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旋风装置文件

第一篇：旋风装置文件4.1匀流程思想由图3.8所示，旋风除尘器内的流体质点从进气口到排气口这一段路程中运动轨迹为一条旋转的曲线。在旋风除尘器实际应用的过程中，图3.8所显示的每一条曲线都是含尘气体的运动轨迹。由转圈理论可知，含尘气体的运动轨迹越长旋风除尘器的除尘效率越高，即颗粒运动路程对颗粒的捕集分离有重要的影响。含尘气流中的颗粒是通过随气流一起旋转产生惯性离心力,气流中的颗粒在惯性离心力的作用下产生径向趋壁运动,显然这种运动的时间越长,即运动的路程越长,颗粒被捕集分离的可能性就越大,除尘效果就越好,路程越短则颗粒越不容易捕集分离。如果进入旋风器的气流从进入到排出的流程长短不同,气流中的颗粒群所受到的径向趋壁运动的时间和作用效果也不相同。一般旋风除尘器理论和流场分析表明在排气管下部到圆锥体底部这段空间内外旋流中的流线可以在任何位置从外旋流逃逸分离出来加入内旋流而排离旋风除尘器，这就导致以同样速度进入旋风器内的部分流线并不能以相同的方式离开旋风器，从另一方面来说，许多还没有分离完全的粉尘颗粒在还有可能进一步分离的情况下就进入了旋风除尘器的排气管，随气流排离除尘器。旋风除尘器中部分流线足够长即完成内外旋流的全部路程，前文已经说明旋风除尘器的主要除尘作用只在中上部即起主要除尘分离作用的只是流线在外旋流的路程段，后半路程的内气旋对分离并没有太大的作用,同时还会带来负面的影响（底部旋进涡核导致二次扬尘、局部涡流数增加、内气旋旋转造成能量损失）。由以上两点分析可以假想：如果所有以相同速度进入除尘器内的含尘气流都在一规定长度行程后排离旋风除尘器就可以让所有进入旋风器的含尘气流有相同的捕集分离作用，由此来提高除尘效果，也就是使一般除尘器中气流的流线路程均匀化即找到一合适的路程长度而排离旋风器，这就是流程均化思想。4.2改进措施根据流程均匀化思想有意识地避免过早的轴向逸流、底部旋进涡核的产生、降低内旋流的负面影响，基于这几点本文提出一种全新的改进措施，具体改进措施如下：（1）增加排气管在旋风除尘器内的长度，将内外旋流划分在两个区域，有效地避免轴向逸流的产生及内外旋流间相互摩擦而引起的能量损失。（2）根据转圈理论适当地增加旋风除尘器上筒体的长度，减少旋风除尘器下锥体的长度。充分发挥圆筒体部分的分离作用，抑制圆锥体边壁部分局部涡流的负面影响。（3）在内外气旋的交换处添加一倒圆锥体，同时，在此圆锥体的外侧添加气流导向叶片。外旋流在旋转一定路程之后，在导向叶片的作用下直接由旋转运动转变成近似直线运动的内气流而离开旋风器，减少内气旋旋转造成的能量损失。4.3RC型除尘机理图4.1是改进型旋风除尘器，本文自命名为RC（ReverseCyclone）型旋风除尘器的结构示意图。图4.2是RC型除尘器的分离机理示意图。根据图4.2，RC型旋风除尘器的除尘机理可叙述为：气流从进气管进入除尘器后由直线运动转化为螺旋向下的圆周运动，含尘气体在旋转过程中产生很大的离心力，由于尘粒的密度比空气大很多倍，因此旋转的尘粒在很大的离心力作用下，从气流中分离出来甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触后便失去离心力作用而靠入口速度的动能和自身的重力势能沿器壁面旋转下落，经锥体排入集灰箱。在气流旋转下降的过程中存在径向速度的影响，微小颗粒也会向中心漂移，由于排气管向下延伸较长，这种径向速度较传统结构的影响小得多，这部分颗粒在接触到延长的排气管壁面会沿排气管壁面下滑而被高速旋转的气流再次扬起继续分离。当气流运动到接近倒圆锥底面时，由于集尘箱是密闭的空间，下旋气流无法继续下旋，而在直线形导向叶片的作用下由螺旋运动转化为近似直线运动，从排气管排出。4.4RC型结构设计本研究主要通过对比分析来说明改进方案的正确性，所选择参考对象为Stairmand型高效旋风除尘器。这就导致除改进的部分结构外，RC型、Stairmand型旋风除尘器在结构和结构尺寸上有相同的地方。4.4.1进气口旋风除尘器的进气口是造成气流在旋风除尘器中形成旋转的主要部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素，进气口有切向和轴向两种形式。切向进气口是旋风除尘器最常见的形式。主要有普通切向进气口和蜗壳进气口（渐开线进气口）。采用普通切向进气口，气流进入除尘器后易产生双重旋涡，上部旋涡易形成上灰环，从而直接将粉尘带入内旋涡，降低除尘效率。为了减少气流之间的相互干扰，越来越多的采用了蜗壳（渐开线）式进气口。这样可以缓解气流刚进入时的入口压缩现象，减少阻力提高处理风量。而在设计过程中，渐开线的角度对于旋风除尘器的除尘效率也有一定的影响，在一般设计中常用角度为900、1800、2700，但以设计成1800时效率最高。旋风除尘器的进口面积对除尘器性能也有很大影响，进口面积相对筒体断截面较小时，进入除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分