气液旋风分离器的结构和设计原理

三种介质旋流器的工作原理

三种介质旋流器的工作原理1. 引言介质旋流器是一种常用的分离设备，主要用于固液、气液或固气的分离和筛选。

它采用旋流原理，通过高速旋转的介质流体在离心力的作用下，将混合物中的不同成分分离开来。

本文将介绍三种常见的介质旋流器，并详细解析它们的工作原理。

2. 离心旋流器的工作原理离心旋流器是一种基于离心力原理工作的介质旋流器。

它的结构相对简单，主要由进料口、旋流室、出料口和离心室构成。

工作时，混合物从进料口进入旋流室，然后在高速旋转的介质流体的作用下，形成一个强烈的涡流。

由于离心力的作用，固体颗粒被推到旋流室的壁面并沉积下来，而液体则经由中心柱排出。

通过不同粒径的排放口，可以实现不同粒径范围的固体颗粒的分离和筛选。

离心旋流器具有操作简单、结构紧凑、能耗低等优点，广泛应用于油田、化工、纺织等行业中。

3. 水力旋流器的工作原理水力旋流器是一种利用水压力驱动旋转的介质旋流器。

它的结构类似于离心旋流器，但在旋转驱动机构上有所不同。

在水力旋流器中，介质流体通过喷嘴进入旋流室，喷射的水流带动旋转装置产生旋流。

与离心旋流器不同的是，水力旋流器的旋转速度可以根据实际需要进行调整，从而实现不同粒径固体颗粒的分离。

水力旋流器主要应用于水处理、矿山和冶金等领域，其特点是操作简便、可调节性好、适应性强。

4. 旋风分离器的工作原理旋风分离器是一种不需要额外能源的介质旋流器，其工作原理是利用气体的旋转运动和离心力的作用。

旋风分离器主要由进气口、旋流室、底部排气口和固体颗粒收集器组成。

混合物通过进气口进入旋流室，在旋流的作用下，气体和固体颗粒发生分离。

由于离心力的作用，固体颗粒沿着旋流室的壁面向下运动并收集在收集器中，而干净的气体则从底部排气口排出。

旋风分离器被广泛应用于粉尘和颗粒物的除尘和清洁净化领域，具有结构简单、操作方便、节能环保等优势。

5. 总结和回顾介质旋流器是一种常见的分离设备，包括离心旋流器、水力旋流器和旋风分离器。

旋风分离器原理和结构优秀课件

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五、维护保养
• 仔细检查分离器的内部构件，确保组件齐全、安装正确。 • 清理完毕后，应对分离器内部进行充分干燥。干燥结束
后盖好盖子，清除盲板及压圈接触面的污物、锈渍，涂润滑脂，更换缠绕垫片，并关上盲板，检查盲板上沿是否和分离器人孔上沿平齐，否则调整盲板；上好螺栓和拧紧螺母，关闭排污阀。 • 打开分离器上游阀门对分离器进行置换，将空气置换干净，检查是否漏气，如果漏气，则进行紧固。 • 关闭分离器上游阀门及排污阀，作为备用，或恢复分离器生产工艺流程。 • 整理工具、收拾现场。 • 向调控中心汇报清洗维护操作的具体时间和清洗维护情况。
见下图：
进气口集污室
出气口
集气室布气室
旋风分离组件人孔
2
一、设备结构及特点
旋风子结构示意图
3
二、工作原理
首先，气体从进料口进入分离器进料布气室，经过旋风子支管的碰撞、折流，使气流均匀分布，流向旋风子进气口。均布后的气流由切向进入旋风子，气体在旋风管中形成旋风气流，强大的离心力使得气体中固体颗粒和液体颗粒甩脱出来，并聚集到旋风管内壁上，最终落入集污室中。干净的气流继续上升到排气室由排气口流出旋风分离器。
体声音，判明排放的是水、固体或是气，一旦听到气流声，立即关闭排污阀。设备区、排污罐附近严禁一切火种。作好排污记录，以便分析输气管内天然气气质和确定排污周期。
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三、操作方法
4.3排污周期
观察站场分离器液位计，根据液位计的显示值来确定排污周期。
分离器前后压差大于0.2MPa时进行排污操作
断排放的是液体或是气，一旦听到气流声，立即关闭阀套式排污阀，然后关闭排污球阀。 • 同时安排人观察排污罐放空立管喷出气体的颜色，以判断是否有粉尘。 • 待排污罐液面稳定后，记录排污罐液面高度；出现大量粉尘时，应注意控制排放速度，取少量粉尘试样，留作分析；最后按规定作好记录。

