旋风分离器压降及分离效率计算模型
旋风分离器 压力损失计算
旋风分离器压力损失计算
旋风分离器的压力损失计算可以使用以下公式：
ΔP = KρV²/2
其中，ΔP是压力损失（Pa），K是分离器的阻力系数，ρ是气体密度（kg/m³），V是气体流速（m/s）。
分离器的阻力系数K与分离器的结构、尺寸和工作条件等因素有关，一般可以根据实际情况确定一个合适的值。
常见的阻力系数范围是0.05到0.5之间。
需要注意的是，上述公式假设气体密度不变，不考虑气体的温度和湿度变化对压力损失的影响。
实际应用中，可以根据具体的情况，结合分离器的设计和运行参数进行修正。
旋风分离器计算结果
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)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)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
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。
新型高效旋风分离器的仿真模拟计算
10.16638/ki.1671-7988.2020.22.035新型高效旋风分离器的仿真模拟计算*王劲莎，董敏，孔德霞（山东华宇工学院能源与建筑工程学院，山东德州253034）摘要：旋风分离器是一种利用气体和固体进行两相流体的旋转运动，使固体颗粒在离心力的作用下从气流中分离出来的设备。
其结构形式主要由直筒、锥体和蜗壳组成。
旋风分离器具有耐高温、高压，结构简单，没有运动部件,且造价低等优点。
关键词：旋风分离器；分离效率；压强损失；高效；模型中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1671-7988（2020）22-102-03Simulation Calculation of a New Efficient Cyclone Separator*Wang Jinsha,Dong Min,Kong Dexia（Shandong Huayu University of technology,School of Energy and Building Engineering,Shandong Dezhou253034）Abstract:Cyclone separator is a kind of equipment which USES gas and solid to carry out the rotating motion of two-phase fluid,so that the solid particles are separated from the airflow under the action of centrifugal force.Its structural form is mainly composed of straight cylinder,cone and volute.Cyclone separator has the advantages of high temperature resistance,high pressure,simple structure,no moving parts,and low cost.Keywords:Cyclone separator;Separation efficiency;Pressure loss;High efficiency;modelCLC NO.:TH122Document Code:A Article ID:1671-7988(2020)22-102-031背景技术随着社会的发展，粉尘污染一直备受人们的关注，并且还未得到更好的解决。
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。
旋风分离器压降定义
旋风分离器压降定义旋风分离器压降定义与分析引言：在工业生产过程中，我们经常会遇到需要分离固体颗粒和气体的情况。
在化工厂的废气处理过程中，需要将气体中的固体颗粒分离出来，以实现废气净化的目的。
旋风分离器作为一种常见的分离设备，被广泛应用于各个工业领域。
而了解旋风分离器的压降定义和分析方法，对于优化其设计和运行具有重要意义。
一、旋风分离器的压降定义旋风分离器是一种利用离心力将固体颗粒从气体中分离的设备。
在旋风分离器中，气流通过设备中央的进气口进入设备，然后在设备内部形成一股旋风形状的气流。
由于固体颗粒的质量较大，固体颗粒会因离心力的作用而向设备壁面移动，最终落入设备的底部。
旋风分离器的压降定义即为气流通过该设备时所产生的压力损失。
而压降的大小直接影响着旋风分离器的分离效果和设备的能耗。
对旋风分离器的压降进行准确的定义和分析具有重要意义。
二、压降的因素分析1. 设备结构参数旋风分离器的结构参数对于压降的大小有直接影响。
