旋风分离器设计计算的研究.
旋风分离器计算结果
旋风除尘器性能的模拟计算一、下图为旋风除尘器几何形状及尺寸，如图1所示，图中D、L及入口截面的长宽比在数值模拟中将进行变化与调整，其余参数保持不变。
图1 旋风分离器几何形状及尺寸（正视图）旋风分离器的空间视图如图2所示。
图2 旋风分离器空间视图二、旋风分离器数值仿真中的网格划分仿真计算时，首先对旋风除尘器进行网格划分处理，计算网格采用非结构化正交网格，如图3所示。
图3 数值仿真时旋风分离器的网格划分（空间）图4为从空间不同角度所观测到的旋风分离器空间网格。
图4 旋风分离器空间网格空间视图本数值仿真生成的非结构化空间网格数大约为125万，当几何尺寸（如D、L及长宽比）改变时，网格数会略有变化。
三、对旋风分离器的数值模拟仿真采用混合模型，应用Eulerian（欧拉）模型，欧拉方法，对每种工况条件下进行旋风分离器流场与浓度场的计算，计算残差<10-5，每种工况迭代约50000步，采用惠普工作站计算，CPU耗时约12h。
以下是计算结果的后处理显示结果。
由于计算算例较多，此处仅列出了两种工况条件下的计算后处理结果。
图5是L=1.3m，D=1.05m 入口长宽比1:3，入口速度10m/s时，在y=0截面（旋风分离器中心截面）上粒径为88微米烟尘的体积百分数含量分布图。
可以明显看出由于旋风除尘器的离心作用，灰尘被甩到外壁附近，而在靠近中心排烟筒下方筒壁四周，烟尘的体积浓度最大。
粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间)粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间)图5 L=1.3m、D=1.05m、长宽比1:3，入口速度10m/s时烟尘空间分布粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间)粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间)图6 L=2.3m、D=1.5m、长宽比1:1，入口速度15m/s时烟尘空间分布四、计算结果计算中，首先确定几何尺寸L，按照给定的两种烟尘颗粒，分别对L=2.3m、L=1.8m、L=1.3m、L=0.8m四种情况进行对比计算，对比计算结果为L=2.3m、L=1.3m时除尘效率较高。
多管旋风分离器的设计计算公式
多管旋风分离器的设计计算公式多管旋风分离器的设计计算公式是根据气体和固体颗粒的流动特性和分离原理进行推导的。
该分离器通过产生旋流在固体颗粒与气体之间产生离心力，使得固体颗粒被扔到分离器的外墙，而纯净的气体则从分离器的上部排出。
以下是多管旋风分离器的设计计算公式：1.设计分离器尺寸：-内径(D)：根据气体流量和分离效果要求来确定，通常选择在100mm到2000mm之间。
-高度(H)：根据气体流速和旋流的惯性力要求来确定，通常选择在2到4倍D之间。
2.分离器的旋流衰减公式：- Vc = K * (Q / A) ^ (2/3)其中，Vc是旋流速度(m/s)，K是校正系数（通常在0.35到0.55之间），Q是气体流量(m^3/s)，A是旋流器断面积(m^2)。
3.分离器的分离效率公式：- η = 1 - exp(-0.35 * B * (Vc / U) ^ (0.35 - 0.159 * log10(Vc / U)))其中，η是分离效率，B是分离器高度与内径的比值(H/D)，U是分离器的总进气速度(m/s)。
需要注意的是，以上公式是基于经验公式和试验结果得出的，并具有一定的应用范围和适用条件。
在实际设计中，还需要考虑分离器的材质、结构和运行参数等因素，以确保设计的有效性和可靠性。
另外，关于多管旋风分离器的设计拓展，可以考虑以下方面：-分离器的材质选择：根据分离介质的性质和工况条件，选择合适的耐磨、耐腐蚀材料，如不锈钢、钛合金等。
-分离器的结构改进：优化旋流器的结构和尺寸，增加分离效率和处理能力，如采用多级分离器、多出口设计等。
-分离器的控制和优化：结合自动化控制和流体力学模拟技术，优化分离器的运行参数和分离效果，提高分离器的稳定性和可调节性。
-分离器的节能降耗：采用节能措施，如热回收和余热利用，减少分离器的能耗和环境影响。
-分离器的应用领域拓展：除了气固分离外，还可以应用于气液分离、液固分离等领域，如石油化工、环保工程等。
蜗壳式旋风分离器的原理及设计
蜗壳式旋风分离器的原理及设计一、引言蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于化工、环保、冶金等行业。
本文将详细介绍蜗壳式旋风分离器的原理及设计要点。
二、原理蜗壳式旋风分离器的工作原理基于离心力和重力分离的原理。
当气体和固体颗粒混合物通过进气口进入旋风分离器时，由于旋风分离器内部构造的特殊设计，气体和固体颗粒会在旋风分离器内部形成旋涡流动。
在旋涡流动的作用下，气体和固体颗粒会分离开来。
三、设计要点1. 蜗壳式旋风分离器的外形设计应符合流体力学原理，以确保气体和固体颗粒能够充分混合并形成旋涡流动。
通常，蜗壳式旋风分离器的外形呈圆锥形，底部设有进气口，顶部设有出气口和固体颗粒排出口。
2. 蜗壳式旋风分离器的尺寸设计应根据处理气体流量和固体颗粒粒径来确定。
一般来说，较大的分离器尺寸能够处理更大流量的气体和更大粒径的固体颗粒。
