離心沉降課件

1、離心沉降PPT課件第第1515講講 3.3.2 3.3.2 離心沉降離心沉降教學(xué)目的：教學(xué)目的：掌握離心沉降的操作原理、典型設(shè)備的掌握離心沉降的操作原理、典型設(shè)備的 結(jié)構(gòu)特性，能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，結(jié)構(gòu)特性，能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求， 合理選擇設(shè)備。合理選擇設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：旋風(fēng)分離器的選型旋風(fēng)分離器的選型離心沉降PPT課件1.1.離心沉降速度離心沉降速度u ur r 依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程。適宜于分離依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程。適宜于分離兩相密度差較小，顆粒較細(xì)（兩相密度差較小，顆粒較細(xì)（d5md5m

2、）的非均相物系。）的非均相物系。326TbduFR向心力向心力：2242rDduF阻力阻力：326TCsduFR慣性離心力慣性離心力：3222642TrsduduR243sTrduuR3.3.2 3.3.2 離心沉降離心沉降R1R2RTuru離心沉降PPT課件24etR對(duì)細(xì)小顆粒，其沉降多處于對(duì)細(xì)小顆粒，其沉降多處于StokesStokes區(qū)（區(qū)（R Retet11），將），將2218sTrduuR代入，得離心沉降速度：代入，得離心沉降速度：注意：注意： u ur r不是一個(gè)恒定值，不是一個(gè)恒定值，u ur r 隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n n、半徑、半徑R R而變，而變，nn或或RR，u ur r。 u

3、ur r是顆粒運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速度在徑向上的分量，且方是顆粒運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速度在徑向上的分量，且方向沿徑向向外。向沿徑向向外。(3-34)離心沉降PPT課件操作條件一定時(shí)，操作條件一定時(shí)，u ut t恒定，而恒定，而u ur r不是恒定值。不是恒定值。2 2、分離因數(shù)、分離因數(shù)KcKc離心力場強(qiáng)度離心力場強(qiáng)度/ /重力場強(qiáng)度重力場強(qiáng)度2rTctuuKugR3 3、比較、比較u ut t與與u ur r：形式相同。形式相同。注：注：KcKc的大小是反映離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)之一。的大小是反映離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)之一。218stgdu2218sTruduR 原因：重力場中，顆粒所受的重力固定，而離心力場中

4、，原因：重力場中，顆粒所受的重力固定，而離心力場中，顆粒的離心力由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生，轉(zhuǎn)速愈大，離心力愈大。顆粒的離心力由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生，轉(zhuǎn)速愈大，離心力愈大。離心沉降PPT課件 旋風(fēng)分離器是利用慣性離心旋風(fēng)分離器是利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備。的設(shè)備。2. 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 以圓筒直徑以圓筒直徑D D為參數(shù)，其為參數(shù)，其它尺寸都與它尺寸都與D D成一定比例。成一定比例。 (1) (1) 結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征外形：圓筒形外形：圓筒形+ +圓錐形圓錐形“標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器”離心沉降PPT課件(2) (2) 操作原理操作原理 1 1）含塵氣體從圓筒上側(cè)的

5、進(jìn)氣管以）含塵氣體從圓筒上側(cè)的進(jìn)氣管以切線方向進(jìn)入，獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分離切線方向進(jìn)入，獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分離粉塵后從圓筒的排氣管排出。粉塵后從圓筒的排氣管排出。雙螺旋運(yùn)動(dòng)：雙螺旋運(yùn)動(dòng)：外（向下）旋流外（向下）旋流+ +內(nèi)（向上）旋流內(nèi)（向上）旋流 2 2）靜壓分布：器壁附近壓力最高，）靜壓分布：器壁附近壓力最高，往中心逐漸降低，在氣芯中可降至出往中心逐漸降低，在氣芯中可降至出氣體出口壓強(qiáng)以下，低壓氣芯一直延氣體出口壓強(qiáng)以下，低壓氣芯一直延伸至器底的出灰口。伸至器底的出灰口。離心沉降PPT課件 主要性能指標(biāo)：顆粒從氣流中的分離效果和氣體經(jīng)過旋主要性能指標(biāo)：顆粒從氣流中的分離效果和氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離器的壓