一般来说，旋风分离器的直径越大，压降越小，但电力消耗会增加。
另外，进气口和出气口的设计也会对压降产生影响。
合理设计这些参数能够有效降低压降，提高设备效率。
2. 固体颗粒质量和粒径旋风分离器中固体颗粒的质量和粒径也会影响压降。
一般来说，固体颗粒的质量越大，压降越大。
而固体颗粒的粒径越小，由于颗粒的密度较小，离心力的作用越小，从而使得压降减小。
3. 气流流速气流流速是影响压降的重要因素之一。
当气流流速过大时，离心力作用增大，从而导致压降增加。
合理控制气流流速对于降低压降，提高设备效率至关重要。
三、个人观点和理解旋风分离器作为一种常见的分离设备，其压降定义和分析对于工业生产具有重要意义。
通过准确地定义和分析压降，我们可以优化旋风分离器的设计和运行，提高设备的性能和效率。
我认为在实际工程应用中，需要综合考虑各种因素，如设备结构参数、固体颗粒质量和粒径以及气流流速等，来平衡压降和分离效果之间的关系。
旋风分离器计算程序--Muschelknautz模型方法
by ZJ
2005-12-28
计算结果 50切割粒径 总效率 粒径 微米 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 >100
b
a
DX
Dx V0w
V0cs
Hg
Ks
0.800 0.500 0.700 0.000 0.080 1.2 kg/m^3 1.80E-05 Pa.S 0.046 mm
Hi
m^3/hr kg/m^3 kg/m^3 kg/m^3
1.676 99% 效率 eff 7% 71% 95% 99% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
微米 进口组成 % 1.00% 1.00% 1.00% 1.00% 1.00% 1.00% 1.00% 1.00% 2.00% 3.00% 10.00% 15.00% 20.00% 15.00% 10.00% 9.00% 4.00% 2.00% 1.00% 1.00% 1.00 25 微米 出口 0.001 0.007 0.009 0.010 0.010 0.010 0.010 0.010 0.020 0.030 0.100 0.150 0.200 0.150 0.100 0.090 0.040 0.020 0.010 0.010 0.99
0025muschelknautzmodelcalculation进口中位径微米入口速度t因子颗粒气体mm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vinthetacoalpharmvzwarvowvocsvomrervx10
不同入口高宽比下旋风分离器的压降
图 7 3种 类型旋风分离器的粒级效率
3 结论
通过比较 3种不同类型的旋风分离器同一轴向 高度上切向速度的分布, 发现随着旋风分离器高宽
作者简介: 李强 ( 1983- ), 男, 湖 南永 州人, 硕 士 生, 主要 从事气固两相流数值模拟的研究。
E - ma il: 010- 01- 28; 修回日期: 2010- 02- 06
效率, 切割粒径是分离效 率为 50% 时的颗粒粒径。 粒级效率图可以清晰表明旋风分离器对不同粒径颗 粒的分离性能。 3种类型旋风分离器的粒级效率见 图 7。由图 7可知, 类型 B 旋风分离器的切割粒径 最小。 3种类型旋风分离器的分离效率分别为: A: 88. 71% , B: 91. 54% , C: 90. 27% 。因此, 当入口高 宽比增大或减小时, 分离器的切割粒径都变大, 从而 使分离器的分离效果变差。在实际工程运用中, 应 当保持旋风分离器入口高宽比在一个合适范围内, 使得旋风分离器具有最佳的分离效率。
敷设管网 23. 2 km, 管道沿道路敷设, 采用顶管及开挖方式进行。 总造价: 4. 87 ! 108 元。 进展阶段: 报批可研。
A 04
[ 4] 曹晴云, 姬 广勤, 金有海, 等. 不同结 构参 数下 旋风分 离器气相流场的数值研究 [ J]. 流 体机械, 2008, ( 1): 34- 39.
[ 5] 宋健斐, 魏耀东, 时铭显. 旋 风分离器内颗粒浓度场的 数值模拟 [ J]. 中 国 石 油 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ), 2008, ( 1): 90- 94.
[ 2] 王海刚, 刘石. 用 雷诺应力 模型计 算旋风 分离 器中气 固两相流 动 [ J]. 工程 热物 理 学报, 2004, ( l): 189 192.
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
效率% 0.1 0.5 2.5 4.3 6.9 14.9 18.0 20.0 15.0 6.0 4.0 2.0 94.2
讨论： 1）效率与内筒直经和深度的关系
