旋风分离器的设计

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1、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、

2、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：Ø气体密度：1.1kg/m3Ø粘度：1.6×10-5Pa·sØ颗粒密度：1200kg/m3Ø颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：Ø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。Ø

3、颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。Ø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。Ø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；Ø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。含尘

4、气体固相净化气体外螺旋内螺旋外圆筒内圆筒锥形筒切向入口关风器(防止空气进入)Ø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。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ui；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dc的估算式：dc=(9μB/πNeρsui)1/2旋风

5、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；ui进口气体的速度(m/s)；μ:气体粘度；ρs:固相的密度dc愈小，分离效率愈高，由估算式可见dc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

6、离器出口气体含尘浓度总效率是工程上最常用的，也是最易测定的分离效率，其缺点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di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，其粒级效率是不同的。根据临界粒径的定义，粒径大于或等于临界粒径dc的颗粒，ηp=100%。粒级效率为50%的颗粒直径称为分割

7、直径　　　　d50=0.27［μD/ui（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=Σxiηpi，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：Δp=ξρui2/2ξ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和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

8、要的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