旋风分离器地设计
旋风分离器结构及参数标定方案设计
（２）分离效率测定
称取质量为Ｍ１的物料．均匀喂入设计的系统
中，形成一个气固两相流。 经一定时间后，停机。从旋风分离器的集灰 斗中取出从两相流中分离出的部分物料，并 称量，为M2。 总分离效率用下式计算。 ηT=M2/M1
分别对喂入物料和收下物料做粒度分析，
可用下式求得部分分离效率．
3
计算公式
(1) lapple
A 16 2 De
2
(2) cassal
ab 11.3 2 3.33 D e
2
5 分离效率计算
(1 n)Qd p (2H1 H 2 )r2 x 1 exp[ ] 2 1 n 1 n n 2 2 18a (r2 r1 )r2 (r2 r1 )
其它事项
绘图仪器及图板： 以班级为单位到学校借用 2 图纸：个人购买 3 设计说明书：到教材科领用 4 时间安排：两周 5 成绩评定
1
1
根据处理风量计算旋风分离器的规格
Q Fi Vi
其中：Fi为旋风分离器入口面积。 Fi=ab=c1c2D2, c1c2为常数.
Q 为处理风量
Vi 为入口风速， 可在14－22m/s之间选取．
２结构尺寸的计算，可根据不同的形式选取 各部分尺寸代号如图,比例关系见下表
De b a
h H
s D
五 图纸要求
一号图纸1张
完整表现旋风筒的结构及尺寸 完整表现参数测定系统流程 图面安排如下
10
图线框
标题栏
25
594Χ841
标题栏
济南大学 材料科学与工程学院
指导教师
16 8
设计 成绩
旋风分离器设计方案
旋风分离器设计方案用户：特瑞斯信力（常州）燃气设备有限公司型号： XC24A-31 任务书编号： SR11014 工作令： SWA11298 图号： SW03-020-00编制：日期：本设计中旋风分离器属于中压容器，应以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。
设计标准如下：a. TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》b. GB150-1998《钢制压力容器》c. HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》d. JB4712.2-2007《容器支座》2、旋风分离器结构与原理旋风分离器结构简单、造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般主要应用于需要高效除去固、液颗粒的场合，不论颗粒尺寸大小都可以应用，适用于各种燃气及其他非腐蚀性气体。
说明：旋风分离器的总体结构主要由：进料布气室、旋风分离组件、排气室、集污室和进出口接管及人孔等部分组成。
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。
旋风管是一个利用离心原理的2英寸管状物。
待过滤的燃气从进气口进入，在管内形成旋流，由于固、液颗粒和燃气的密度差异，在离心力的作用下分离、清洁燃气从上导管溜走，固体颗粒从下导管落入分离器底部，从排污口排走。
由于旋风除尘过滤器的工作原理，决定了它的结构型式是立式的。
常用在有大量杂物或有大量液滴出现的场合。
其设计的主要步骤如下：①根据介质特性，选择合适的壳体材料、接管、法兰等部件材料；②设计参数的确定；③根据用户提供的设计条件及参数，根据GB150公式，预设壳体壁厚；④从连接的密封性、强度等出发，按标准选用法兰、垫片及紧固件；⑤使用化工设备中心站开发的正版软件，SW6校核设备强度，确定壳体厚度及接管壁厚；⑥焊接接头型式的选择；⑦根据以上的容器设计计算，画出设计总设备图及零件图。
4、材料的选择①筒体与封头的材料选择：天然气最主要的成分是甲烷，经过处理的天然气具有无腐蚀性，因此可选用一般的钢材。
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。
旋风分离器的设计
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。
B: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。上涡流中的颗粒也随之由排气管排 出，使旋风分离器的分离效率降低。采用带有旁路分离室或采用异形进气管 的旋风分离器，可以改善上涡流的影响。
XLP型：XLP型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口，其上沿 较器体顶盖稍低。含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。“旁室”结构 能迫使被上旋流带到顶部的细微尘粒聚结并由旁室进入向下旋转的主气流而 得以捕集，对5am以上的尘粒具有较高的分离效果。根据器体及旁路分离室 形状的不同，XLP型又分为A和B两种形式，其阻力系数值可取〜。
临界粒径de的颗粒d50= J D/Ui(ps—p)]二am
d/ d50=
查询图可知，n为 四台旋风分离器并联
△p=Epui72
取△p=1460Pa,E二，允许的最大气速：Ui=(2△p/Ep)
取de=6am N=5,进气口宽度hB=Vs/ Ui= D2/8 ,
D=
D=4B B=0 0414m
入口高度h=D/2=
d50= J D/Ui(Ps-p)]
对于同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器，无论大小，皆可通用同一条粒 级曲线。标准旋风分离器的np与d/d50的关系：
总效率no=2xinpi,Xi为进口处第i段颗粒占全部颗粒的质量分率。
②旋风分离器的压强降
压强降可表示为进口气体动能的倍数：△p=Epui2/2
E为阻力系数，对于同一型式及相同尺寸比例的旋风分离器，E为常数，标
旋风分离器的设计