旋风分离器结构原理分析

旋风分离器结构原理分析更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页～旋风分离器结构原理分析旋风分离器结构原理分析[摘要]旋风分离器在净化设备中得到广泛的应用，它是一种结构简单、操作方便、耐高温的净化设备，本文对旋风分离器的构造原理进行简单的分析。

[关键词]旋风分离器;结构;原理中图分类号:TQ051.84 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)旋风分离器设备的主要功能是尽可能20-0134-01 1 作用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。

2 工作原理含尘气体从圆筒上部长方形切线进入设备内旋风分离区，沿圆筒内壁作旋转流动。

密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿内壁落入灰斗。

气流在内层。

气固得以分离。

在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。

在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后再经设备顶部出口流出。

3 适用范围旋风分离器一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。

对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。

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。

改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。

4 结构型式旋风分离器的性能不仅受含尘气的含尘浓度、物理性质、粒度分布及操作条件的影响，还与设备的结构尺寸密切相关。

只有各部分结构尺寸恰当，才能获得较高的分离效率和较低的压力降。

4.1 采用细而长的器身减小器身直径可增大惯性离心力，增加器身长度可延长气体停留时间，所以，细而长的器身有利于颗粒的离心沉降，使分离效率提高。

4.2 减小上涡流的影响含尘气体自进气管进入旋风分离器后，有一小部分气体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时汇入上升的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。

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。

空调气液分离器的设计与使用

空调气液分离器的设计与使用一、工作原理二、气液分离器的作用三、气液分离器的安装位置四、气液分离器的容积设计五、气液分离器回油孔的设计六、气液分离器均压孔的设计七、气液分离器评价试验步骤和判定标准八、气液分离器的图纸九、气液分离器设计和使用的雷区十、气液分离器的选型对照表十一、气液分离器错误的安装引起的故障(案例)一、工作原理饱和气体在降温或者加压过程中，一部分可凝气体组分会形成小液滴·随气体一起流动。

气液分离器就是处理含有少量凝液的气体，实现凝液回收或者气相净化。

其结构一般就是一个压力容器，内部有相关进气构件、液滴捕集构件。

一般气体由上部出口，液相由下部收集。

气液分离罐是利用丝网除沫，或折流挡板之类的内部构件，将气体中夹带的液体进一步凝结，排放，以去除液体的效果。

基本原理是利用气液比重不同，在一个突然扩大的容器中，流速降低后，在主流体转向的过程中，气相中细微的液滴下沉而与气体分离，或利用旋风分离器，气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上，碰撞后失去动能而与转向气体分离。

下图是空调使用的气液分离器二、气液分离器的作用1.把从蒸发器返回到压缩机的冷媒分离成气体和液体，仅使气体回到压缩机，从而避免液态制冷剂进入压缩机破坏润滑或者损坏涡旋盘。

