礦大北京化工原理3-04

3-2-2離心沉降由于慣性離心力場的強度uT2/R與力場距中心軸的距離R、以及R所處圓周的切向速度uT有關，即離心力場強度可調節(jié)，所以離心沉降可以顯著地提高沉降效率。旋風分離器——處理氣固物系。旋液分離器、沉降離心機——處理液固物系。uT1一、慣性離心力作用下的沉降速度uTur慣性離心力場強度的方向沿直徑指向外圓周。含固體顆粒的流體進入力場時，∵

s

，∴顆粒必向外圓飛去，同時受到三個力的作用：向心力指向圓心阻力指向圓心指向外圓慣性離心力2三力達平衡時(F=0)，可以推出：ur——顆粒在點r的離心沉降速度，f(r)。(3-23)比較重力場和離心力場的沉降速度計算式，只在力場強度上不同。3兩種沉降力場強度比值：若離心沉降時，顆粒與流體的相對速度屬于滯流，則

=24/Ret：Kc是離心分離設備的重要指標。某些高速離心機的Kc可達數(shù)十萬；一般旋風(液)分離器的Kc值在5~2500之間。如：R=0.4m,uT=20m/s時：離心分離因數(shù)(3-24)(3-25)4二、旋風分離器的操作原理顆粒向器壁運動使氣體向旋轉中心聚集，仍然保持著與外螺旋同方向的旋轉運動—“內螺旋”，并從下向上從“出氣口”排出。結構如圖。標準系列旋風分離器各部件的比例尺寸見教材。含塵氣流切向進入圓筒，在筒壁約束和后繼氣體的推動下，形成“外螺旋運動”

離心力場。顆粒被拋向筒壁，借重力沿壁面落至錐形筒底部的排灰口。5旋風分離器的靜壓強分布：⒈徑向

器壁附近靜壓強大，向旋轉中心逐漸降低，在排氣口附近與口外側壓強持平。⒉軸向沿軸向，從上至下靜壓強逐漸降低。若排氣口直通大氣(或連引風機)，則器底部軸心處形成負壓，排灰口密封不嚴會將已落入底部的塵埃卷起。6三、旋風分離器的性能指標分離效率壓強降

p總效率

0

粒級效率

pi

臨界粒徑dc

分割粒徑d50

(一)臨界粒徑dc由簡化條件推導計算式：⑴進入旋風分離器的氣流嚴格按螺旋形路線作等速運動，其切向速度uT=進口速度ui=Vs/Bh。⑵顆粒都要穿過厚度B的氣流層沉降到器壁。⑶顆粒在滯流情況下作自由沉降，其徑向沉降速度可用(3-24)計算。簡化成：7顆粒到達器壁的時間：∵

s

，∴

略依dc定義，

t=:氣流在器中停留的時間：∵B=D/4，∴D

dc

(3-26)

。Ne一般為0.5~3.0，標準系列旋風分離器Ne=5。8(二)分離效率

圖中，<dc的顆?？赡茈x器壁近或聚集增大了直徑得以分離；而>dc的顆?？赡苁軞饬鳒u動影響未及器壁。⒈總效率(3-27)⒉粒級效率(3-28)dC

10050di出氣含塵濃度,g/m3進氣含塵濃度,g/m3d509對于標準的旋風分離器，100lg

plg(d/d50)lg10不論尺寸大小都可以用同一條

p~d/d50曲線，且d50估算式:i粒級所占質量%(3-29)(3-30)10(三)壓強降標準系列，=8⑵若任務要求：

0

，且

Vs。問：采取什么措施？

旋風分離器的

p一般為500~2000Pa。分析：⑴D

0dc

p(Vs定)Vs(

p定)粗細11影響旋風分離器性能的因素

s

,d

,粉塵濃度利于分離攪起渦流,使p

。抑制渦流

阻力

p

聚集使d

ui

ur

0

10~25m/s宜螺旋內翼出灰口含塵氣體凈氣出口12p155例3-4用標準系列的旋風分離器處理同一種含塵氣體，且Vs和

p都不變。估算單臺、四臺串聯(lián)、四臺并聯(lián)時設備的尺寸(D)及分離效率

。已知：顆粒

s=1100kg/m3，d=4.510-6m；氣體

=1.2kg/m3，

=1.8

10-5Pa.s，Vs=0.4m3/s；系統(tǒng)允許p=1780Pa。13解：單臺及四并

=0.8四臺串=0.8

4(hB=D2/8=Vs/ui)單臺及四串Vs=0.4m3/s四臺并Vs=0.4/4m3/s求d/d50

p單臺及四并

=

p

四臺串

=1-(1-

p)4臺數(shù)單四串四并

p,Pa1780445

41780ui,m/s19.269.6319.26D,m0.4080.57650.2038d50,

m5.0298.463.55

,%44636114四、其它形式的旋風分離器

CLT/A型傾斜螺旋面進口，減小渦流影響。

=5~5.5

CLP型旁室結構聚結被上旋流帶到頂部的細粒。

=4.8~5.8擴散式檔灰盤有效地防止了已沉降的細粉被重新卷起。15PV型旋風分離器高效低阻XLB系列旋風分離器16五、旋液分離器∵同樣作為連續(xù)相的

l>>

g，顆粒在其間的沉降更困難，∴旋液分離器的圓筒直徑要小些，錐筒部分更長些。操作時，在內旋流的中心有一個負壓流柱(排渣時,底部排渣口通常是敞開的)。本設備可以用于懸浮液的增濃、分級(除砂)；用于氣-液物系的分離、不互溶的液-液物系的分離以及用于傳熱、傳質和霧化等操作。17電沉降——靜電除塵器