旋风分离器的设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-旋风分离器的设计姓名：顾一苇班级：食工0801指导老师：刘茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进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编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料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： kg/m3粘度：×10-5Pa·s颗粒密度：1200 kg/m3颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,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，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，最后由上部出口管排出；固相沿内壁落入灰斗。
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。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
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。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计的标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：旋风分离器通常用于固体颗粒的分离，因此应选择适用于固体颗粒的耐磨、耐腐蚀的材料。
常见的材料有不锈钢、碳钢等。
2. 设计要求：旋风分离器应满足预期的分离效率和产量要求。
设计时需要根据进料流量、粒径、粒度分布等参数确定分离器的尺寸、结构和几何形状。
3. 几何形状和结构设计：旋风分离器通常采用圆柱形或锥形结构，以便使颗粒沉积和分离。
另外，还需考虑分离器的入口和出口形式，以及进出口的位置和尺寸。
4. 气体流动设计：旋风分离器中的气体流动是实现颗粒分离的关键。
设计时需要考虑气体流速、流量和压力等参数，以确保良好的分离效果。
5. 清灰系统设计：旋风分离器在使用过程中会产生较多的颗粒沉积，需要设计合适的清灰系统，以定期清理分离器内的积灰。
6. 运行安全：旋风分离器设备需要满足相应的运行安全要求，包括防爆、防震、防尘等方面的设计。
7. 操作和维护：旋风分离器设备应设计方便操作和维护，方便人员对设备进行清理、检修和更换零部件。
总的来说，旋风分离器设计标准需要综合考虑颗粒特性、分离要求、运行条件等因素，以确保分离器具有高效、稳定、安全、可靠的性能。
旋风分离器设计
旋风分离器设计旋风分离器设计中应该注意的问题旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。
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。
但人们还是对旋风分离器有一些误解。
主要是认为它效率不高。
还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。
旋风分离器经常被当作粗分离器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。
例如，当在设定的使用范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。
和布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。
比如，爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。
旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。
另外旋风分离器的维护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。
在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。
基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。
通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。
在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。
这种技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。
这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。
同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。
当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。
1、进入旋风分离器的气体必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。
旋风分离器的设计[1]1
![旋风分离器的设计[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/8692f7f59e314332396893e2.png)
旋风分离器的设计姓名：顾一苇班级：食工0801学号：2008309203499指导老师：刘茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进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编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料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：1.1 kg/m3粘度：1.6×10-5Pa·s颗粒密度：1200 kg/m3颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,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，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，最后由上部出口管排出；固相沿内壁落入灰斗。
