离心沉降速度与重力沉降速度的比较

表达式：重力沉降速度公式中的重力加速度改为离心加速度 数值：重力沉降速度基本上为定值
离心沉降速度为绝对速度在径向上的分量，随颗粒在
离心力场中的位置而变。
阻力同系一数颗：粒层在流同时一种 介质2R4中e 的u离r 心 沉d 2降1速8s度 与 重 u力Rt 2沉降速
1、气体处理量
旋风分离器的处理量由入口的气速决定，入口气体流
量是旋风分离器最主要的操作参数。一般入口气速ui在
15～25m/s。 旋风分离器的处理量
V ui B h
2、临界粒径 判断旋风分离器分离效率高低的重要依据是临界粒径。
临界粒径 ： 理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小
颗粒直径。 1） 临界粒径的计算式 a) 进入旋风分离器的气流严格按照螺旋形路线作等速运 动，且切线速度恒定，等于进口气速ut=ui；
中折线obcd。
实测的粒级效率曲线，直径小于10μm的颗粒，也有可观的
分离效果，而直径大于dc的颗粒，还有部分未被分离下来 直径小于dc的颗粒中
有些在旋风分离器进口处已很靠近壁面，在停留时间内能够
达到壁面上
有些在器内聚结成了大的颗粒，因而具有较大的沉降速度 直径大于dc的颗粒
气体涡流的影响，可能没达到器壁。 即使沉到器壁也会被重新扬起
颗粒到达器壁所需要的时间：t
停留时间为： 2Rm N

B ur

18Rm B d 2 sui2
ui
对某尺寸的颗粒所需的沉降时间θt恰好等于停留时间θ
，该颗粒就是理论上能被完全分离下来的最小颗粒，用dc表
示这种颗粒的直径，即临界粒径 。
18Rm B dc2 sui2

2Rm N
ui
p c ui2
2
对型式不同或尺寸比例不同的设备ξc的值也不同，要通过 实验测定，对于标准旋风分离器ξc=8.0。 旋风分离器的压降一般在300～2000Pa内。
四、旋风分离器的选型与计算
1、旋风分离器的型式
旋风分离器的形式多种多样，主要是在对标准型式 的旋风分离器的改进设计出来的。
规则进的气旋口转：流为，了减保少证局高部速涡气流流与进死入角旋，风设分计离了起倾时斜形螺成旋较 进口，螺壳形进口、轴向进口等。
6
s
u
2 t
R
向心力=
d 3

u
2 t
6R
阻力= d 2 u2r
42
三力达到平衡，则：
d 3
6
s
u
2 t
R

d 3
6

u
2 t


d
2
R4
u
2 r
2
0
平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置 上的离心沉降速度。
ur
4d s ut2
3R
2、离心沉降速度与重力沉降速度的比较
b) 颗粒沉降过程中所穿过的气流厚度为进气口宽度B
c) 颗粒在滞流情况下做自由沉降，径向速度可用
ur

d
2
s
18



uT2 R

表示
∵ρ<<ρS，故ρ可略去，而旋转半径R可取平均值Rm，并
用进口速度ui代替ut。
气流中颗粒的离心沉降速度为：ur

d 2 sui2 18Rm
离 适于心分沉离降两：相依密靠度惯差性较离小心，力颗的粒作粒用度而较实细现的的非沉均降相过物程系。 惯性离心力场与重力场的区别
力场强度 方向 作用力
重力场
离心力场
重力加速度g
ut2/R
指向地心
沿旋转半径从中心指向外周
Fg=mg
FC

m
ut 2 R
一、离心沉降速度
1、离心沉降速度ur
惯性离心力=
d 3
度的比值为 ： ur ut

uT 2 gR

Kc
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。
Kc

uT 2 gR
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二、旋风分离器的操作原理
三、旋风分离器的性能
旋风分离器性能的主要操作参数为气体处理量， 分离效率和气体通过旋风分离器的压强降。
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，
一般细长的旋风分离器效率高，但超过一定限度，分离效 率的提高不明显，而压降却增加。
改进下灰口 ： 防止已分离下来的粉尘重新扬起 。
目前，我国已定型了旋风分离器，制定了标准流型系列， 如CLT,CLT/A,CLP/A,CLP/B以及扩散式旋风分离器。
分离效率
0

C1 C2 C1
100%
粒级效率ηpi 进入旋风分离器的粒径为di的颗 粒被分离下来的质量分率
pi

C1i C2i C1i
100%
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
dc
9B N sui
——临界粒径的表达式
2）临界粒径的影响因素
a) 由 dc
9B Nsui
，知
dc
B
即临界粒径随分离器尺寸的增大而增大。
分离效率随分离器尺寸的增大而减小。
b)入口气速ui愈大，dc愈小，效率愈高。
3、分离效率
总效率ηo 进入旋风分离器的全部粉尘中被分 离下来的粉尘的质量分率
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。
f) 校核分离效率与压力降
有时也把旋风分离器的粒级效率标绘成d/d50的函数曲线， d50为粒级效率为50%的颗粒直径，称为分割粒径。
对于标准旋风分离器
d50 0.27
D ui 0
4、压强降
气体通过旋风分离器时，由于进气管、排气管及主体器壁 所引起的摩擦阻力，气体流动时的局部阻力以及气体旋转 所产生的动能损失造成了气体的压强降，
2、旋风分离器的设计计算
例如，已知气体流量VS(m3/s)、原始含尘量C1(g/m3)、粉 尘的粒度分布，除尘要求及气体通过旋风分离器允许的压强 降，要求选择旋风分离器的形式，确定旋风分离器的直径和
个数。Βιβλιοθήκη 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。