（以防止压缩机液击。

）2.使气液分离器中的润滑油回到压缩机，它可以暂时储存多余的制冷剂液体，并且也防止了多余制冷剂流到压缩机曲轴箱造成油的稀释。

因为在分离过程中，冷冻油也会被分离出来并积存在底部，所以在气液分离器出口管和底部会有一个油孔，保证冷冻油可以回到压缩，从而避免压缩机缺油。

注：①如果能保证蒸发器出口的冷媒总是气体的状态，也可以取消气液分离器。

②原则上讲，所有的热泵产品都应该增加气液分离器，单冷机型视情况决定，一般建议使用。

3.一般情况下12000W制冷量（5匹及以上的空调）需要气液分离器，而涡旋压缩机本身不带储液罐，则另外要增加气液分离器，旋转式压缩机本身就带有储液罐。

各类旋风分离器介绍

各类旋风分离器介绍工作原理：首先，气体从进料口进入分离器进料布气室，经过旋风子支管的碰撞、折流，使气流均匀分布，流向旋风子进气口。

均布后的气流由切向进入旋风子，气体在旋风管中形成旋风气流，强大的离心力使得气体中固体颗粒和液体颗粒甩脫出来，并聚集到旋风管内壁上，最终落入集污室中。

干净的气流继续上升到排气室，由排气口流出旋风分离器。

旋风分离器的结构：主要由布气室、旋风分藹组件、集气室、集污室和进岀口接管及人孔等部件组成。

旋风分离器的核心部件是旋风分离组件，它由多根旋风分离管呈叠加布置组装而成。

9、脱硫除尘器含尘烟气通过不锈钢散堆填料，通过增加烟气与水溶液的接触而，来促进烟气与喷淋水的充分溶解中和，从而达到除尘器的除尘脱硫除尘效果。

这种除尘器主要用于一切排放烟尘的锅炉和窑炉等行业。

7、多管除尘器含尘气体由总进气管进入气体分布室，随后进入陶瓷旋风体和导流片之间的环形空隙。

导流片使气体由宜线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿旋风体自圆简体呈螺旋形向下，朝锥体流动，含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向简壁。

尘粒在与筒壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面向下落入排灰口进入总灰斗。

旋转下降的外旋气流到达锥体下端位时，因圆锥体的收缩即以同样的旋转方向在旋风笛轴线方向由下而上继续做螺旋形流动（净气），经过陶瓷旋风体排气管进入排气室，由总排气口排出。

适用于各种型号和各种燃烧方式的工业锅炉及热电站锅炉的粉尘治理。

5、滤筒除尘器设备在系统主风机的作用下，含尘气体从除尘器下部的进风口进入除尘器底部的气箱内进行含尘气体的预处理，然后从底部进入到上箱体的各除尘室内：粉尘吸附在滤筒的外表而上，过滤后的干净气体透过筒进入上箱体的净气腔并汇集至出风口排出。

随着过滤工况持续，积聚在滤简外表而上的粉尘将越积越多，相应就会增加设备的运行阻力，为了保证系统的正常运行，除尘器阻力的上限应维持在1400〜1600Pa范围内，当超过此限定范囤，应由PLC脉冲自动控制器通过左阻或泄时发出指令，进行三状态淸灰。