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。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
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。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
外圆筒内圆筒锥形筒切向入口关风器(防止空气进入)含尘气体固相净化气体外螺旋内螺旋旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
第十二讲 旋风分离器的设计和非标设计方法
第十二讲旋风分离器的设计和非标设计方法旋风分离器是对流干燥系统的重要组成部分。
我们对此必须要足够地重视，有一些失败的对流干燥系统，不是干燥器设计不合理，而是旋风分离器设计或选用不合理。
在气流干燥和旋转闪蒸干燥系统中，有80～90%的产品是通过旋风分离器回收的，只有10～20%的产品是通过布袋除尘器回收的。
如果旋风分离器‘失灵’，大量的产品就‘拥挤’到布袋除尘器中，增加布袋除尘器的阻力，造成风机风压不够，以致干燥系统‘瘫痪’。
在喷雾干燥系统中，对于喷雾干燥塔底部作为主要回收产品的系统来说，也有将近30%的产品要通过旋风分离器回收；对于喷雾干燥塔底部不收集产品的系统（如中药浸膏喷雾干燥系统），就有全部或85%以上的产品要通过旋风分离器收集。
对于振动流化床干燥系统和转筒干燥系统也有5～10%的细微颗粒要通过旋风分离器回收。
一、旋风分离器的结构和工作原理：（一）、旋风分离器的结构：一般来说，旋风分离器由进风管，直筒，锥形筒，排灰管，锁风阀和排风管组成(见图1)。
（二）、工作原理：当含尘气流以14～22m/s速度由进风管进入旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。
旋转气流的绝大部分沿直圆筒的内壁呈螺旋形向下，朝锥形筒体运动。
通常称此气流为‘外旋气流’。
含尘气流在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的尘粒甩向筒内壁。
尘粒一旦与筒壁接触，便失去惯性力，而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。
旋转下降的外旋气流在到达锥体时，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。
当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风分离器中部，由下反转而上，继续作螺旋运动，即为‘内旋气流’。
最后净化气体经排风内管排出器外,一部分未被捕获的尘粒也由此随排风排出旋风分离器。
自进气管流入的另一小部分气体，则向旋风分离器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动。
当到达排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流（内旋气流）一同从排气管排出。
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 。
旋风分离器设计
准备旋风分离器的设计规范4.旋风分离器的三个视图的图纸5.时间安排：2周6.提交材料包括纸质和电子版本。
设计条件：风量：900 m3 / h；允许压降：1460 Pa。
旋风分离器类型：标准型（XLT型，XLP型，扩散型）：8.3气体密度：1.1 kg / m3×8.3粘度：1.6×10-5pa·s3颗粒密度：1200 kg / m383粒径：6μM。
旋风分离器的结构和工作原理：﹣8 ﹣3烟气从圆筒的上矩形切线入口进入，并沿圆筒的内壁旋转。
8.3粒子的离心力更大，被抛到外层，气流进入内层。
气体和固体可以分离。
8.3在圆锥形部分中，旋转半径减小，而切向速度增加，并且气流和颗粒以向下螺旋运动运动。
在锥体的底部附近，气流转向向上旋转，最后从上出口管排出。
固相8：3沿着内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理高粘度，高水分含量和高腐蚀性的粉尘。
气体量的波动对除尘效果和设备阻力有很大影响。
旋风分离器具有结构简单，成本低，没有活动部件，操作范围广，不受温度和压力的限制以及分离效率高的优点。
它通常用于去除直径大于5um 的灰尘颗粒，并且还可以分离雾气。
对于直径小于5um的粉尘，旋风分离器的效率不高，因此应使用袋式除尘器或湿法。
它的最大缺点是阻力大，不易磨损。
在满足气体处理能力的前提下，外部螺旋内螺旋内旋风分离器的性能参数，以防止空气进入载有粉尘的气体固相净化气体，评估旋风分离器性能的主要指标是粉尘颗粒的分离性能和除尘性能。
通过旋风分离器的气体的压降。
①分离性能分离性能通常用理论上可以完全分离的最小粒径表示：临界粒径DC和分离效率η。
A：临界粒径DC：是指可以通过旋风分离器100％去除的最小粒径。
假定颗粒与气流之间的相对运动是层流；分离器中颗粒的切线速度是恒定的，等于进口处的气体速度U I。
颗粒沉降的最大距离为入口的宽度b，得出临界粒径DC的估算公式：DC =（9μB /πneρSUI）1/2旋风分离器入口管的宽度b ，标准类型B = D / 4；NE：气流的有效转数，一般为0.5-3，标准型为3-5，通常取为5；U I进气速度（M / s）；μ：气体粘度；ρs：固相D C的密度较小，分离效率较高。
旋风分离器的结构和设计原理
旋风分离器的结构和设计原理
旋风分离器是一种常见的粉尘分离设备，它主要通过旋转气流来分离固体颗粒与气体的混合物。
下面我们将介绍旋风分离器的结构和设计原理。