为什么内筒高度增加后，效率反而下降呢？
2）压损与内筒直经和深度的关系
为什么内筒高度增加后，压损反而下降呢？
2. Leith 和 Licht 旋风筒模型
1.8、 内旋涡旋转速度 Vocs
V 其中： = V D ∙D m/s
1+
f∙A ∙V
Vow —— 器壁表面切向速度，m/s f —— 总摩擦系数 Ar —— 摩擦阻力总面积，m2
Q 2 ∙ 3600
D ∙ D
1.9、 50%切割粒径 d50
d = 10 ∙ 18 ∙ μ ∙ 0.9 ∙ 1 Q ∙ 3600 2 ∙ π ∙ (ρ − ρ ) ∙ V ∙H μm
1.11、 气体平均旋转速度 Vom
V = V ∙V m/s
Vow —— 器壁表面切向速度，m/s Vocs —— 内旋涡旋转速度,m/s
1.12、 旋风分离器雷诺数 ReR
Re = V H ∙μ ∙ 1+ V R ∙R ∙V ∙ρ
高效旋风分离器的设计_刘建平
用, 维护方便, 结 构简单而被广泛使用。但其分 离 效率, 压降 , 流量 三个特性参数相互制约 , 难以 同 时满足要求。作者通过理论计算 , 优化了标准旋风 分离器 , 并进行了有效组合 , 设计出了能同时满足 高特性要求的新型旋风分离器 , 解决了工程实际使 用的难题。 在台资企业常州明谛树脂有限公司 10 万 t/ a EPS
开, 以利于气体的均匀分布。 由于直径较大, 尾气压力较低, 可采用角钢加 强, 以减小花板的厚度。
i
粒径范围 / um 0~ 5 5~ 10 10~ 30 30~ 50
平径粒径 / um 2 5 7 5 20 40
d 质量 分率 / % 2 8 25 65
粒径比 0 71 2 1 5 65 4 5
4 2kPa; 因此实际流量为 3 36m 3 / s; 尾气 的粘 度 = 1 85 1 293kg/ m3 固体颗粒介质主要成份为碳酸钙 ; 密度为 2 152kg/ m
3 s=
10- 5 Pa s; 密 度为
=
h= D/ 2; B= D/ 4; D1= D / 2; H1= 2D ; H2= 2D ; S= D/ 8; D2= D / 4
分离粒径 / m 旋风分离器 5 袋式除尘器 5 压降 / kPa 1 0 1 2 导电性 能 能 效率 /% 97 99 价格 / 万元 5 12 操作 成本 不需 需压缩 空气
xi i= 96 82%Biblioteka 2旋风分离器的组合效果
根据旋风分离 的组合效果, 只有将标准型旋 风
分离器有效地并联, 才能同时满足分离最小颗粒粒 径, 恒定的低压力降 , 工艺的大流量。 尾气的实际流量为 3 36m3 / s, 每个标准型旋 风 分离器的流量 0 168m3 / s, 因此需 20 只标准旋风 分 离器并联即能满足要求。 标准旋风分离 器采用正三角形排布 , 当高效 分 离器直径为 2 1m 时, 即可排布 21 只标准旋风分离 器。排布见图 2。 根据实际排布 的旋风分离器, 实际进标准旋 风 分离器的速度经计算 , v = 14 2m/ s。 则 de 校核 = 校核 = 9 / ( NeV s ) = 5um V2 = 0 98kPa 2 因此能满足工艺要求。 标准旋风分离 器分布, 利用二花板间的夹层 作 气体缓冲器, 并内层与外层标准旋风分离器相互错
分宜100+MW循环流化床锅炉旋风分离器分离效率的计算
关 键 词 ：CFB；计 算
中 图 分 类 号 ：TK222
文 献 标 识 码 ：A
Efficiency Calculation of Cyclone of Fenyi 100 MW CFB Boiler
Wang Zhiwei1 ，Li Xiaofeng2
（1 . Xi’an ThermaI Research Institution Xi’an 710032； 2 . Huaneng InternationaI EIectric Power Co . Ltd . Beijing 100031） Abstract：The method of caIcuIating cycIone efficiency is researched by Fenyi Power PIant to get 100 MW CFB cycIone efficiency . CaIcuIation under thermaI test condition is difficuIt，so a simpIe，accurate and reaI - time measure and caIcuIation methods are deveIoped，by which 99 . 17 % around cycIone efficiency in Fenyi 100 MW CFB boiIer was got，and caIcuIation factor was 24 . 7 . Keywords：CFB；caIcuIation
分离器出口的飞灰总流量为：
