第三节离心沉降.doc

第三节离心沉降离心沉降——依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程叫离心沉降。惯性离心力:任何质量为 m的物体在与转轴的距离为 R,切向速度为的位置上的为: 方向沿旋转半径从中心指向外周,从而能更快更好地将分散质与分散介质分离出来。若§ 惯性离心力作用下的沉降速度当流体带着颗粒旋转时,如果颗粒的密度大于流体的,则颗粒在惯性离心力作用下在径向与流体发生相对运动向飞离中心。一、离心力场中颗粒在径向的受力情况: (颗粒周围的流体对颗粒的作用力),方向如图示与重力场中的浮力相当 ,方向如图示类似于重力沉降, 即二、离心沉降速度与比较, 式中的 g改用方向向下,是恒值,而方向沿径向由中心指向外,并随 R的不同而不同, 值是变化的。三、分离因数若将离心沉降速度计算式与重力沉降速度相除则可得分离因数对于一定的悬浮系,当采用离心沉降时,可加快沉降过程。值大小是反映离心分离设备性能的重要指标。高速离心机的值可达 1万以上。§ 旋风分离器一、旋风分离器的结构及工作原理旋风分离器是常用的气固系离心分离设备。标准型旋风分离器的结构为: 工作原理: 含尘气体自进风口切向引入,在分离器内作以上向下,再由下向上的螺旋运动,然后从中心管引出。在上、下螺旋运动过程中,尘粒与气体发生相对运动被甩向器壁后顺壁石掉落至灰斗,这样尘粒得以与气体分离。二、旋风分离器的临界粒径旋风分离器的临界粒径是指能被旋风分离器完全去除的最小颗粒的粒径。旋风分离器的临界粒径是判断分离效率高低的重要依据。计算临界粒径的简化条件 1 )进入旋风分离器的气流严格按螺旋形路线作等带运动,其切向速度等于进口气速; 2 )颗粒向器壁沉降时,必须穿过厚度等于整个进气口宽度 B 的气温层,方能达到气壁面被分离。 3)颗粒在 stocks 区,作自由沉降,其径向沉降速度可用计算, 式中∵,∴, R取平均值, 则颗粒到达器壁所需的沉降时间为含气流的有效旋转圈数为,即内外旋转的旋转围数等效值,所以气流在器内的所需时间为当且仅当时,该颗粒就是理论上能被空气分离下来的最小颗粒,其直径为临界粒径,以表示, 即标准型一般~ 可见,随 B,分离效率随分离器尺寸,所以当气体处理量大时, 常将若干个小型的旋风筒并联使用,以维持较高的除尘效率。,细长形有利; ; 三、分离效率总分离效率——进口气体含尘浓度, ——出口气体含尘浓度, 的大小是旋风分离器数分离性能的另一指标。缺点是不能反映旋风筒对各尺寸粒子的不同分离效果。粒级效率~的关系曲线(粒级效率曲线)一般由实验测定。一般如下图: 由实测粒级效率曲线可知,对于直径小于的颗粒,其不为零,有较可观的分离效果;而直径大于的颗粒,还有部分末被分离下来。这主要是因为直径小于的颗粒中,有些在旋风分离器进口处已很靠近壁石,因而只需较小的沉降时间,有些小颗粒在器内聚结成为大颗粒,因而肯有较大的沉降速度;直径大于的颗粒中,有些受气体涡流的影响未能到达壁石,或者沉降后又被气流重新卷起而带走。有时也把标绘成的函数曲线,其中是粒级效率为 50% 的颗粒直径, 称之为分割粒径。对于标准型旋风分离器: D——筒径, m 标准型旋风分离器的——曲线如下图所示: 与的关系: 四、压强降气体流经旋风分离器时,由于进气管,排气管及主体器壁所引起的