6、強(qiáng)降。風(fēng)分離器的壓強(qiáng)降。3.3.旋風(fēng)分離器的性能旋風(fēng)分離器的性能 定義：理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來的最小定義：理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來的最小顆粒直徑。顆粒直徑。dcdc是判斷分離效率高低的重要依據(jù)。是判斷分離效率高低的重要依據(jù)。(1)(1)臨界粒徑臨界粒徑dc 推導(dǎo)：簡化假定推導(dǎo)：簡化假定進(jìn)入旋風(fēng)分離器的氣流嚴(yán)格按螺旋形進(jìn)入旋風(fēng)分離器的氣流嚴(yán)格按螺旋形路線作等速運(yùn)動(dòng)，且切向速度恒等于進(jìn)氣口氣速，即路線作等速運(yùn)動(dòng)，且切向速度恒等于進(jìn)氣口氣速，即u uT T = u= ui i 。22221818mmtrsisiBRBRBududu沉降時(shí)間：沉降時(shí)間：顆粒在層流區(qū)作自由沉降。

7、顆粒在層流區(qū)作自由沉降。顆粒向器壁沉降時(shí)顆粒向器壁沉降時(shí), ,其沉降距離為整個(gè)進(jìn)氣口寬度其沉降距離為整個(gè)進(jìn)氣口寬度B B。離心沉降PPT課件注意點(diǎn)：注意點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)型：標(biāo)準(zhǔn)型：Ne=5Ne=5；一般：；一般：Ne=0.5Ne=0.53.03.0。 d dc c隨隨BB而增大。因此，分離效果隨分離器尺寸增大而而增大。因此，分離效果隨分離器尺寸增大而下降。所以，當(dāng)氣體處理量較大時(shí)，常將若干個(gè)小尺寸的旋下降。所以，當(dāng)氣體處理量較大時(shí)，常將若干個(gè)小尺寸的旋風(fēng)分離器并聯(lián)使用，以維持較高的除塵效率。風(fēng)分離器并聯(lián)使用，以維持較高的除塵效率。t分離條件分離條件：22218memisiR NBRudu即即：99e

8、siiesBdNuBuNc 即 d得得：臨界粒徑臨界粒徑2meiR Nu停留時(shí)間：停留時(shí)間：令氣流的有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為令氣流的有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為Ne，則氣流在器內(nèi)的運(yùn)行距離為，則氣流在器內(nèi)的運(yùn)行距離為2RmNe離心沉降PPT課件(2) (2) 分離效率分離效率0 1 1）總效率總效率p 2 2）分效率，又稱粒級(jí)效率）分效率，又稱粒級(jí)效率 定義：總效率指進(jìn)入旋風(fēng)分離器的全部顆粒中被分離下定義：總效率指進(jìn)入旋風(fēng)分離器的全部顆粒中被分離下來的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。來的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。1201CCC定義：粒級(jí)為定義：粒級(jí)為d di i的顆粒被旋風(fēng)分離器除掉的分率。的顆粒被旋風(fēng)分離器除掉的分率。121iipiiCCC相互關(guān)系：相

9、互關(guān)系：1120111()nipiiiipiiCCCxCC離心沉降PPT課件另：另：分割粒徑分割粒徑d d5050粒級(jí)效率恰為粒級(jí)效率恰為50%50%的顆粒直徑。的顆粒直徑。標(biāo)準(zhǔn)型：標(biāo)準(zhǔn)型：50922cesidBdNu500.27()isDduB=D/4 ，Ne=5 優(yōu)點(diǎn)：同一結(jié)構(gòu)形式且尺寸比例相同的旋風(fēng)分離器，其優(yōu)點(diǎn)：同一結(jié)構(gòu)形式且尺寸比例相同的旋風(fēng)分離器，其p pd di i/d/d5050曲線可通用。曲線可通用。/idmp/%粒級(jí)效率曲線粒級(jí)效率曲線離心沉降PPT課件標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器的標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器的p pd/dd/d5050曲線曲線離心沉降PPT課件(3) 壓強(qiáng)降壓強(qiáng)降P22iuP設(shè)