W = #fh BAar /100 其中，!fh 飞灰份额，- ； Aar 燃煤收到基灰份，% ； B 燃煤率，kg/S。
（3）
分离器出口的烟气流率为：
高压下多管旋风分离器压降模型
利 用 实 验 验 证 压 降 模 型 的 可 靠 性 ，实 验结 果表 明 ，常 压 下 单 管 、多 管 旋 风 分 离 器 和 高 压 下 多 管 旋 风 分 离 器 的 压
降 计 算 模 型 都 能 准 确 地 计 算 出 对 应 旋 风 分 离 器 的 压 降 值 ，计 算 值 与 测 量 值 之 间 的误 差 较 小 。 因 此 ，利 用 建 立 的
高 压 下 多 管 旋 风 分 离 器 压 降 计 算 模 型 能 够 准 确 地计 算 出不 同 压 力 和 温 度 下 多 管 旋 风 分 离 器 的 压 降 值 ，从 而 为 天
然气用旋风分离器的选型提供技术支持。 关 键 词 ：多 管 旋 风 分 离 器 ；高 压 ；压 降 ；预测 模 型
中图 分 类 号 ：ＴＱ ５ ． ４ ０１８ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ３ — １ ５ （ ０ ０ ９ ４ ４ ６ ４ ８ １ ７ ２ １ ）０ —２ ２ —０
Ｐｒ ｓ ｕ ｅ ｄ ｏ ｏ ｅ ｆ ｍ ｕ ｔｃ ｃ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｉ ｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｒ ｒ ｐ ｍ ｄ ｌｏ ｌｉ ｙ ｌ ｎ ｅ ａ ａ ｏ ｔ ｈ ｇ ’ ｒ ｓ ｕ ｅ
第 ６ １卷
第９ 期 Ｖ ｏ ．６ Ｎ ｏ １ １ ．９ Ｓｅ ｅ ｂｅ ２ ０ ｐｔ ｍ ｒ ０１
２１ ０ ０年 ９月
旋风分离器计算程序
旋风分离器计算程序--Muschelknautz模型方法程序功能按Muschelknautz模型方法计算旋风分离器在给定操作条件下的分离效率及压降计算方法参见:旋风分离器--原理,设计和工程应用第6章[丹]A.C. 霍夫曼 [美]L. E. 斯坦恩著彭维明等译, 化学工业版社, 2004,9ISBN 7-5025-5871-3原书名: Gas Cyclones and Swirl tubes, Priciples, design and operationby, Alex C. Hoffmann, Louis E. Stein, ISBN 3-540-43326-0输入:1旋风分离器尺寸参数2操作参数3进料粒径分布输出:150%切割粒径2对进料粒径分布下总分离效率3总压降计算步骤1输入尺寸参数2输入操作参数3输入进料粒径分布(可选)4手工迭代计算:1) 按雷诺数壁面相对粗糙度, 由雷诺数表格中的摩擦系数二元样条得 fair2) 单元格(L41) 中计算出V0cs,3) 将单元格 (H40) 中填入 L41 中的数值, 手工填入, 不可写成"=L41"4) 重复上述操作,直至 单元格(L43) 的值小于 0.15) 如计算总效率与单元格(L36)中数值相差悬殊, 将计算的总效率填入L36,重复计算例题6A.1Hoffman等(2001)测量数据6A.2Obermair和Staudinger(2001)测量数据6A.3Greif(1997)测量数据技术支持此程序由zjmche编制技术答疑请联系:zjmche@L36,重复计算。
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]。
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１ 基 本 结 构 和 分 离 原 理
对 于标准 的逆 流旋风 分离 器 ，通过入 口结构 的
图 １ 旋 风 分 离器 结构
Ｆ ｉ ｇ １ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｙ ｃ ｌ ｏ ｎ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ
设 计 迫 使 气 流 切 向进 入 旋 风分 离 器 内 产 生旋 转 运
近几 十年 来 ， 工 业发 展 的相关 要求 ， 传 统旋 风分 离 器 已逐 渐难 以满 足相 关 领 域 日益 苛 刻 的要 求 ， 大
批学 者积 极从 事旋 风分 离器性 能 改进方 面 的基 础研 究． 这 些 工作基 本 上可 以分成 ２部 分 ， 一 方 面改 进旋 风分 离器 的配 置 和几何 尺寸 ， 如Ｓ ｔ ａ ｉ ｒ ｍａ ｎ ｄ进行 了高
中图 分 类 号 Ｔ Ｑ ０ ３ ２ ． ４ １
文 献标 识 码 Ａ
Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ６ ８ ２ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ １ ３
