一、輸送用旋風(fēng)除塵器工作原理
1.內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)
氣流從宏觀上看可歸結(jié)為三個(gè)運(yùn)動(dòng)：外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋。
普通旋風(fēng)器由筒體、錐體、排出管等部分組成。含塵氣流由進(jìn)口沿切線方向進(jìn)入除塵器后，沿器壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這股旋轉(zhuǎn)向下的氣流稱為外渦旋(外渦流)，外渦旋到達(dá)錐體底部轉(zhuǎn)而沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，zui后經(jīng)排出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱為內(nèi)渦旋(內(nèi)渦流)。外渦旋和內(nèi)渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同，含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在慣性離心力推動(dòng)下移向外壁，到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。
氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，頂部壓力下降，一部分氣流會(huì)帶著細(xì)塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下，從排出管排出。這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流稱為上渦旋。
旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的，除切向和軸向運(yùn)動(dòng)外，還有徑向運(yùn)動(dòng)。在這里，上渦旋不利于除塵。
如何減少上渦旋，降低底部的二次夾帶及出口室氣流旋轉(zhuǎn)所消耗的動(dòng)力，成為當(dāng)前改進(jìn)旋風(fēng)器的主要問題。V出=15—30m/s
對(duì)同樣流量的氣流而言，旋風(fēng)分離器比重力沉降室小得多，但動(dòng)力消耗多。
二、影響輸送用旋風(fēng)除塵器性能的因素
(一)工作條件
1)進(jìn)口速度Vt’,V2增大，則切向速度Vt增大，dcp減小，效率增大。但不能過大，過大會(huì)影響氣流運(yùn)動(dòng)的方向(劇烈、方向混亂)，破壞了正常的渦流運(yùn)動(dòng)，另外阻力會(huì)加大，故常選用V2=12—25m/s。
2)氣體物理性質(zhì)：μ增大對(duì)除塵不利，dcp增大，效率減小。溫度增大，則μ增大，溫度高或μ增大都會(huì)使效率減小。
3)粉塵：離心力跟粒徑的三次方成正比，向心力跟粒徑的一次方成正比。綜合來說，dp增大則效率增大，濃度增大則效率增大。
(二)尺寸影響
一般而言，直徑越小，F(xiàn)t越大，則效率越小，過小易逃逸。出口管直徑減小，則r0減小，減少了內(nèi)渦旋，則效率增大。但dpp減小阻力會(huì)增大，故不能太小。
筒體長(zhǎng)度增大，則效率增大，但過大阻力會(huì)增大，所以，筒體長(zhǎng)度不大于5倍筒體直徑。另外，希望錐體長(zhǎng)度大一點(diǎn)，這樣會(huì)使切向速度大和距器壁短。旋風(fēng)器斜方對(duì)效率影響不大。
(三)分離器的氣密性
漏風(fēng)：0% 、 5% 、 15%
η： 90%、 50%、 0
要求保證旋風(fēng)器的氣密性。
旋風(fēng)器一般：①用于粒子較大(>10μm)的場(chǎng)合；
?、诔龎m效率不太高；
?、蹪舛容^高時(shí)作為初級(jí)處理；
?、芸纱?lián)使用。
三、分類及選型
(一)旋風(fēng)除塵器的分類
1.按氣體流動(dòng)狀況分：
切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)除塵器：常用的型式為直入式和螺殼式。含塵氣體由筒體沿側(cè)面沿切線方向?qū)搿?br />
軸流式旋轉(zhuǎn)除塵器：軸流直流式和軸流反旋式。
2.按結(jié)構(gòu)形式分：圓筒體、長(zhǎng)錐體、旁通式、擴(kuò)散式。
(二)旋風(fēng)除塵器的選型
旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。
計(jì)算法：①由入口濃度c0，出口濃度ce(或排放標(biāo)準(zhǔn))計(jì)算除塵效率η；
?、谶x結(jié)構(gòu)型式；
?、鄹鶕?jù)選用的除塵器的分級(jí)效率ηd(分級(jí)效率曲線)和凈化粉塵的粒徑頻度分布f0，計(jì)算ηT,若ηT>η,即滿足要求，否則按要求重新計(jì)算。
?、艽_定型號(hào)規(guī)格
?、萦?jì)算壓力損失。
經(jīng)驗(yàn)法：①計(jì)算所要求的除塵效率η；
?、谶x定除塵器的結(jié)構(gòu)型式；
?、鄹鶕?jù)選用的除塵器的η—Vi實(shí)驗(yàn)曲線，確定入口風(fēng)速Vi；
?、芨鶕?jù)氣量Q，入口風(fēng)速Vi計(jì)算進(jìn)口面積A；
四、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)
步驟：尺寸比例確定；旋風(fēng)除塵器的壓力降；效率。
(一)尺寸比例
1.筒體直徑D：D愈小，愈能分離細(xì)小顆粒，但過小易引起堵塞。一般D：150-200mm～800-1100mm
若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。
2.入口尺寸(圓形和矩形)
為減小顆粒的入射角，一般采用矩形(長(zhǎng)H、寬B、面積A、)
k=A/D2=HB/D2 類型系數(shù)k一般取0.07-0.3，蝸殼型入口的k較大，D較小，處理氣量Q大，H/B為2-4。
3.排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一般d=(0.4-0.6)D0。
深度h：切線式h小，則壓損小，但效率降低。經(jīng)驗(yàn)取h≈De或稍低于入口管底部。
4.筒體L1，錐體L2：L1=(1.4-2.0)D
L2=(2.0-3.0)D L1+ L2≤5D≈(3-4)D
L1/ L2≈1.5/2.5較宜。
5.圓錐角α：一般取20?-30?
6.排塵口直徑Dc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般Dc≥70mm。
(二)旋風(fēng)除塵器的壓力降
旋風(fēng)除塵器的壓力損失與其結(jié)構(gòu)型時(shí)，運(yùn)行條件等因素有關(guān)。據(jù)實(shí)驗(yàn)，旋風(fēng)器的壓力降與進(jìn)口速度的平方成正比。
