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3 分离 3 分离 教学内容： 3.1 概述 3.2 气固分离系统 3.3 重力分离器 3.4 离心式分离器 3.5 袋式除尘器 3.6 电除尘器 3.4.2 旋风分离器的工作原理及流场分析 经测定，旋风分离器内的流场是一个三维流场。速度矢量有三 个分量，即切向分速、轴向分速与径向分速。由于是旋转运动，半径相同的圆周切向分速的数值基本上是一致的。 1. 工作原理 当含尘气体内进气口以12～20 m／s 的速度切向进入外筒后，形成旋转运动。由于内外简体及顶盖的限制，气流在其间形成一股自上而下的外旋流。旋转过程中，固体颗粒因离心力作用大部分被甩向简壁失去能量沿壁滑下，经锥体下口入贮灰斗，最后由排灰阀排出。旋转下降的外旋气流在圆锥部分随圆锥的收缩而向收尘器中心靠拢，旋转气流进入排气管半径范围附近便开始上升，形成一股自下而上的内旋流，也称核心流，最后经排气管向外作为净化气体排出。 含尘气体性质对收尘器性能的影响 选型计算： 1.选择型号； 2.确定直径和个数； 3.计算阻力； 4.校核临界粒径、分离效率 3.3.3 沉降速度的计算 1、分式计算法 将颗粒沉降速度按所在区域的相应阻力系数公式来计算，可得各 区域的沉降速度计算公式： 层流区： 过渡区： 湍流区： （1）尝试法：按所给粒径dp先估计属哪一区域，用该区域的沉降速度计算公式算出u0，然后再用所得的u0验算Rep是否在所估算的区域。否则需要换区域重算。 （2）区间判别法：将层流、过渡流及湍流三个区间的临界雷诺数（1与1000），分别与层流区和湍流区的沉降速度公式联立消去u0,可得区间临界直径，即： 层流区的最大粒径 湍流区的最小粒径 2、公式计算再用图线修正 计算步骤： （1）设为层流区，用层流区计算公式求得沉降速度： （2）由 求： （3）查图得修正系数： （4）得到相应得沉降速度： 3、图解法 3.3.4 重力分离器（降尘室） 1、工作原理 重力分离器（降尘室）是一种最简单、最原始的沉降分离设备。 含尘气体进入降尘室后由于截面积扩大、速度降低，大颗粒粉尘由于 沉降速度高，在气体未流出降尘室前就已降落到底，由降尘室底部集 灰斗收集，未沉降下来的粉尘随烟气带出。 2、重力分离器设计计算 假设： （1）颗粒在水平方向的运动速度与气流水平流速相同； （2）垂直方向颗粒以终端沉降速度u0匀速沉降。 颗粒被分离的条件： 颗粒在垂直方向的降落时间必须小于水平方向的运动时间。 已知：含尘气体流量Q、要求分离的最小颗粒 dP，求分离器尺寸。 重力分离器外形设计 欲达分离效果的粒径值 流量及颗粒物性已知 3、降尘室的分级分离效率 含尘气体在降尘室端面均匀进入，则理论上对各粒级的分离效率可用下式计算： u0d：某粒径颗粒的沉降速度 提高效率的方法 两者机理不同 3.4 离心式分离器 3.4.1 概述 离心式分离器是指利用高速旋转的含尘气流的离心力将粉尘从气 体中分离出来的分离设备。 1、研究进展 （1）第一阶段：盲目使用阶段，研究不深入，从投产运转到本世纪30 年代，临界粒径在40～60um； （2）第二阶段：本世纪30年代到60年代初，经大量、深入地研究，对 分离器的捕集分离机理的认识有飞跃的发展，临界粒径达5～l0um； （3）第三阶段：从60年代初至今，该阶段的特点是把旋风分离器的捕 集分离能力推向超微颗粒，计算机优化设计的采用，临界粒径可达5微 米以下。 2、离心分离器的特点 离心分离器中使用最普遍的是旋风分离器，所以仅就旋风除尘器 的特点概述如下： （1）无运动部件，结构简单，无特殊要求附属设备，制造安装以及基 建投资少； （2）管理简单，运转可以连续且很方便，维护运转费用少； （3）可耐较高的温度，对于粉尘的物理性能也没有特殊要求； （4）可适应各种粉尘负荷，0.01g/m3～1500g/m3的含尘气流; （5）捕集分离5um以上的粉尘颗粒效率较高，可达到90%以上； （6）可作为袋滤式除尘器和电除尘器的前设装置；又可作为凝聚式除 尘器后置装置。 （7）流体阻力较高，而且操作上要求流量稳定、下部排灰密封良好。 3、旋风式分离器的种类 （P240） 根据气流组织情况可