10、計(jì)時(shí)可根據(jù)允許的壓強(qiáng)降設(shè)計(jì)進(jìn)口氣速。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)允許的壓強(qiáng)降設(shè)計(jì)進(jìn)口氣速。01;1 (1)niippN 串聯(lián)時(shí)，每臺(tái)的串聯(lián)時(shí)，每臺(tái)的V Vs s相同，相同，說明：說明：并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)PP相同，相同，01;sisiVVN一般：一般：P值：值：5002000Pa；：5.08.0 標(biāo)準(zhǔn)型：標(biāo)準(zhǔn)型：=8.0 ； ui1025m/s為宜。為宜。離心沉降PPT課件例例3-5 3-5 用標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器除去氣流中所含固體顆粒。用標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器除去氣流中所含固體顆粒。已知固體密度為已知固體密度為1100kg/m1100kg/m3 3、顆粒直徑為、顆粒直徑為4.5m 4.5m ；氣；氣體密度為體密度為1

11、.2kg/m1.2kg/m3 3、黏度為、黏度為1.81.81010-5-5PasPas、流量為、流量為0.40m0.40m3 3/s/s；允許壓強(qiáng)降為；允許壓強(qiáng)降為1780Pa1780Pa。試估算采用以下各。試估算采用以下各方案時(shí)的設(shè)備尺寸及分離效率。方案時(shí)的設(shè)備尺寸及分離效率。（1 1）一臺(tái)旋風(fēng)分離器。）一臺(tái)旋風(fēng)分離器。（2 2）四臺(tái)相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)。）四臺(tái)相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)。（3 3）四臺(tái)相同的旋風(fēng)分離器并聯(lián)。）四臺(tái)相同的旋風(fēng)分離器并聯(lián)。離心沉降PPT課件解：（解：（1 1）一臺(tái)旋風(fēng)分離器）一臺(tái)旋風(fēng)分離器 =8.0 217808.0 1.219.26/2iiuum s故設(shè)備直徑為：

12、故設(shè)備直徑為：88 0.400.40819.26siVDmu旋風(fēng)分離器進(jìn)口截面積為：旋風(fēng)分離器進(jìn)口截面積為： hB=D2/8 hB=Vs/ui同時(shí)同時(shí)55061.8 100.4080.270.2719.26 1100 1.25.029 105.029isDdumm504.50.89485.029idd分割粒徑為分割粒徑為查圖查圖3-103-10，得，得44%44%離心沉降PPT課件 當(dāng)四臺(tái)相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)時(shí)，若忽略級(jí)間連接管的當(dāng)四臺(tái)相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)時(shí)，若忽略級(jí)間連接管的阻力，則每臺(tái)旋風(fēng)分離器允許的壓強(qiáng)降為：阻力，則每臺(tái)旋風(fēng)分離器允許的壓強(qiáng)降為：117804454pPa （2 2）四臺(tái)旋

13、風(fēng)分離器串聯(lián)）四臺(tái)旋風(fēng)分離器串聯(lián)則各級(jí)旋風(fēng)分離器的進(jìn)氣口氣速為：則各級(jí)旋風(fēng)分離器的進(jìn)氣口氣速為：22 4459.63/8.0 1.2ipum s每臺(tái)旋風(fēng)分離器的直徑為：每臺(tái)旋風(fēng)分離器的直徑為： 88 0.400.57659.63siVDmu離心沉降PPT課件56501.8 100.57650.278.46 108.469.63 1100 1.2dmm504.50.5328.46idd411 0.2263% 查圖查圖3-103-10得每臺(tái)旋風(fēng)分離器的效率為得每臺(tái)旋風(fēng)分離器的效率為22%22%，則串聯(lián)四級(jí)，則串聯(lián)四級(jí)旋風(fēng)分離器的總效率為：旋風(fēng)分離器的總效率為： 又又:（3 3）四臺(tái)旋風(fēng)分離器并聯(lián)）

