第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 种简单而重要的分离方法。它可以产生比重力大得多的分离力,因此得到广泛的 应用。此外,离心力对惯性分离和虑料拦截起着重要作用。在离心力的作用下, 粒子将产生垂直于切向的径向运动,最终到达壁面而从气流中分离出来。对处于 斯托克斯区的球形粒子所受离心力Fc为: F (6-21) 式中v一旋转半径r处气流和粒子的切向速度,m/s 一旋转气流流线的半径,m; 与重力分离相同,粒子沿径向运动时受到流体向心的径向阻力Fa作用 F=37d (6-22) 式中κ一旋转半径r处气流和粒子的向心径向速度,m/s 当F=Fa,即离心力和向心阻力平衡时,粒子的终末离心沉降速度vs为: P 184r (6-23) 式6-23)与式(6-21)具有相同的形式,仅以离心加速度ν2/代替式(6-20) 中的重力加速度g。由(6-23)可知,ws除了与粒径和含尘气流温度有关外,还受 气流的旋转速度和旋转半径的影响。气流的旋转速度越髙,旋转半径越小,其终 末离心沉降速度ws越大,愈能分离细小的尘粒。 旋风除尘器的颗粒分离机理有多种解释:①假想圆筒理论,认为内、外旋流 的分界面附近有一假想圆筒,内旋流中的粒子易被排出气流带走,外旋流中的粒 子易被捕集;②转圈理论,认为粒子在随气流旋转下降到底部前,如果能碰到筒 壁,则认为粒子能被分离;③湍流径向返混理论,认为气体的湍流混合、对粒子 的阻力、粒子反弹及二次飞扬等作用,使旋风除尘器的任一水平横截面上,未捕 集的粒子迅速处于连续均匀分布。 旋转气流中的粒子受到方向相反的两个力一离心力F和阻力Fd的共同作 用。在内外旋流的分界面上,外旋流的切向速度v最大,粒子在此处所受离 力F也最大,当F>Fs,粒子移向外旋流而被捕集;F<Fd,则粒子向内旋流移 动而被气流带走 二、旋风除尘器的分离性能 (一)颗粒的分离直径 (二)捕集效率 (三)捕集效率的影响因素 第9页第 9 页 种简单而重要的分离方法。它可以产生比重力大得多的分离力，因此得到广泛的 应用。此外，离心力对惯性分离和虑料拦截起着重要作用。在离心力的作用下， 粒子将产生垂直于切向的径向运动，最终到达壁面而从气流中分离出来。对处于 斯托克斯区的球形粒子所受离心力 Fc 为： ( ) 3 2 6 p c p d v F r   = −   (6－21) 式中 vθ—旋转半径 r 处气流和粒子的切向速度，m／s ； r—旋转气流流线的半径，m； 与重力分离相同，粒子沿径向运动时受到流体向心的径向阻力 Fd作用： 3 F d v d p r =  (6－22) 式中 vr—旋转半径 r 处气流和粒子的向心径向速度，m／s。 当 Fc＝Fd，即离心力和向心阻力平衡时，粒子的终末离心沉降速度 vrs为： ( ) 2 2 18 p p rs d v v r     − = (6－23) 式(6－23)与式(6－21)具有相同的形式，仅以离心加速度 vθ 2 /r 代替式(6－20) 中的重力加速度 g。由(6－23)可知，vrs 除了与粒径和含尘气流温度有关外，还受 气流的旋转速度和旋转半径的影响。气流的旋转速度越高，旋转半径越小，其终 末离心沉降速度 vrs 越大，愈能分离细小的尘粒。 旋风除尘器的颗粒分离机理有多种解释：①假想圆筒理论，认为内、外旋流 的分界面附近有一假想圆筒，内旋流中的粒子易被排出气流带走，外旋流中的粒 子易被捕集；②转圈理论，认为粒子在随气流旋转下降到底部前，如果能碰到筒 壁，则认为粒子能被分离；③湍流径向返混理论，认为气体的湍流混合、对粒子 的阻力、粒子反弹及二次飞扬等作用，使旋风除尘器的任一水平横截面上，未捕 集的粒子迅速处于连续均匀分布。 旋转气流中的粒子受到方向相反的两个力－离心力 Fc 和阻力 Fd 的共同作 用。在内外旋流的分界面上，外旋流的切向速度 vθ 最大，粒子在此处所受离心 力 Fc 也最大，当 Fc＞Fd，粒子移向外旋流而被捕集；Fc＜Fd，则粒子向内旋流移 动而被气流带走。 二、旋风除尘器的分离性能 （一）颗粒的分离直径 （二）捕集效率 （三）捕集效率的影响因素