1. 结构：
旋风分离器主要由以下几个组成部分构成：
- 进料管：用于将固体颗粒与气体混合物引入分离器。
- 锥形管道：连接进料管与分离室，它的作用是改变气流的流
速和流向，使之形成旋转气流。
- 分离室：在锥形管道的下方，形成一个大的圆筒状空间，用
于分离固体颗粒与气体。
- 出料管：位于分离室底部，用于排出已分离的固体颗粒。
- 排气管：位于分离室的顶部，用于排出经过分离后的气体。
2. 设计原理：
旋风分离器的工作原理基于气流中固体颗粒与气体的质量差异以及旋转气流的作用。
具体分为以下几个步骤：
- 混合物进入旋风分离器后，沿着进料管进入锥形管道。
- 锥形管道内的气流被迫缩窄，并且因为流体的连续性原理，
流速增大。
随着气流径向加速，固体颗粒会受到离心力的作用，向外运动。
- 在锥形管道的底部，气流经过一个小孔进入分离室，形成一
个旋转的气流场。
由于离心力的作用，固体颗粒会靠近分离室的壁面，并逐渐下沉。
- 固体颗粒最终沉积在分离室的底部，通过出料管排出。
- 分离后的气体则沿着分离室顶部的排气管被排出旋风分离器。
通过这样的分离过程，旋风分离器可以实现对固体颗粒与气体的分离。
设计中，分离室的尺寸和形状以及气流的速度和旋转方式等因素会影响分离效果。
同时，不同的应用场景也需要根据具体要求进行设计和优化。
旋风分离器地设计说明
旋风分离器的设计：顾一苇班级：食工0801学号： 2008309203499指导老师：茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进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编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料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：1.1 kg/m3➢粘度：1.6×10-5Pa·s➢颗粒密度：1200 kg/m3➢颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：➢含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒壁作旋转流动。
➢颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在层。
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，最后由上部出口管排出；➢固相沿壁落入灰斗。
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。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
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。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
➢旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
①分离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。
蜗壳式旋风分离器的原理及设计
蜗壳式旋风分离器的原理及设计蜗壳式旋风分离器是一种常用的气体固体分离设备，广泛应用于工业领域中的气体净化、粉尘回收、废气处理等方面。
它通过利用离心力和惯性分离原理，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现气固两相的分离。
一、原理蜗壳式旋风分离器的分离原理主要包括离心力分离和惯性分离两个方面。
1. 离心力分离：当气体通过旋风分离器的进气口进入设备时，由于分离器内部的蜗壳形状，气体会在蜗壳内形成旋涡状流动。
由于旋涡的存在，气体中的固体颗粒会受到离心力的作用，向分离器的壁面移动。
由于离心力与颗粒的质量成正比，所以质量较大的颗粒会更容易被离心力分离出来。
2. 惯性分离：在旋风分离器内部，气体流动速度较快，当气体中的固体颗粒遇到气流流动方向的突然变化时，由于惯性的作用，颗粒会继续直线运动，而气流则会继续沿着旋涡的路径流动。
这样一来，固体颗粒就会与气流分离，从而达到分离的效果。
二、设计蜗壳式旋风分离器的设计主要包括以下几个方面：1. 蜗壳形状：蜗壳形状对旋风分离器的分离效果有着重要影响。
一般来说，蜗壳的形状应该是尽可能光滑且对称的，这样可以减小气体流动时的阻力，提高分离效果。
此外，蜗壳的角度也需要合理设计，一般为20°-30°之间。
2. 进气口设计：进气口的设计应该考虑气体流动的均匀性和稳定性。
一般来说，进气口应该位于分离器的中心位置，并且具有一定的长度，以保证气体能够充分旋转和分离。
3. 出口设计：出口的设计应该考虑固体颗粒的排出和气体的排放。
通常情况下，出口应该位于分离器的顶部，以便于固体颗粒的重力沉降和排出。
同时，出口处还需要设置相应的气体排放装置，以保证分离后的气体能够顺利排放。
4. 材料选择：蜗壳式旋风分离器通常需要承受较高的气体流速和固体颗粒的冲击，因此在材料选择上需要考虑耐磨性和耐腐蚀性。
常用的材料包括不锈钢和耐磨陶瓷等。
5. 尺寸和容积：根据具体的应用需求，蜗壳式旋风分离器的尺寸和容积需要进行合理设计。
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计标准
旋风分离器是一种常用的气体固体分离设备，其设计标准通常包
括以下几个方面：
1. 设计流量：旋风分离器的设计流量应根据实际工艺需求合理
确定，通常以单位时间内通过旋风分离器的气体体积为基准。
2. 分离效率：分离效率是评价旋风分离器性能的重要指标，其
要求取决于固体粒径、分离效果等因素。
一般要求分离效率能够达到90%以上。
3. 净气损失：净气损失是指通过旋风分离器后所需继续处理的
气体量，通常要求尽量降低净气损失，以提高设备效率。
4. 设备尺寸和布置：旋风分离器的尺寸和布置应根据实际工艺
