旋风除尘器设计与计算
旋风除尘器计算程序
粒径um
30.8
2.09 2.67
尺寸比
粉尘粒径分布
粒径um ﹤15um 17.5 22.5 27.5 32.5 37.5 42.5 47.5 52.5 57.5 62.5 67.5 72.5 77.5 82.5 87.5 ﹥90 合计 % 捕集效率% 加权捕集效率% 12.4 36.5 4.5 13.8 74.4 10.3 12.8 82.7 10.6 9.1 88.3 8.0 8.2 92.0 7.5 6.5 94.6 6.1 3.9 96.3 3.8 3.5 97.5 3.4 5.4 98.3 5.3 6.0 98.9 5.9 4.4 99.2 4.4 2.4 99.5 2.4 1.6 99.6 1.6 2.2 99.8 2.2 2.9 99.8 2.9 1.1 99.9 1.1 3.8 99.9 3.8 100.0 83.9 当量粒径 5.8
单位 Pa.S kg/m3 m/s2 3 kg/m k 3 m /s m m m m ° m m m m m m m/s m/s mmH2O 0.58 0.12 0.45 0.48 0.25
100 105000
℃ m3/h
1.39 尺寸比 1.42 此值建议为1.5 2.82 尺寸比
尺寸比
mmH2O 166.7 9.58 8.9 um 0.7895 90.9 % 83.9 % 41.71 7.93 m 10.15 m 0.72 为0时效率最高
92.5 23.4
备注：中位粒径：30.8um；平均粒径：38.2um；blaine：2990cm2/g；80um筛余8%
Hale Waihona Puke 旋风除尘器计算程序旋风名称：
说明： 1、在绿框内输入参数，红框内将自动生成数据。2、几个设计原则：①总高度应与最佳总高度接 近，这样螺旋气流正好到达除尘器底部；总高度大效率高而阻力还略有下降。②根据粉尘性质选取入口速 度，入口速度太大旋风筒的磨损将急剧增大，速度太小入口易积灰，一般旋风的入口风速在12-20m/s之间， 通常为18m/s；对大多数粉尘速度大于21m/s肯定不会积灰，因此入口风速最大取21m/s。③对涡卷入口：入口 宽度大高度小效率更高，但为了防止气流进入除尘器时突然收缩而干扰涡流的形成，入口宽度不宜大于(DcDo)/2,④排尘口直径应大于0.3Do⑤在总高度一定时，锥体高度小效率更高，但太小的锥体高度会产生二次扬 尘或下灰困难，锥体角度宜取75°
旋风除尘器cad结构图纸设计及技术参数
七、旋风除尘器的效率检验
• 已知处理烟气温度T＝180℃，查表或用公式可得常 压下烟气密度ρg＝0.8kg/m3，动力黏度μ＝2.5×10－5 Pa·s。
由几何尺寸，可得自然返回长
L 2 . 3 D 0 ( D e 2 / H i ) 1 / 3 2 W . 3 0 . 8 ( 0 . 4 4 2 / 0 . 4 2 0 . 1 2 ) 1 / 3 8 2 m
明细表
总质量
311kg
切流式旋风除尘器
图号
外形图
比例 日期
设计 制图 校对 审核
LX－0
1:10 2006年1月
十、零件图的画法
A.蜗壳的画法
1)蜗壳出口断面尺寸确定 出口风速：v＝12~15m/s abv＝Q，取a＝b； a＝（Q/v）1/2＝〔5000/（15×3600）〕 1/2 ＝
0.304~0.340 取a＝b＝320mm 2)确定偏心距 考虑焊接方便，蜗壳出口内壁距旋风出气管20mm， 于是中心线到出口蜗壳出口内壁距半径：r＝230mm， 中心线距蜗壳外壁半径：R＝210+20+320＝550mm。 偏心距：e＝320/4＝8mm
1020 320
80 480
1030
550
蜗壳
设计 制图 校对 审核
图号
LX－06
比例
1:2
日期
2006年1月
A.法兰的画法
1)法兰材料的确定
采用角钢，查手册：选不等边角钢40×25×4 还可选等边角钢：36×4 2)螺栓孔距确定 需满足JB/ZQ4248-86。如螺栓直径为8mm，孔距大于28mm。对于旋风除尘
实际风速为：Vc=Q/（3600×0.42×0.18）＝ 19.5m/s 4. 由尺寸比确定筒体直径和高：
旋风除尘器的设计
1.066 0.466 0.166 0.466 0.078 7.75 2.54 切线 矩形
2.3 旋风除尘器的参数计算
4
许多学者都致力于旋风除尘器的研究，通过各种假设，他们提出了许多不同的计算 方法。由于旋风除尘器内实际的气、尘两相流动非常复杂，因此根据某些假设条件得出 的理论公式目前还不能进行较精确的计算。
1.分割粒径（dc50） 计算旋风除尘器的分割粒径（dc50）是确定除尘器效率的基础。在计算时，因假设条 件和选用系数不同，计算分割粒径的公式也各不同。下面简要介绍一种计算方法，以说 明旋风除尘器的除尘原理。 处于外涡旋的尘粒在径向会受到两个力的作用： 惯性离心力
（2-3-1） 式中 vt——尘粒的切线速度，可以近似认为等于该点气流的切线速度，m/s；
2
二.说明书
2.1 图形设计：
旋风除尘器图
（图 1）
2.2 设计数据： 表 1 旋风除尘径 r 粉尘出口管半径 r 出口管到底部高 h
数据 0.4 0.2 0.2 2.07
3
园部高 h 气体出口管长度 l 入口管宽度 b 入口管高度 h 入口管面积 A 锥角
3.1 旋风除尘器的原理
旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘 装置。它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低．阻力中等，器 内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集 5-15 微米以上的颗 粒．除尘效率可达 80％以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器．其除尘效率可达 5％ 以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于 5 微米的效率不高． 旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况： 旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下 降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩 向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁 面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部后．沿除尘器的轴心部位转而 向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。 自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向 下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出，分 散在其中的尘粒也随同被带走。
旋风除尘器的设计说明书
一、旋风除尘器的结构 旋风除尘器由进气管、
筒体、锥体、出气管、下 灰管、灰斗、卸灰阀组成。
二、旋风除尘器的效率
1. 转圈理论 分级效率
1 exp[ Vt (ND0 )]
Vc Wi
所转圈数
N 2H1 H2 2H
离心沉降速度
Vt
a
pd p2 18
• 第二组：
原始资料： 有一台锅炉，处理烟气量： Q＝5000m3/h，排烟温度常温，入口浓度 C0＝10g/m3，要求出口浓度C＝1.5g/m3。 粉尘密度ρp＝2500kg/m3，粒度分布见原表， 设计旋风除尘器。
• 第三组：
有一台锅炉，处理烟气量：Q＝8000m3/h， 其它条件同第二组，设计旋风除尘器。
由筛分理论，其粉尘分割径为
dc
18Q / 2 pLVc2
18 2.5105 5000
2 3600 2000 219.52
8 m
将分割径代入筛分理论效率公式，将所计算的 分级效率填入表中。其总效率为
n
T Di 0.06 0.268 0.12 0.542 0.22 0.876 i 1 0.29 0.991 0.18 0.999 0.131 0.871 87.1%
VC 2 r
2. 筛分理论 分级效率
1 exp[0.693 d p ]
dc
粉尘分割径 dc 18Q / 2 p LVc2
自然返回长
L 2.3D0( De2 / HWi )1/ 3
三、旋风除尘器的阻力
经验公式
p k gVc2
2
阻力系数 k =6~9。
四、旋风除尘器的尺寸比
• 因ηT ＞85%，故满足设计要求。
旋风除尘器设计与计算
目录1 设计背景 (2)1.1 除尘设计的有关标准 (2)1.1.1 环境空气质量标准（GB3095-1996）环境空气质量分类和分级 (2)1.2 旋风除尘器简介 (3)1.3 旋风除尘器工作原理 (4)1.4 旋风除尘器中的流场 (5)1.4.1 切向速度 (5)1.4.2 径向速度 (5)1.5 离心分离理论 (6)1.5.1 转圈理论(沉降分离理论) (6)1.5.2 筛分理论(平衡轨道理论) (6)1.5.3 边界层分离理论 (7)2 设计计算部分 (7)2.1 单个旋风除尘器的选择计算 (7)2.1.1 工作状况下的气体流量 (7)2.1.2 除尘器型号的选择与相关参数计算（参见书本P177表6—3） (7)2.1.3 求d C（分割直径） (8)2.1.4 计算压力损失 (9)2.1.5 分级除尘效率 (9)2.1.6 总除尘效率 (9)2.2 两个旋风除尘器并联 (9)2.2.1 工作状态下的气体流量 (9)2.2.2 除尘器型号的选择与相关参数计算（参见书本P177表6—3） (10)2.2.3 求d C（分割直径） (10)2.2.4 计算压力损失 (11)2.2.5 分级除尘效率 (11)2.2.6 总除尘效率 (11)3 设计总结 (11)参考文献 (12)回转窑石膏粉尘旋风除尘器工艺设计[摘要]：旋风除尘器广泛地应用于各个行业除尘系统中，本设计针对旋风除尘器的结构及工作原理，分析影响旋风除尘器压力损失的因素，介绍了旋风除尘器内部流场和除尘机理。
针对旋风除尘器除尘效率问题进行了分析，总结了现有改进方案，指出存在的不足，并结合前人的改进思路提出了新的改进方案，以提高旋风除尘器的分离效率，为进一步挖掘旋风除尘器的潜在性能开辟新的思路。
简要地设计了一款旋风除尘器，并在学习中慢慢摸索。
[关键词]：旋风除尘器压力损失分离效率改进方案1 设计背景1.1 除尘设计的有关标准1.1.1 环境空气质量标准（GB3095-1996）环境空气质量分类和分级⑴一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。
旋风除尘器设计（五篇范例）
旋风除尘器设计（五篇范例）第一篇：旋风除尘器设计中南大学本科生课程设计(实践)任务书、设计报告题目学生姓名指导教师学院专业班级学生学号除尘器设计计算苏小根马爱纯能源科学与工程学院热能与动力工程090210030904192012年月21日1.除尘器1．1 除尘器简介除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备。
除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。
日常工业上使用的除尘器主要有：重力除尘器、惯性除尘器、电除尘器、湿除尘器、袋式除尘器、旋风除尘器等。
重力除尘器是使含尘气体中的粉尘借助重力作用自然沉降来达到净化气体的装置，它的特点是结构简单，阻力小，但体积大，除尘效率低，设备维修周期长。
惯性除尘器是一种利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从气体中分离出来的除尘设备，特点是结构简单，阻力较小，但除尘效率低。