气液分离器原理

气液分离器的工作原理是什么饱和气体在降温或者加压过程中,一部分可凝气体组分会形成小液滴·随气体一起流动;气液分离器作用就是处理含有少量凝液的气体,实现凝液回收或者气相净化;其结构一般就是一个压力容器,内部有相关进气构件、液滴捕集构件;一般气体由上部出口,液相由下部收集;汽液分离罐是利用丝网除沫,或折流挡板之类的内部构件,将气体中夹带的液体进一步凝结,排放,以去除液体的效果;基本原理是利用气液比重不同,在一个突然扩大的容器中,流速降低后,在主流体转向的过程中,气相中细微的液滴下沉而与气体分离,或利用旋风分离器,气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与转向气体分离;KB分离器的结构与原理相辅相成,分离器不止是分离气液也分离气固,如旋风除尘器原理是利用离心力分离气体中的固体.气液分离器,根据分离器的类型不同,有旋涡分离,折留板分离,丝网除沫器,旋涡分离主要是根据气体和液体的密度,做离心运动时,液体遇到器壁冷凝分离;基本都是利用沉降原理的,瞬间扩大管道半径,造成压降,温度等的变化,达到分离的目的.使用气液分离器一般跟后系统有关,因为气体降温减压后会出现部分冷凝而后系统设备处理需要纯气相或液相,所以主反应后装一个气液分离器静止分离出气相和液相给后系统创造条件;;;工厂里常见的气液分离器是利用闪蒸的原理,闪蒸就是介质进入一个大的容器,瞬间减压气化并实现气液分离,出口气相中含饱和水,而游离的水和比重大的液滴会由于重力作用分离出来,另外分离器一般带捕雾网,通过捕雾网可将气相中部分大的液滴脱除;气液分离器无非就是让互相混杂的气相液相各自聚合成股,液滴碰撞聚结,气体除去液滴后上升,从而达到分离的目的;原理是利用气液比重不同,在一个突然扩大的容器中,流速降低后,在主流体转向的过程中,气相中细微的液滴下沉而与气体分离,或利用旋风分离器,气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与转向气体分离; 算过一个气液分离器就是一个简单的压力容器,里面有相应的除沫器一清除雾滴;气液分离器其基本原理是利用惯性碰撞作用,将气相中夹带的液滴或固体颗粒捕集下来,进而净化气相或获得液相及固相;其为物理过程,常见的形式有丝网除雾器、旋流板除雾器、折板除雾器等;单纯的气液分离并不涉及温度和压力的关系,而是对高速气流相对概念夹带的液体进行拦截、吸收等从而实习分离,旋流挡板等在导流的同时,为液体的附着提供凭借,就好像空气中的灰尘要有物体凭借才能停留下来一样;而不同分离器在设计时,还优化了分离性能,如改变温度、压力、流速等气液分离是利用在制定条件下,气液的密度不同而造成的分离;我觉得较好的方法是利用不同的成分其在不同的温度或压力下熔沸点的差异,使其发生相变,再通过不同相的物理性质的差异进行分离饱和气体在降温或者加压过程中,一部分可凝气体组分会形成小液滴·随气体一起流动;气液分离器作用就是处理含有少量凝液的气体,实现凝液回收或者气相净化;其结构一般就是一个压力容器,内部有相关进气构件、液滴捕集构件;一般气体由上部出口,液相由下部收集;化工厂中的分离器大都是丝网滤分离气液,这种方法属于机械式分离,原理就是气体分子小可以通过丝网空隙,而液态分子大,被阻分离开,还有一种属于螺旋式分离,气体夹带的液体由分离器底部螺旋式上升,液体被碰撞“长大”最终依靠重力下降,有时依靠降液管引至分离器底部气液分离器,出气端一般在上,因为比重低,内部空气被抽离,或在出气端连气泵而液体经旋转,再次冷凝下降从下部排出利用气体与液体的密度不同;;从而将气体与液体进行隔离开来1、气液分离器有多种形式;2、主要原理是：根据气液比重不同,在较大空间随流速变化,在主流体转向的过程中,气相中细微的液滴下沉而与气体分离;3、也可利用旋风分离器,气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与转向气体分离;4、目前蒸发前的闪蒸也可气液分离;气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法也有：1、重力沉降；2、折流分离；3、离心力分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等;但综合起来分离原理只有两种：一、利用组分质量重量不同对混合物进行分离如分离方法1、2、3、6;气体与液体的密度不同,相同体积下气体的质量比液体的质量小;二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离如分离方法4、5;液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同,气体分子距离较远,而液体分子距离要近得多,所以气体粒子比液体粒子小些基本原理是利用气液比重不同,在一个突然扩大的容器中,流速降低后,在主流体转向的过程中,气相中细微的液滴下沉而与气体分离,或利用旋风分离器,气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与转向气体分离;一般是侧面进料,底部排出液体,底部排出气体,起到分离作用,里面可以装填料;气液分离器的基本原理是利用气体和液体及固体不同的比重,饱和气进入分离器后液体固体瞬间失重与气体分离,并利用出口气的流速形成漩涡使比重大的液体和固体沉积到分离器下部,分离后的气体从分离器上部流出；带折流挡板和丝网除沫型的分离器是为了分离效果更好,后工序对气体要求更高的一种选用;。

旋风分离器原理和结构

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六、注意事项
• 打开快开盲板进行泥沙和FeS粉清理时采用湿式作业，容器内注入洁净水，水量约为容器容积的10％。检修完成后应对分离器内部进行充分干燥，才能恢复使用；同时操作人员要采用必要的防护措施，现场要有人员监护作业。作好清洗维护的记录，以便确定清洗维护的周期。旋风分离器正常投产后，一般每年停运检查一次。如果为投产初期，应根据具体情况及时进行旋风分离器的排污，进行污物的粗分离，为下游过滤式分离器的工作提供良好的环境。现场应准备充足的备品备件，以便随时更换。
五、维护保养
• • 仔细检查分离器的内部构件，确保组件齐全、安装正确。清理完毕后，应对分离器内部进行充分干燥。干燥结束后盖好盖子，清除盲板及压圈接触面的污物、锈渍，涂润滑脂，更换缠绕垫片，并关上盲板，检查盲板上沿是否和分离器人孔上沿平齐，否则调整盲板；上好螺栓和拧紧螺母，关闭排污阀。打开分离器上游阀门对分离器进行置换，将空气置换干净，检查是否漏气，如果漏气，则进行紧固。关闭分离器上游阀门及排污阀，作为备用，或恢复分离器生产工艺流程。整理工具、收拾现场。向调控中心汇报清洗维护操作的具体时间和清洗维护情况。