条件和现场空间限制进行设计，同时要考虑维护保养和操作的便利性。
5. 材料选择：旋风分离器经常接触各种气体和固体颗粒，因此
材料选择要考虑其耐腐蚀性、耐磨性等特性，通常选择不锈钢、玻璃
钢等耐腐蚀材料。
6. 安全措施：旋风分离器在设计过程中需要考虑安全性，采取
相应的安全措施，包括设置冲击波消声器、爆炸防护装置等，以防止
意外发生。
7. 安装维护：旋风分离器的设计还应考虑其安装和维护的便利性，方便操作人员进行日常维护和检修。
旋风分离器的设计标准应综合考虑流量、分离效率、尺寸布置、
材料选择、安全措施和安装维护等因素，以满足实际工艺需求并确保
设备的安全可靠运行。
旋风分离器的设计流程
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气体流量。
分离颗粒大小。
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旋风分离器的设计姓名: 顾一苇班级: 食工0801学号: 29指导老师: 刘茹设计成绩:华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构与操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进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编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排:2周6.提交材料含纸质版与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、1 kg/m3➢粘度:1、6×10-5Pa·s➢颗粒密度:1200 kg/m3➢颗粒直径:6μm旋风分离器的结构与操作原理:➢含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,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,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,最后由上部出口管排出;➢固相沿内壁落入灰斗。
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。
旋风分离器结构简单,造价低廉,无运动部件,操作范围广,不受温度、压力限制,分离效率高。
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。
其最大缺点就是阻力大、易磨损。
➢是尘粒的分离性能与气体经过旋风分离器的压强降。
①分离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100%除去的最小颗粒直径。
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于进气处的气速u i;颗粒沉降所穿过的最大距离为进气口宽度B,导出临界粒径d c的估算式:d c=(9μB /πN eρs u i)1/2旋风分离器进口管的宽度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;u i进口气体的速度(m/s);μ:气体粘度;ρs:固相的密度d c愈小,分离效率愈高,由估算式可见d c随D的加大而增大,即效率随D增大而减小。
当气体处理量很大又要求较高的分离效果时,常将若干小尺寸的旋风分离并联使用,称为旋风分离器组。
粘度减小,进口气速提高有利于提高分离效率。
B:分离效率:有两种表示方法*总效率:指被除去的颗粒占气体进入旋风分离器时带入的全部颗粒的质量百分数η0=(C1-C2)/C1C1:旋风分离器入口气体含尘浓度;C2:旋风分离器出口气体含尘浓度总效率就是工程上最常用的,也就是最易测定的分离效率,其缺点就是不能表明旋风分离器对不同粒子的不同分离效果。
*粒级效率:粒级效率指按颗粒大小分别表示出其被分离的质量分数。
含尘气体中的颗粒通常就是大小不均的,通过旋风分离器后,各种尺寸的颗粒被分离下来的百分率也不相同。
通常把气流中所含颗粒的尺寸范围等分成几个小段,则其中平均粒径为d i的第i小段范围颗粒的粒级效率定义为:ηpi=(C1i-C2i)/C1i不同粒径的颗粒,其粒级效率就是不同的。
根据临界粒径的定义,粒径大于或等于临界粒径d c的颗粒,ηp=100%。
粒级效率为50%的颗粒直径称为分割直径d50=0、27［μD/u i(ρＳ－ρ)］1/2对于同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器,无论大小,皆可通用同一条粒级曲线。
标准旋风分离器的ηp与d/d50的关系:总效率η0=Σx iηpi,x i为进口处第i段颗粒占全部颗粒的质量分率。
②旋风分离器的压强降压强降可表示为进口气体动能的倍数:Δp=ξρu i2/2ξ为阻力系数,对于同一型式及相同尺寸比例的旋风分离器,ξ为常数,标准型旋风分离器ξ=8,一般500～2000Pa。
影响旋风分离器性能的因素气流在旋风分离器内的流动情况与分离机理均非常复杂,因此影响旋风分离器性能的因素较多,其中最重要的就是物系性质及操作条件。
一般说来,颗粒密度大、粒径大、进口气速度高及粉尘浓度高等情况均有利于分离。
如含尘浓度高则有利于颗粒的聚结,可以提高效率,而且可以抑制气体涡流,从而使阻力下降,所以较高的含尘浓度对压力降与效率两个方面都就是有利的。
但有些因素对这两方面的影响就是相互矛盾的,如进口气速稍高有利于分离,但过高则导致涡流加剧,增大压力降也不利于分离。
因此,旋风分离器的进口气速在10～25m/s范围内为宜。
气量波动对除尘效果及压力降影响明显。
(4)旋风分离器的结构型式与选用①旋风分离器的结构型式旋风分离器的性能不仅受含尘气的物理性质、含尘浓度、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与较低的压力降。
近年来,为提高分离效率并降低压降,在旋风分离器的结构设计中,主要从以下几个方面进行改进:A: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。
