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第四章 通风工程中粉尘的控制 三、重力沉降室 重力沉降室是利用重力从气流中分离尘粒的。 其结构如图所示。 （一）原理 利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理。 含尘气流进入沉降室后，因流动截面积扩大，流速迅速下降，气流为层流，尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。 重力沉降室的应用场所 沉降室可能是所有空气污染控制装置中最简单和最粗糙的装置。 应用场所: 1、 能用于分离颗粒分布中的大颗粒，在某些情况下，其本身就是能进行适当的污染控制，它的主要用途是对更有效的控制装置作为一种初筛选装置。 2、在大颗粒特别多的地方，沉降室能除掉颗粒分布中的大量大颗粒，这些颗粒如不除掉，就要堵塞其它控制装置。 1、沉降速度 定义：悬浮在空气中的尘粒在重力作用下降落时，起初作加速运动，但当空气的阻力增大到使尘粒所受的合力为零时，它就开始作匀速下降，尘粒的降落速度达到最大恒定速度，该速度即为沉降速度vs。 层流区：雷诺数Rep≤1，对球形粒子而言： 当介质为空气时ρpρ则有： 由上式可见vs , 若dp小，则vs就小，故小颗粒就难分离。 若将雷诺数Rep=1代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径dc。 得 代入上式得： 工业粉尘粒径大致为1—100μm，粒径小于5μm的尘粒实际沉降速度要比Stocks定律预示的大，需修正。故dp≤5μm的尘粒：vs=c·us·Stocks c为修正系数，在空气中温度为20℃，压强为1atm时， dp单位为μm。 在其它温度下，Kc值就变化， （二）重力沉降室的设计 假设: 1、通过重力沉降室断面的水平气流的速度V分布式均匀的，呈层流状态； 2、入口断面上粉尘分布均匀（即每个颗粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影响）； 3、在气流流动方向上尘粒和气流速度相等。 可得到除尘设计的简单模式。 1、沉降时间和（最小粒径时的）沉降速度 尘粒的沉降速度为Vs，沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，要使沉降速度为Vs的尘粒在沉降室内全部去除，气流在沉降室内的停留时间t（ ）应大于或等于尘粒从顶部沉降到灰斗的时间（ ），即： 将 代入 ，可求出沉降室能100%捕集的最 小粒径dmin 上式是在理想状况下得到的，实际中常出现返混现象，工程上常用36代替式中的18，这样理论和实践更接近。室内的气流速度u应根据尘粒的密度和粒径确定。一般取0.2—2m/s。 沉降室的设计: 1)沉降时间 ; 2)沉降速度(按要求沉降的最小颗粒) 3) 沉降室尺寸 2、沉降室尺寸 先按 算出捕集尘粒的沉降速度us， 假设沉降室内的气流速度V和沉降室高度H（或宽度W），而后求沉降室的长度和宽度（或高度）。 Q=WHV=WLVt 沉降室长度： 沉降室宽度： Q为处理气流量，m3/s （1）设计要求 1．保证粉尘能沉降，L足够长； 2．气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。 3．能100%沉降的最小粒径 （2）设计的主要内容 根据粒径dp算出 1）Vs； 2）初步确定了V、H ，根据 求长度L。 3）根据进气量Q求宽度B，Q=VBH. （三）沉降室的结构 重力除尘一般是让气流慢慢地通过结构简单而体积较大的除尘室，这样可为颗粒提供落入底部灰斗的机会。可通过在除尘室中放置一些水平隔板来缩短颗粒的降落距离。 类型：重力沉降室可以放置导流板，以改变气流的方向，也可利用鱼鳞板、百叶窗以产生惯性作用。 单层沉降室，有多层沉降式（平行地放置一些隔板）。 折流板式沉降室（垂直的折流板安装在沉降室顶部），惯性作用力会增强颗粒的重力作用。当气流被绕过折流板底部的时候，由于气流路径上这段弯曲部分的惯性作用，颗粒被分离下来。 重力沉降室的实例 例：拟采用重力沉降室回收常压炉气中所含的固体颗粒，降尘室底面积为10m2，宽和高均为2m，炉气处理量为4m3/s。操作条件下气体密度为0.75kg/m3，粘度为2.6×10-5Pa·s,固体密度为 3000kg/m3。求(1)理论上能完