三、操作方法
4.3排污周期
观察站场分离器液位计，根据液位计的显示值来确定排污周期。分离器前后压差大于0.2MPa时进行排污操作
四、常见故障及处理
1、法兰或连接处泄漏运行或升压过程中，使用皂液法检查，发现泄漏时必须立即切换流程，停运事故分离器，然后进行放空排污操作，压力降为零后方可进行维修操作。 2、分离器前后压差增大或流量减小；运行过程中，由于天然气杂质增多或固体颗粒较多，引起分离器前后压差增大，当超过 0.2MPa时，表明分离器内部出现堵塞，应及时停运进行检修。若2台以上分离器同时运行时，当某台分离器后的流量计的流量值比其它支路小30％（此设定值可在运行时调整）时，表明这路分离器可能堵塞，需进行检修。

2-分离器结构及工作原理

CQUST
CQUST 2.3 卧式分离器与立式分离器的比较和选择
比较内容分离效果排污能力占地面积
操作搬运液面波动
卧式分离器较好较差较大方便方便
不易控制Leabharlann 立式分离器较差较好较小
较难操作较难操作易于控制
CQUST
2.4 各种分离设备优缺点比较
比较内容分离效率分离后流体的稳定性变化条件的适应性操作的灵活性处理能力（直径相同）单位处理能力的费用处理外来物能力处理起泡原油的能力活动使用的适应性安装所需要的空间
重力式
利用液体和气、固密度的不同而受到的重力的不同来实现分离
分离器
旋风式
利用液体和气、固做旋转运动时所受到的离心力不同来实现分离
过滤式
利用气流通道上的过滤元件或介质实现分离
1.2.2 按分离器功能进行分类
CQUST
分离器
计量分离器
主要作用是完成油气水的初步分离并计量，一般属低压分离器。
A天然气管线冻结或严重堵塞 B水排出管线堵塞
C水位系统控制失灵 D报警系统失灵
4．分离器重力分离段的长度取决于（）。
A 液滴大小、气体流速、液滴密度 B 容器直径、气体密度、紊流程度 C A+B
5．油气分离器中直接影响分离效果的部分为（）。
A 分离部分
B 液面控制部分 C 压力控制部分 D 加热部分
波浪破碎器：垂直档板除沫板：倾斜的平行板片或管束。旋流破碎器：破除旋涡防止二次夹带雾沫脱除器
丝网垫：适用但易堵塞（气流速度要适宜）。叶板除雾器：改变为层流。离心式除雾器：效果好但压降大且对流量敏感。
CQUST 2.6 分离器外壳及主要内部构件

两相流计算方法l

气-固两相流
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液-固两相流
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S = vg vs
S = vs vl
5. 压力降
混合物的两相流压力降 ∆pT 与气相、液相、固相分相压力降 ∆pg 、∆pl 、 ∆ps 之间的关系有： A. Murdock J.W.公式；林宗虎公式
蓝色流体网
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2) 应用近代新技术； 3) 应用基于软测量技术的软测量方法。 2. 主要应用相分率：
采用低能γ 射线传感器测量相分率：单能γ 射线传感器测量含气率，双能γ 射线传感器测量相含水率；流量：
采用文丘里流量计或文丘里流量计+互相关技术测量总流量；根据相分率和数学模型确定油、气、水各相的流量；压力、温度变送器
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大部分旋风分离器的切割粒径50之间实际上来流中携带的绝大多数液滴直径要比切割粒径大的多实际上工业用蓝蓝蓝色流体网色流体网色流体网色流体网wwwopenfluidcn蓝色流体网蓝色流体网蓝色流体网蓝色流体网wwwopenfluidcn旋风分离器可以除去大多数液体设计中的主要问题不在于分离器能否将液体分离出来而是如何合理地处理已经被离心力甩向边壁的液大部分气液旋流分离器不采用锥体结构而采用圆筒型结构
蓝色流体网
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旋风分离器可以除去大多数液体，设计中的主要问题不在于分离器能否将液体分离出来，而是如何合理地处理已经被离心力甩向边壁的液体相。
大部分气-液旋流分离器不采用锥体结构，而采用圆筒型结构。分离器的容量应保证旋涡的尾部不与下部的液面接触。因此隔离板（或消涡板或稳涡板）的作用是提供一个接触面，旋涡的末端在此面上像陀螺一样不停地旋转，该板的目的不是破坏和干扰旋涡，而是避免旋涡与液面接触，可以大大降低湍流和明显削弱旋涡强度。

