（325目）以上粉料， 即使是粒径在37µm~100µm之间粉料的筛分作业，处 理量少时准确度不可靠。因此一般对于粒径在100µm 以下的物料采用流体系统分级，原理是利用粒度变化 对流体阻力和颗粒所受力平衡来进行分级。
分类：按照被分级物料的状态可分为①干式分级 和②湿式分级两种类型。干式分级是将被分级的颗粒 悬浮于以空气为主的气体介质中，利用颗粒在气流中 的沉降速度差，或者是利用轨迹不同来进行分级的， 也称气力分级。
第五章 分 级
干式分级设备分级过程可归纳为四步骤： （1）分散 即将附着或凝聚在一起的颗粒聚集体分散 成单个颗粒。 （2）分离 组合各种力的作用，使颗粒获得速度差， 实现粗细颗粒分离。 （3）捕集 从气流中分离与捕集颗粒。 （4）卸出 将捕集的细颗粒收集排出分级机。
第五章 分 级
3、粗分级机特点 粗分级机的特点是结构简单；操作方便；无运动
部件，不易损坏。但要与收尘器配合使用。 5.3.2 湿式分级 5.3.2.1 湿式分级定义
湿式分级是指颗粒分散悬浮于以水为主要介质的 液体中，利用颗粒的尺寸、密度等不同而实现分级的 一种操作方法。分级原理与干法分级原理基本相同， 只是流体为水而不是气流，故称水力分级。
第五章 分 级
1——细粒；
2——粗粒；
3——旋风收尘器；4——试样
图 5.9 重力分级机
颗粒在平衡状态下所受到的重力和阻力分别为：
颗粒重力：
Fg
6
d（p3
p
）g
（5.28）
颗粒阻力： Fp 3dp
（5.29）
第五章 分 级
颗粒处于平衡状态时，Fg=Fp即可得到颗粒的
沉降末速度为：
图5.11 旋风式选粉机结构示意图
第五章 分 级
2、工作原理 小风叶9和撒料盘10一起固定在中央悬转轴4上，
由电动机1经皮带传动装置2、3带动旋转。空气在离 心风机19作用下以切线方向进入选粉机，经滴流装置 11的间隙旋转上升进入选粉室。物料由进料管5落到 撒料盘后向四周甩出与上升气流相遇，粗颗粒由于质 量大，受撒料盘及小风叶作用时产生的离心惯性力大， 被甩向选粉室内壁而落下，至滴流装置处与此处上升 气流相遇，再次分选。粗粉最后落到内锥筒下部经粗 粉出口排出。物料中的细颗粒因质量小，进入选粉室 后被上升气流带入旋风分离器7被收集下来，经细粉 出口管8排出。
3、重力分级的适用范围
重力分级方法只能用来分级较大颗粒的粉体，不
适用于较细粉体的分级。
第五章 分 级
5.3.1.2 离心分级 离心分级是利用回转运动产生的离心力，其离
心加速度大致比重力加速度大两个数量级甚至更大， 能很快将颗粒分离。 1、离心分级的分类
离心分级可分为①自由涡和②强制涡离心分级 两种。强制涡分级中，由于外加离心力场的作用， 粒子的分散性加强，分级范围广，处理量大，尤其 适用于精密分级，但同时由于外加动力的引入，也 带来了能耗、摩檫、动量平衡等问题。
粗分级机也称粗分离器，它是空气一次通过的外 部循环式分级设备，其结构如图5.12所示。分级机的 主体部分是由外锥形筒2和内锥形筒3组成，外锥上有 顶盖，下接粗粉出口管5和反射菱锥体4，外锥上和内 锥上边缘之间装有导向叶片6，外锥顶盖中央装有排 气管7。是一种外部循环式分级设备。
第五章 分 级
1-进气管； 2-外筒； 3-内筒； 4-反射棱锥体； 5-粗粉出料管； 6-导向叶片； 7-排气管