旋 风分 离 器 由 于其 较低 的制 造 和维 护 成本 ． 稳
已经 经 历 了 １ ０ ０多 年 的 发 展 ， Ｅ ｕ ｇ ａ ｎ Ｆ ｅ ｉ ｆ ｅ Ｉ 、 Ｃ Ｊ
Ｓ ｔ ａ ｉ ｒ ｍａ ｎ ｄ 、 Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｂ ａ ｒ ｔ ｈ和 Ｅ ｄ ｇ ａ ｒ Ｍｕ ｓ ｃ ｈ ｅ ｌ ｋ ｎ ａ ｕ ｔ ｚ 等 人 的 重要 贡献 使 人 们 对 分 离 过 程 有 了逐 渐 深 入 的理 解。 随着 相关 领域 日益苛 刻 的分离 要求 ． 旋风 分离器
经历 着不 断 的发 展提 高 ． 但 对 于旋风 分离 器来 说 ， 装
置 的压 降 和分 离效 率 仍 是最 重 要 的 ２个 技术 指 标 。
本文 总结 了旋风 分离 器主 要 的改进方 向以及具 有代
表性 的装 置压 降和分 离效 率 的理 论计 算方 法 ，展望
了未来 旋 风分离 器 的应用 与性 Байду номын сангаас 。
综述
Ｓ ｕ等人 对 筒体 进行 了改造 ， 研 究 了方 形旋 风 分离 器 的流 场及 分离 特性 。 Ａ ｒ ｋ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ｚ ｋ ｅ ｐ ａ进行 了大尺 寸工 业级 旋风 分离 器 的尺寸 优化研 究［ １ － ４ １ 。 然 而大量 的研 究表 明 ，仅 仅 对装 置 的结构 尺寸 进行 优化 ．难 以满 足对 微细 颗粒 物 １ ３益严 苛 的分离
在多数 情况 下 ， 旋 风分 离器 运行 时 ， 装 置 内的气 流为 湍流 状态 ，因此 装置 的 ｅ 基本 上接 近 于某 一 个 特 定值 ，因此可 以忽 略雷诺 数对 于装 置 压降 的影 响 ； 而对 于 Ｆ ｒ 。 （ ＝ ｉ ２ ／ （ ｇ Ｄ ｏ ） ） 和Ｊ Ｄ 来说 ， 对 于特定 的 旋风 分离 器在 特定 的操作 工况 下运 行 时 ，以上 ２个 参数 的变 化对 于压 降 的影响也 可 以忽 略不计 。因此
动 。入 口一般 为如 图 １ 所 示 的矩形 截面 。 气 流在作 旋转 运动 的 同时沿分 离器 的外侧 空 间 向下 运 动 。 通 常将 分离器 的 流型划 分为 “ 双旋 涡 ” ， 即 轴 向 向下 运动 的外 旋涡 和 向上 运动 的 内旋 涡 。净 化
２ 发 展 方 向
２ ０ １ ４年第 ２ １ 卷 第 ３期
化 工生 产与 技术
Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
・ ５ １・
旋风分离器压 降及分 离效率计算模型
于 洲 马 春 元
（ 山 东大 学 ， 燃煤 污染物 减排 国家工程 实验 室 ， 济南 ２ ５ ０ ０ ６ １ ）
向着 在 标 准 旋风 分 离 器上 添 加 额 外 部件 的 方 向发 展 ．改进 型 旋 风分 离 器将 打 破 旋 风 分 离 器技 术 不 能 有 效 分 离 ５ ｍ 以 下粒 径 颗 粒 的传 统 限制 。
关 键 词 旋 风 分 离 器 ； 计 算模 型 ： 压降； 分 离效 率
系列基 本结 构 尺寸原 始优 化工 作 ， Ｈｓ ｉ ａ ｏ等人 也在
边 壁 附近 向下 运 动的气体 将 其带 到分离 器排 尘 口。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ４ — １ ２
前 人 的基 础上 优 化 了升气 管 长度 和 简 体几 何 尺 寸 ，
．
５ ２．
于 洲 等 旋风 分离 器压 降及 分离 效率 计算模 型
摘要 介 绍 了旋 风 分 离 器的 基 本 工 作 原 理和 主要 用途 ．以 及 旋 风 分 离器 的主 要 改进 与 发
展方 向， 叙 述 了旋 风 分 离器 压 降 和分 离效 率 的 理 论 计 算模 型 ， 并 对 不 同模 型进 行 了相 应 的 分析及比较。 对 未 来旋 风 分 离器 的 应 用 和性 能进 行 了展 望 。 认 为 未来 旋 风 分 离器 的 改 良将
气体 经 过升气 管排 出 ．升 气管 为分 离器顶 板 中心 向
下 延伸部 分 。 除 了将排气 管 称作升 气管 外 ， 还 有其 他
一
些 叫法 ， 有 时还 常称 为芯管 。 人 口气 体 中的含尘 颗
效旋 风 分离器 的 尺寸改 进设 计 ，时铭 显等 人进 行 了
一
粒 在分 离器 内离 心力场作 用 下 向边 壁运 动 ，同时 由
定 可 靠 的 分 离性 能从 面 世 以来 就 在 诸 如火 力 发 电
厂、 焚烧 厂 、 矿石 冶炼 厂 、 砂厂 、 水 泥 厂和粉 体加 工 厂
等领 域发 挥着举 足轻 重 的作用 。从 １ ８ ８ ６年 ０ Ｍｏ ｒ ｓ ｅ 获得 第 １ 个 旋风 分离 器专 利 以来 ，旋 风分 离器 技术