食品工程原理试题思考题与习题及答案

思考题与习题绪论一、填空1 同一台设备的设计可能有多种方案，通常要用（）来确定最终的方案。

2 单元操作中常用的五个基本概念包括（）、（）、（）、（）和（）。

3 奶粉的生产主要包括（）、（）、（）、（）、（）等单元操作。

二、简答1 什么是单元操作？食品加工中常用的单元操作有哪些？2 “三传理论”是指什么？与单元操作有什么关系？3 如何理解单元操作中常用的五个基本概念？4 举例说明三传理论在实际工作中的应用。

5 简述食品工程原理在食品工业中的作用、地位。

三、计算1 将5kg得蔗糖溶解在20kg的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。

已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。

2 在含盐黄油生产过程中，将60%(质量分数)的食盐溶液添加到黄油中。

最终产品的水分含量为15.8%，含盐量1.4%，试计算原料黄油中含水量。

3 将固形物含量为7.08%的鲜橘汁引入真空蒸发器进行浓缩，得固形物含量为58%得浓橘汁。

若鲜橘汁进料流量为1000kg/h，计算生产浓橘汁和蒸出水的量。

4 在空气预热器中用蒸气将流量1000kg/h，30℃的空气预热至66℃，所用加热蒸气温度143.4℃，离开预热器的温度为138.8℃。

求蒸气消耗量。

5 在碳酸饮料的生产过程中，已知在0℃和1atm下，1体积的水可以溶解3体积的二氧化碳。

试计算该饮料中CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。

忽略CO2和水以外的任何组分。

6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。

20m3发酵灌内发酵液流体发酵时间为16h。

初始接种物中含有1.2%的酵母细胞，将其稀释成2%菌悬液接种到发酵灌中。

在发酵罐内，酵母以每2.9h 增长一倍的生长速度稳定增长。

从发酵罐中流出的发酵液进入连续离心分离器中，生产出来的酵母悬浮液含有7%的酵母，占发酵液中总酵母的97%。

试计算从离心机中分离出来的酵母悬浮液的流量F以及残留发酵液的流量W(假设发酵液的密度为1000kg/m3)。

旋风分离器

旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。
布袋除尘器
布袋除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用。滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。
布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关，但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质，选择出适合于应用条件的滤料。通常，在烟气温度低于120℃，要求滤料具有耐酸性和耐久性的情况下，常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡；在处理高温烟气 (<250 ℃)时，主要选用石墨化玻璃丝布；在某些特殊情况下，选用炭素纤维滤料等。
●箱体经过气密性设计，并以煤油检漏，最大程度上减少漏风。 ●整台设备由 PLC 机控制，实现自动清灰、卸灰、自动温度控制及超温报幕。还有很多包括各种除尘器除尘设备请访问：影响除尘布袋使用寿命的主要因素延长布袋寿命的注意事项： 1、除尘布袋的堵塞。布袋发生堵塞时，使阻力增高，可由压差计的读数增大表现出来。布袋堵塞是引起布袋磨损、穿孔、脱落等现象的主要原因。引起除尘布袋堵塞的原因，按下表进行检查并维修。一般采取下列措施： ①暂时地加强清灰，以消除布袋的堵塞； ②部分或全部更换布袋； ③调整安装和运行条件。
旋风器突出的优点是它的经济性以及结构和设计较为简单。由于没有运动部件所需的维修和保养相对较少，选用合适的材料和结构形式，对一些特殊操作应用条件(如高温，高压，腐蚀性气体环境等)也可以使用。

气液分离器

气液分离器可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离，分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾，各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾等。

气液分离器也可应用于气体除尘，油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用应用场合。

分离方法1、重力沉降；2、折流分离；3、离心力分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等。

分离原理两种：一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）。

气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。

二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。

液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同，气体分子距离较远，而液体分子距离要近得多，所以气体粒子比液体粒子小些。

