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旋风收尘器的工作原理

时间:2012-06-22 10:23 作者:汇友除尘 点击:
1-内圆筒;2-外圆筒;3-圆锥筒;向筒壁失去能量沿壁滑下,与气流 4-阻气排尘锥体;5-储灰箱;6-测压孔 旋风收尘器的工作原理 一般旋风 收尘器 主要由带有锥形底的外圆筒、
 
  1-内圆筒;2-外圆筒;3-圆锥筒;向筒壁失去能量沿壁滑下,与气流 4-阻气排尘锥体;5-储灰箱;6-测压孔

 旋风收尘器的工作原理

一般旋风收尘器主要由带有锥形底的外圆筒、进风管、排气管(内圆筒)、储灰箱及排灰阀等组成。如图所示,排气管插入外圆筒顶部中央形成了内圆筒,内外圆筒与排灰口中心在同一直线上。进气筒从切向进入外圆筒上侧面。排灰口插入储灰箱中。
当含尘气体由进气口以较高的速度υ(一般为14~24m/s)沿外圆筒的切向进入外圆筒后,形成旋转运动,由于内外筒体及顶盖的限制,逼迫气流在其间由上向下作螺旋线形的旋转运动,称为外旋流。含尘气流旋转运动过 程中,产生很大的离心力。由于固 图1-6 旋风收尘器基本结构与工作原理体尘粒惯性力比气体大很多,被甩逐渐分离,在外圆筒壁下部形成料粒浓集区,经排灰口进入储灰箱中。旋转下降的外旋流沿锥体向下运动时,随着圆锥的收缩而向收尘器中心靠拢,旋转气流进入排气管半径范围附近,由于下面呈密封状态而迫使气流开始旋转上升,形成一股自下向上的螺旋线运动气流,称为内旋流,也称核心流,最后净化气体经排气管向外排出。
旋风收尘器内气流实际运动情况较为复杂,除存在上述两种主要旋流外还有:短路气流、散乱涡流及排料口返卷气流等。由于这些流动的存在,会将已下落颗粒再次被气流携带走,这就是旋风收尘器内的二次飞扬现象。为了解决二次飞扬问题,人们在排灰口处又设计了各种形状的阻气排尘装置。
固体颗粒的运动也是很复杂的,有圆周、径向和轴向的运动。粉尘粒子的沉降过程中,随着旋转半径R和相应的圆周线速度υ0 的变化,离心加速度也不断变化,说明离心沉降速度υi并不是一个定值。离心沉降速度可按下式计算:
 式中:υi-----颗粒的沉降速度(m/s);
      υ0-----旋转流的圆周切线速度(m/s);
      d-----粉尘粒粒径(m);
      ps----粉尘颗粒密度(kg/m3);
      p----气体密度(kg/m3);
      R----旋转点半径(m);
ξ----阻力系数;
     由上式可知,颗粒沉降速度与粉尘粒径及圆周切线速度的平方成正比,与旋转半径R的平方成反比。由此可见,粒径和圆周速度对离心沉降速度是很敏感,可以通过控制圆周速度和旋转半径,达到预期的沉降速度。

实验研究结果表明,在旋风收尘器内,外旋流向下旋转流动,内旋流向上旋转流动,向下与向上气流分界面上各点的轴向速度必为零,而这个分界面成为倒锥体形状,锥角约7°。分界面以外的气流切线速度,其值随与轴心的距离的减小而增大,越接近轴心,切线速度越大。气流切线速度υ0与旋转半径R、外圆筒内径D1气流进口速度υ间的关系为:

 式中n=0.55~0.65

    K=0.81.2。
分界面内的气流切线速度随着轴心距离的减小而降低。气流切线速度与旋转半径的关系为:υ0/R=常数。旋风收尘器内的气流的径向速度方向与尘粒的径向速度方向相向,粒子是由内向外,气体则由外向轴心流动。由于气流旋转原因,使旋风收尘器内压强越接近轴心越低。即使采用正压操作,系统排气管直通大气,在轴心处仍常为负压。当负压操作时,轴心处的负压值将更大。这说明排尘管至储灰箱间有点漏风就会明显地降低收尘效率,这是值得工厂自制收尘器与操作这种收尘器时应注意的问题。严格密闭排尘管和储灰箱对保证收尘效率是很重要的。