B: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。
上涡流中的颗粒也随之由排气管排出,使旋风分离器的分离效率降低。
采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器,可以改善上涡流的影响。
C:消除下旋流影响:在标准旋风分离器内,内旋流旋转上升时,会将沉集在锥底的部分颗粒重新扬起,这就是影响分离效率的另一重要原因。
为抑制这种不利因素设计了扩期式旋风分离器。
D:排气管与灰斗尺寸的合理设计都可使除尘效率提高。
鉴于以上考虑,对标准旋风分离器加以改进,设计出一些新的结构形式。
目前我国对各种类型的旋风分离器已制定了系列标准,各种型号旋风分离器的尺寸与性能均可从有关资料与手册中查到。
化工中几种常见的旋风分离器:XLT/A型:具有倾斜螺旋面进口,倾斜方向进气可在一定程度上减小涡流的影响,并使气流阻力较低,阻力系数ξ值可取5、0～5、5。
XLP型:XLP型就是带有旁路分离室的旋风分离器,采用蜗壳式进气口,其上沿较器体顶盖稍低。
含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。
“旁室”结构能迫使被上旋流带到顶部的细微尘粒聚结并由旁室进入向下旋转的主气流而得以捕集,对5μm以上的尘粒具有较高的分离效果。
根据器体及旁路分离室形状的不同,XLP型又分为A与B两种形式,其阻力系数值可取4、8～5、8。
扩散式:主要特点就是具有上小下大的外壳,并在底部装有挡灰盘(又称反射屏)。
挡灰盘a为倒置的漏斗型,顶部中央有孔,下沿与器壁底圈留有缝隙。
沿壁面落下的颗粒经此缝隙降至集尘箱内,而气流主体被挡灰盘隔开,少量进入箱内的气体则经挡灰盘顶部的小孔返回器内,与上升旋流汇合经排气管排出。
挡灰盘有效地防止了已沉下的细粉被气流重新卷起,因而使效率提高,尤其对10μm以下的颗粒,分离效果更为明显。
几种类型旋风机分离器的主要性能列于下表:②旋风分离器的选型选择旋风分离器时,首先应根据具体的分离含尘气体任务,结合各型设备的特点,选定旋风分离器的型式,而后通过计算决定尺寸与个数。
计算的主要依据有:含尘气的体积流量;要求达到的分离效率;允许的压力降。
由上面的计算结果可以瞧出,在处理气量及压力降相同的条件下,本例中串联四台与并联四台的效率比较接近,但并联时所需的设备尺寸小、投资省。
900 m3/s总风量下不同类型旋风分离器分离效果标准型Δp=ξρu i2/2取Δp=1460Pa,ξ=8、0,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=18、2m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0、33mD=4B B=0、083m入口高度 h=D/2=0、166m处理量= u i Bh=0、25 m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0、27［μD/u i(ρＳ－ρ)］1/2=4、2μmd/ d50 =1、43查询图(采用实际线)可知,η=0、79两台旋风分离器并联Δp=ξρu i2/2取Δp=1460Pa,ξ=8、0,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=18、2m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0、23mD=4B B=0。
0575m入口高度 h=D/2=0、115m处理量= u i Bh= 0、12m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0、27［μD/u i(ρＳ－ρ)］1/2=3、5μmd/ d50 =1、71查询图可知,η为0、82四台旋风分离器并联Δp=ξρu i2/2取Δp=1460Pa,ξ=8、0,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=18、2m/sD=0、166mD=4B B=0。
0414m入口高度 h=D/2=0、m处理量= u i Bh= 0、0828m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0、27［μD/u i(ρＳ－ρ)］1/2=2、9μmd/ d50 =2、07查询图可知,η为0、9XLT/A型一台取Δp=1460Pa,ξ=5、2,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=22、6m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0、297mD=4B B=0、074m入口高度 h=D/2=0、149m处理量= u i Bh=0、249 m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0、27［μD/u i(ρＳ－ρ)］1/2=3、5μmd/ d50 =1、71查询图可知,η为0、82两台旋风分离器并联取Δp=1460Pa,ξ=5、2,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=22、6m/sD=0、21mD=4B B=0。
0526m入口高度 h=D/2=0、105m处理量= u i Bh= 0。
125m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0、27［μD/u i(ρＳ－ρ)］1/2=3、0μmd/ d50 =2查询图可知,η为0、9四台旋风分离器并联取Δp=1460Pa,ξ=5、2,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=22、6m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0、149mD=4B B=0。