一、重力沉降1、重力沉降的原理简述由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过排放管排出。

2、重力沉降的优缺点。

优点：1）设计简单。

2）设备制作简单。

3）阻力小。

缺点：1）分离效率最低。

2）设备体积庞大。

3）占用空间多。

3、改进重力沉降的改进方法：1）设置内件，加入其它的分离方法。

2）扩大体积。

4、由于气液混合物总是处在重力场中，所以重力沉降也广泛存在。

由于重力沉降固有的缺陷，使科研人员不得不开发更高效的气液分离器，于是折流分离与离心分离就出现了。

特点一个好的气液分离器应具有如下特点：一、分离效率高。

一）分离效率的现状从气液分离器的要求来看，就要求其能将气体与液体尽可能分离，经过气液分离器之后，液体就是液体，不含有气体，而气体就是气体，不含有液体。

当然一个分离器实际上其分离效率不可能100%，因种种原因实际的情况是根据不同分离要求来选择气液分离器。

1、分离要求比较低的，选择重力沉降分离。

2、分离要求一般的，选择普通的折流分离（挡板分离）或者普通的离心分离（旋流分离）。

非均相混合物的分离

少少少少中少大中上
运行费用
少少中中下中大中上大
模块二液-固分离设备的认识与操作
概述除了气态非均相物系外，另一种非均相物
系是液态非均相物系，其连续相为液体，例如悬浮液、乳浊液以及含有气泡的液体，即泡沫液等。化工生产中还经常涉及液态非均相物系的分离。经常采用沉降和过滤的方法。
一、气-固分离方法和设备的认识
目前，气-固分离设备的种类繁多根据在除尘过程中是否采用液体除尘和清水，可分为干式
和湿式气-固分离设备两大类。按捕集粉尘的机理不同，可将各种气-固分离设备分为机
械式气-固分离设备(机械力)、过滤式气-固分离设备、洗涤式除尘器和静电气-固分离设备(静电力)四类。
图2-6惯性除尘器分离机理示意图
（2）惯性除尘器的分类惯性除尘器有碰撞式和反转式两类。
碰撞式除尘器：是在气流流动的通道内增设挡板构成的，当含尘气流流经挡板时，尘粒借助惯性力撞击在挡板上，失去动能后的尘粒在重力作用下沿挡板下落，进入灰斗中。
图2-7 碰撞式惯性除尘器
反转式除尘器又分为弯管型、百叶窗型和多层隔板塔型三种。采用内部构件使气流急剧折转，利用气体和尘粒在折转
（2）旋风分离器的分离性能 ①临界直径临界直径是旋风分离器能够100%除去的最小粒径，用dc表
示。 ②分离效率旋风分离器的分离效率可用到下两种方法表示： Ⅰ总效率（η 0）：指旋风分离器的全部颗粒中能被分离下来的颗粒量，以质
量分率表示
0

C1 C2 C1
C1──进口气含尘浓度，g/m3 C2──出口气含尘浓度，g/m3
3、旋风分离设备
旋风分离器是利用惯性离心力作用来分离气体中的尘粒或液滴的设备。

气液分离设备解剖

超滤分离
由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，如果必须通过微孔过滤，就象过筛一样，气体通过了，而液体被拦截而留在微孔过滤器上，并在重力的作用下下流至分离器底部排出。微孔过滤分离器的筛分作用是真正意义上的筛分，其微孔直径一般在50微米以下，也就是说大于它微孔直径的液体微粒不能通过。当然其分离机理比较复杂，由于其属于微观过程，所以需要深入研究。微孔过滤分离器的阻挡收集表面积在单位体积内极大，折流次数和筛分次数在单位体积内比丝网更多。
体积比填料分离小
优点
改进方法：
效率低，原因同上述阻力比普通折流、离心都要大
工作不稳定容易带液容易堵塞
丝网数目及材质的选择重要
缺点
超滤分离
效率极高结构简单、只需制作一个微孔过滤器
体积比丝网还要小
优点
改进方法：
分离负荷窄，因此分离效率下降阻力容易上升
阻力比普通折流、离心的大非常容易堵塞
微孔的材质种类很重要
1 设备原理
2 使用场3合优4缺产点品总结
基本原理是利用气液比重不同，在一个突然扩大的容器中，流速降低后，在主流体转向的过程中，气相中细微的液滴下沉而与气体分离，或利用旋风分离器，气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上，碰撞后失去动能而与转向气体分离
2 使用场3合优4缺产点品总结
• 重力沉降 • 折流分离 • 离心分离 • 丝网分离 • 超滤分离 • 填料分离
2 使用场3合优缺4点总结
➢利用组分质量不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）。气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。
➢ 利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同，气体分子距离较远，而液体分子距离要近得多，所以气体粒子比液体粒子小些

