旋风除尘器的结构与工作原理.doc

一、旋风除尘器的结构与工作原理浏览字体设置：-11pt　+10pt12pt14pt16pt放入我的网络收藏夹一、旋风除尘器的结构与工作原理 1．结构 旋风除尘器的结构由进气口、圆筒体、圆锥体、排气管和排尘装置组成，如图5-4-1所示 　 图5-4-1 旋风除尘器组成结构图 2．工作原理 旋风除尘器的工作原理见动画f5-4-1所示当含尘气流由切线进口进入除尘器后，气流在除尘器内作旋转运动，气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的 动画f5-4-1 3．旋风除尘器内的流场分析 （1）流场组成外涡旋——沿外壁由上向下旋转运动的气流内涡旋——沿轴心向上旋转运动的气流涡流——由轴向速度与径向速度相互作用形成的涡流包括上涡流——旋风除尘器顶盖，排气管外面与筒体内壁之间形成的局部涡流，它可降低除尘效率；下涡流——在除尘器纵向，外层及底部形成的局部涡流2）旋风除尘器内气流与尘粒的运动含尘气流由切线进口进入除尘器，沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流即为外涡旋外涡旋到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后经排出管排出这股向上旋转的气流即为内涡旋。

向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，沿壁面落入灰斗气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力发生下降，一部分气流会带着细小的尘粒沿外壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，从排出管排出这股旋转气流即为上涡旋如果除尘器进口和顶盖之间保持一定距离，没有进口气流干扰，上涡旋表现比较明显对旋风除尘器内气流运动的测定发现，实际的气流运动是很复杂的除切向和轴向运动外还有径向运动特·林顿（T.Linden）在测定中发现，外涡旋的径向速度是向心的，内涡旋的径向速度是向外的，速度分布呈对称型 （3）切向速度切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量，也是决定气流中质点离心力大小的主要因素切向速度的变化规律为：外涡旋区：r↑，切向速度ut↓；内涡旋区：r↑，切向速度ut↑ 图5-4-2所示为实测的除尘器某一断面上的速度分布和压力分布 从该图可以看出，外涡旋的切向速度 是随半径r的减小而增加的，在内、外涡旋交界面上， 达到最大可以近似认为，内外涡旋交界面的半径r0≈（0.6～0.65）rp（rp为排出管半径）。

内涡旋的切向速度是随r的减小而减小的，类似于刚体的旋转运动旋风除尘器内某一断面上的切向速度分布规律可用下式表示：外涡旋        vr1/nr=c     （5-4-1） 内涡旋        vt/r=c'   （5-4-2） 式中  vt——切向速度；　　图5-4-2旋风除尘器内部的速度分布和压力分布r——距轴心的距离；c'、c、n——常数，通过实测确定一般n=0.5～0.8，如果近似的取n=0.5，公式（5-4-1）可以改写为   （5-4-3）（4）径向速度实测表明，旋风除尘器内的气流除了作切向运动外，还要作径向的运动，外涡旋的径向速度是向心的，而内涡旋的径向速度是向外的气流的切向分速度vt和径向分速度w对尘粒的分离起着相反的影响，前者产生惯性离心力，使尘粒有向外的径向运动，后者则造成尘粒作向心的径向运动，把它推入内涡旋 如果近似认为外涡旋气流均匀地经过内、外涡旋交界面进入内涡旋，见图5-4-3所示，那末在交界面上气流的平均径向速度       （5-4-4）式中  L——旋风除尘器处理风量，m3/s；H——假想圆柱面（交界面）面度，m；r0——交界面的半径，m5）轴向速度外涡旋的轴向速度向下，内涡旋的轴向速度向上。

在内涡旋，随气流逐渐上升，轴向速度不断增大，在排气管底部达到最大值6）压力分布压力分布：轴向压力变化较小；径向压力变化大，外侧高，中心低，轴心处为负压旋风除尘器内轴向各断面上的速度分布差别较小，因此轴向压力的变化较小从图5-4-20可以看出，切向速度在径向有很大变化，因此径向的压力变化很大（主要是静压），外侧高中心低这是因为气流在旋风除尘器内作圆周运动时，要有一个 　图5-4-3  交界面上气流的径向速度    向心力与离心力相平衡，所以外侧的压力要比内侧高在外壁附近静压最高，轴心处静压最低试验研究表明，即使在正压下运行，旋风除尘器轴心处也保持负压，这种负压能一直延伸到灰斗据测定，有的旋风除尘器当进口处静压为+900Pa时，除尘器下部静压为－300Pa因此，除尘器下部不保持严密，会有空气渗入，把已分离的粉尘重新卷入内涡旋。