第三章 离心沉降.pptVIP

第三章离心沉降第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日离心加速度（离心力场强度）一离心沉降速度直径为d的球形粒子在流体中作匀速圆周运动，切线速度为uT；径向速度ur；旋转半径为R粒子密度为ρs；流体密度为ρ1球形颗粒的离心沉降速度惯性离心力（与重力相当）:向心力(与重力场中的浮力相当):阻力(与颗粒径向运动方向相反):径向受力分析（指向中心）（指向中心）uruTuR（中心指向外周）第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日三力达到平衡，则：平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置上的离心沉降速度（绝对速度在径向上的分量）。——离心沉降速度表达式——重力沉降速度表达式两者区别在于加速度的不同，一个是“ut2/R”，一个是“g”。第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日重力场离心力场力场强度重力加速度gut2/R方向指向地心沿旋转半径从中心指向外周Fg=mg作用力惯性离心力场与重力场的区别沉降速度恒定变化第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日2离心分离因数离心沉降时，如果颗粒与流体的相对运动属于滞流，阻力系数ξ亦可用重力沉降中ξ关系式表达，则：同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值为：比值Kc就是粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比称为离心分离因数。第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日例如；当旋转半径R=0.4m，切向速度uT=20m/s时，求分离因数。分离因数是离心分离设备的重要指标。某些高速离心机分离因数值可高达数十万。旋风或旋液分离器的分离因数一般在5～2500之间。表明离心沉降速度是沉降速度的百倍，因此离心沉降设备分离效果远高于重力沉降设备。第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日二旋风分离器利用惯性离心力从气流中分离出尘粒的设备第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日外圆筒内圆筒锥形筒切向入口关风器(防止空气进入)含尘气体固相净化气体外旋流内旋流含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入。1操作原理含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动。颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流作下螺旋运动。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；固相沿内壁落入灰斗。第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日第9页，共34页，星期日，2025年，2月5日分离器内的静压强在器壁附近最高，仅稍低于气体进口处的压强，往中心逐渐降低，在气芯处可降至气体出口压强以下。旋风分离器内的低压气芯由排气管入口一直延伸到底部出灰口。注意密封。旋风分离器分离粒径范围：5－200μm不适于：黏性粉尘、含湿量高粉尘、腐蚀性粉尘第10页，共34页，星期日，2025年，2月5日2性能评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒从气流中的分离效果（临界粒径和分离效率）及气体经过旋风分离器的压强降。1）临界粒径理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小颗粒直径。a)进入旋风分离器的气流严格按照螺旋形路线作等速运动，且切线速度恒定，等于进口气速uT=ui；表示c)颗粒在滞流情况下做自由沉降，径向速度可用b)颗粒沉降过程中所穿过的气流厚度为进气口宽度B第11页，共34页，星期日，2025年，2月5日DρρS，故ρ可略去，而旋转半径R可取平均值Rm，并用进口速度ui代替uT。气流中颗粒的离心沉降速度为：颗粒到达器壁所需要的时间：令气流的有效旋转圈数为Ne，它在器内运行的距离便是2πRmNe，则气体停留时间为：第12页，共34页，星期日，2025年，2月5日θt＝θ时，该颗粒就是理论上能被分离下来的最小颗粒(dc)影响临界粒径的因素a)即临界粒径随分离器尺寸的增大而增大。c)入口气速ui愈大，dc愈小。ui↑→dc↓Ｂ↑→dc↑b)Ne↑→dc↓细长形有利d)ρS↑→dc↓第13页，共34页，星期日，2025年，2月5日一般旋风分离器是以圆筒直径D为参数，其它尺寸都与D成一定比例。Ne的数值一般为0.5～3.0，对标准旋风分离器，可取Ne=5。标准旋风分离器的尺寸H1H2SBDD1hui增加旋风分离器尺寸虽然可以加大处理量，但是会导致其临