气液旋流器旋流式分离器设计

摘要本次毕业设计对分离器的各重要零部件的重要尺寸进行了详细的计算，并进行了强度分析，同时采用三维建模的方式对各个分零部件进行了设计。

在总结前人的设计经验的同时提出了自己的设计理念改进了部分设计特点使我们设计的气液旋流器旋流式分离器更加趋于完善，可分离气泡小，分离的效率也较高，同时分离器所占用的空间体积相对较小，维修量小，工作稳定。

旋流式分离器具有这些特点，气液旋流器的工作特点具有实用性和可靠性，并具有广阔的前景。

关键词：旋流分离器；气液分离；优化；三维建模AbstractAn important dimension of the graduation design of separator of all major components are calculated in detail, and analyzes the strength, at the same time, the various sub components are designed using three-dimensional modeling method. The gas-liquid cyclone cyclone separator in summarizing the previous experience in the design and proposes own design idea the design features improved enable us to design a more perfect, separation bubble is small, the separation efficiency is higher, at the same time separator space occupied by volume is relatively small, small amount of repair, stable work. The cycloneseparator has these characteristics, working characteristics of gas-liquid cyclone has practicability and reliability, it has broad prospect.Keywords: cyclone separator; separation; optimization; 3D modeling目录第1章概述 ........................................................................... 错误!未定义书签。

气液旋流分离技术的研究

气液旋流分离技术的研究引言：旋流分离是一种高效的多相流体分离技术,它是在离心力的作用下根据两相或多相之间的密度差来实现两相或多相分离的。

人们对旋流器的研究由来以久,自从1886年Marse的第一台旋粉圆锥形旋风分离器问世以来,旋流分离技术已广泛应用于石油、化工、食品、造纸等行业。

随着旋流器应用的日益广泛,国内外众多学者对旋流器的结构、尺寸、流场特性进行了大量的研究,并相继提出了各种分离理论,但多集中于气-固分离的旋风分离器和用于液-固、液-液分离的水力旋流分离器。

许多研究者已相继提出各种各样的分离理论,已经有了比较完善的分离理论、设计方法和应用实践。

由于具有广阔的使用前景和显著的优点,人们对气-液旋流分离技术也开展了大量的实验和理论研究。

但与气-固、液-固分离不同,气-液两相流动过程中颗粒(液滴或气泡)的碰撞、团聚和扩散机理更加复杂,由于不确定的因素较多,计算复杂,同时受气-液两相流发展的限制,使气-液旋流分离的研究远滞后于旋风分离器和水力旋流器。

近年来气-液旋流分离技术已日益成为国内外争相研究的热点技术。

目前,国内外对于气-液旋流分离的研究主要可分为4类,即:气-液旋流分离技术应用的试验研究、旋流分离器内部气-液两相三维强旋湍流流场测定的试验研究、建立能准确反映气-液两相旋流分离机理模型的理论研究以及气-液两相旋流流场计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,简称CFD)模拟。

1气-液旋流分离技术应用试验研究由于受气-液两相流体力学发展的限制,对于气-液旋流分离技术,以前进行的大部分工作都是基于应用和试验研究。

即根据不同的要求开发研制不同结构的气-液旋流分离器,并对其分离特性进行试验测量和性能分析。

其类型主要介绍如下。

1.1管柱式气-液旋流分离器(Gas-Liquid Cylindrical Cyclone简写GLCC)1979年,Davies和Watson研制了管柱式气-液旋流分离器,是由垂直的筒形容器,安装了一个向下倾斜27°的切向进口管,上部出气管,下部排液管。

气液旋风分离器的结构和设计原理

气液旋风分离器的结构和设计原理
气液旋风分离器是一种广泛应用于化工、石油、化肥等行业的设备，用于分离气体和液体。

其结构主要由进气管、旋风体、排液管、排气管等部分组成。

当气体和液体混合物进入旋风体时，由于旋风体内部的离心力作用，液体会被甩出旋风体沉淀，而气体则通过旋风体中心的气体出口排出。

旋风分离器的设计原理主要包括进气速度、旋风体尺寸、排液口的位置和尺寸等因素的考虑。

在设计过程中，需要根据具体物料的性质和生产要求进行调整和优化，以达到最佳分离效果。

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