电除尘器利用含尘气体在通过高压电场电离时，尘粒荷电并受电场力的作用，沉积于电极上，从而使尘粒和气体分离的一种除尘设备，其特点是效率高、阻力低、适用于高温和除去细微粉尘等优点。
湿式除尘器是使含尘气体与水或者其他液体相接触，利用水滴和尘粒的惯性膨胀及其他作用而把尘粒从气流中分离出来，特点是投资低、造作简单，占地面积小，能同时进行有害气体的净化、含尘气体的冷却和加湿等优点。
袋式除尘器主要依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料达到分离含尘气体中粉尘的目的，特点是适应性比较强，不受粉尘比电阻的影响，也不存在水的污染问题，同时存在过滤速度低、压降大、占地面积大、换袋麻烦等缺点。
1.2除尘器的概念和分类除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫做除尘器或除尘设备。
除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。
同时，除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。
除尘器是锅炉及工业生产中常用的设施。
在国家采暖通风与空气调节术语标准中，明确了若干除尘器的具体含义，摘抄部分如下：除尘器：用于捕集、分离悬浮于空气或气体中粉尘例子粒子的设备，也称收尘器。
旋风除尘器cad结构图纸设计和技术参数
n 第七组：
原始数据同实例，要求总效率＞95%，设计两台串 联旋风除尘器。
Q235-A
1
Q235-A
1
Q235-A
1
Q235-A
1
Q235-A
1 Q235-A,成品
数量
材料
55 15 73
82 12 65
重量kg 附注
明细表
总质量
311kg
切流式旋风除尘器 外形图
设计 制图 校对 审核
图号
百分比 日期
LX－0
1:10
2023年1月
十、零件图旳画法
A.蜗壳旳画法
1)蜗壳出口断面尺寸拟定 出口风速：v＝12~15m/s abv＝Q，取a＝b； a＝（Q/v）1/2＝〔5000/（15×3600）〕 1/2 ＝
2. 筛分理论 分级效率 粉尘分割径
1 exp[0.693 d p ]
dc
dc 18Q / 2 p LVc2
自然返回长
L 2.3D0 ( De2 / HWi )1/ 3
三、旋风除尘器旳阻力
经验公式
p k gVc2
2
阻力系数 k =6~9。
四、旋风除尘器旳尺寸比
1. 筒体直径： D0＝150~1100mm 2. 筒体高度：H 1 ＝ 1~1.5D0 3. 入口尺寸：H/W=2~4， H＝0.5 D0，W＝0.2D0 4. 排气管：De＝0.4~0.6D0 ；S≥H 5. 锥体： H 2 ≥ L－ H 1 ≈2D0 6. 排尘口： Dd ≈ 1/3D0
0.304~0.340 取a＝b＝320mm 2)拟定偏心距 考虑焊接以便，蜗壳出口内壁距旋风出气管20mm， 于是中心线到出口蜗壳出口内壁距半径：r＝230mm， 中心线距蜗壳外壁半径：R＝210+20+320＝550mm。 偏心距：e＝320/4＝8mm
旋风除尘器设计计算
1.1、工作原理⑴气流的运动普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成;气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋;少量气体沿径向运动到中心区域;旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋;气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度。
图1⑵尘粒的运动：切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁；到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗；上涡旋－气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出。
1.2、影响旋风器性能的因素⑴二次效应－被捕集粒子的重新进入气流在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率；在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率；通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应；临界入口速度。
⑵比例尺寸在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降；锥体适当加长，对提高除尘效率有利；排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力降增加，一般取排出管直径d e=（0.6～0.8）D；特征长度（natural length）-亚历山大公式：排气管的下部至气流下降的最低点的距离旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l ，筒体和锥体的总高度以不大于5倍的筒体直径为宜。
⑶运行系统的密闭性，尤其是除尘器下部的严密性：特别重要，运行中要特别注意。
在不漏风的情况下进行正常排灰 ⑷ 烟尘的物理性质气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度 ⑸操作变量提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善 ；入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降；效率最高时的入口速度，一般在10-25m/s 范围。