14、四臺(tái)旋風(fēng)分離器并聯(lián) 當(dāng)四臺(tái)旋風(fēng)分離器并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)旋風(fēng)分離器的氣體流量為當(dāng)四臺(tái)旋風(fēng)分離器并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)旋風(fēng)分離器的氣體流量為3110.40.1/44isVVms離心沉降PPT課件 每臺(tái)旋風(fēng)分離器的允許壓強(qiáng)降仍為每臺(tái)旋風(fēng)分離器的允許壓強(qiáng)降仍為1780Pa1780Pa，則進(jìn)口氣速仍為：，則進(jìn)口氣速仍為：8 0.10.203819.26Dm因此每臺(tái)分離器的直徑為：因此每臺(tái)分離器的直徑為：22 178019.26/8.0 1.2ipum s56501.8 100.20380.273.55 103.5519.261100 1.2dmm504.51.2683.55idd查圖查圖3-103-10得得=61%=6

15、1%離心沉降PPT課件 結(jié)論結(jié)論：由上面的計(jì)算：由上面的計(jì)算結(jié)果可以看出，在處理氣結(jié)果可以看出，在處理氣量及壓強(qiáng)降相同的條件下，量及壓強(qiáng)降相同的條件下，本例中串聯(lián)四臺(tái)與并聯(lián)四本例中串聯(lián)四臺(tái)與并聯(lián)四臺(tái)的效率大體相同，但并臺(tái)的效率大體相同，但并聯(lián)時(shí)所需的設(shè)備小、投資聯(lián)時(shí)所需的設(shè)備小、投資省。省。0.5765Dm串0.2038Dm并并并=61%63%串離心沉降PPT課件4. 旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式與選用旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式與選用（1 1） 旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式XLT/A型型 XLP/B型型 XLK型型(擴(kuò)散式擴(kuò)散式) 離心沉降PPT課件提高旋風(fēng)分離器分離效率和降低氣流阻力的措施：提

16、高旋風(fēng)分離器分離效率和降低氣流阻力的措施： 1 1）采用細(xì)而長的器身。）采用細(xì)而長的器身。DD可增大慣性離心力，可增大慣性離心力，HH可延長停留時(shí)間?？裳娱L停留時(shí)間。 2 2）減小渦流的影響。）減小渦流的影響。上渦流：采用帶有旁路分離室或采用異形進(jìn)氣管。上渦流：采用帶有旁路分離室或采用異形進(jìn)氣管。內(nèi)旋流：采用擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器內(nèi)旋流：采用擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器 此外，排氣管和灰斗尺寸的合理設(shè)計(jì)都可使此外，排氣管和灰斗尺寸的合理設(shè)計(jì)都可使除塵效率提高。除塵效率提高。 氣體進(jìn)口方式：氣體進(jìn)口方式：a a、切向進(jìn)口；、切向進(jìn)口；b b、傾斜螺旋、傾斜螺旋面進(jìn)口；面進(jìn)口；c c、蝸殼形進(jìn)口；、蝸殼形進(jìn)口；d

17、d、軸向進(jìn)口等。、軸向進(jìn)口等。離心沉降PPT課件方法：選定旋風(fēng)分離器的型式，而后通過計(jì)算決定尺寸與個(gè)數(shù)。方法：選定旋風(fēng)分離器的型式，而后通過計(jì)算決定尺寸與個(gè)數(shù)。（2 2）旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)與選型）旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)與選型設(shè)計(jì)計(jì)算（或選型）依據(jù)有三個(gè)方面：設(shè)計(jì)計(jì)算（或選型）依據(jù)有三個(gè)方面：1 1）含塵氣體的體積流量。）含塵氣體的體積流量。2 2）要求達(dá)到的分離效率。）要求達(dá)到的分離效率。3 3）允許的壓強(qiáng)降）允許的壓強(qiáng)降PP。缺點(diǎn)：對(duì)氣流的阻力較大。缺點(diǎn)：對(duì)氣流的阻力較大。（3 3）適用范圍及優(yōu)、缺點(diǎn)）適用范圍及優(yōu)、缺點(diǎn) 適用于分離較小的顆粒，但不宜用于粘性粉塵、含濕量高適用于分離較小的顆粒，但不宜用于粘性粉塵、含濕量高的粉塵以及腐蝕性粉塵。的粉塵以及腐蝕性粉塵。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，無活動(dòng)部件、可用多種材料制優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，無活動(dòng)部件、可用多種材料制造、操作條件廣、分離效率較高。造、操作條件廣