3. 蜗壳式旋风分离器的进气口和出气口的位置应合理布置，以确保气体和固体颗粒能够顺利进出分离器。
进气口通常位于分离器的底部，出气口位于分离器的顶部，而固体颗粒排出口则位于分离器的底部。
4. 蜗壳式旋风分离器的材质选择应根据处理介质的性质来确定。
常见的材质有不锈钢、碳钢等，具体选择应考虑介质的腐蚀性、温度等因素。
5. 蜗壳式旋风分离器的运行参数包括进气速度、旋风分离器的角速度等。
这些参数的选择应根据具体的应用要求和处理介质的性质来确定，以确保分离效果的最佳化。
四、优点与应用蜗壳式旋风分离器具有以下优点：1. 结构简单，制造成本低；2. 分离效率高，能够有效分离气体和固体颗粒；3. 操作稳定，维护方便。
蜗壳式旋风分离器广泛应用于以下领域：1. 化工行业：用于气体净化、固体颗粒分离等；2. 环保行业：用于废气处理、粉尘回收等；3. 冶金行业：用于炉渣处理、矿石分离等。
五、结论蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备，基于离心力和重力分离的原理工作。
其设计要点包括外形设计、尺寸设计、进气口和出气口的布置、材质选择以及运行参数的确定。
蜗壳式旋风分离器的原理及设计
蜗壳式旋风分离器的原理及设计蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备，广泛应用于化工、环保、冶金等行业。
它通过利用离心力和重力的作用，将气体中的固体颗粒分离出来，从而实现气固两相的分离。
本文将详细介绍蜗壳式旋风分离器的原理和设计。
一、原理蜗壳式旋风分离器的工作原理基于旋风效应和离心力的作用。
当含有固体颗粒的气体通过进气口进入旋风分离器时，由于进气口的设计使气体呈螺旋状进入，形成旋风流动。
在旋风流动中，气体的速度逐渐加快，而固体颗粒由于惯性的作用而向外部壁面挪移。
当气体流速达到一定程度时，固体颗粒受到离心力的作用，沿着旋风分离器的外壁向下运动，并最终被采集在底部的集料室中，而净化后的气体则从出口排出。
二、设计1. 蜗壳式旋风分离器的结构蜗壳式旋风分离器主要由进气口、蜗壳体、旋风管、出口和集料室等组成。
进气口通常位于设备的顶部，用于引导气体进入旋风分离器。
蜗壳体是旋风分离器的主体部份，其内部呈螺旋状，用于形成旋风流动。
旋风管是连接蜗壳体和出口的管道，用于将净化后的气体从分离器中排出。
集料室位于分离器的底部，用于采集分离出的固体颗粒。
2. 进气口的设计进气口的设计对蜗壳式旋风分离器的性能有着重要影响。
进气口通常采用切割板或者导流板等结构，用于引导气体进入旋风分离器时形成螺旋状流动。
进气口的形状和尺寸应根据具体的工艺要求温和体特性进行设计，以确保气体能够均匀地进入旋风分离器，并形成稳定的旋风流动。
3. 蜗壳体的设计蜗壳体是蜗壳式旋风分离器的核心部份，其内部呈螺旋状结构。
蜗壳体的设计应考虑气体流动的速度和方向，以及固体颗粒的分离效果。
通常情况下，蜗壳体的螺旋角度和螺旋线的间距会影响气体流速和固体颗粒的分离效果。
较大的螺旋角度和较小的螺旋线间距可以增加气体的离心力，从而提高固体颗粒的分离效果。
4. 出口的设计出口是蜗壳式旋风分离器的重要组成部份，用于排出净化后的气体。
出口的设计应考虑气体的流速和阻力，以及固体颗粒的再次带走。
旋风分离器模拟计算开题报告
青海大学毕业论文（设计）开题报告
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1. 毕业论文（设计）的选题应以专业课的内容为主，可以针对某些基础理论和学术问题进行探讨，也可以结合科技生产和社会生活的实际问题进行研究、开发与设计。
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若需二人以上共同完成，须由指导教师提出并经院、系（部）负责人批准。
大题目的总体设计每个同学都要参加，其余部分应做到分工明确，每个学生必须独立完成其中的一部分工作，并独立撰写各自的毕业论文（设计）。
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旋风分离器的设计方法
压 力 损 失 是 旋 风 分离 器 的 主要 性 能 参 数 ，直接 关 系 到能 量 消耗 和 风 机 的选 型 ，对低 压 操 作 的旋 风 分 离 器 ，压 力损 失 指 标尤 其 重要 ，因此 必须 给 予 重 点 考 虑［ 。
旋 风 分离 器 的设 计 受 分 离 效率 、压 降 和 流量 三 个 特性 参 数相 互 制 约 ，必须 同时 满 足要 求 。一 般流 量 为 给定 初 始 值 ，设计 思 路 主要 分 为 三 种 ：一 种 是根 据 流量 和压 降设 计 旋 风分 离 器 尺 寸 ，采 用 分 离 效率 进 行 校核 ；另一 种 是根 据 流 量 和分 离 效 率设 计 尺 寸 ，采 用压降进行校核 ；最后一种是根据流量和旋风分离 器入 口速度设计尺寸 ，对压降和分离效率进行校核。 由于第 一 种 方法 校 核 方便 ，试 算 成 功 率 比较 高 ，故 本 文 采用 第 一 种方 法 。
Ａ ｐ： １ ｃｊ ｐ Ｖ ＮＨ
式 中 ：ｃｉ为人 ＬＩ型式阻力 系数 ，具体数值见表 １；Ｐ
为气体密度 ，ｋｇ］ｍ ；Ｖｉ为人 Ｅｌ速度 ，ｍ／ｓ，其幂指数 Ｉ１
［４］ 苏 晓 梨 ，玉 振 明 ．基 于捕 获 功 能 的 电压 频 率 及 相 序 检 测 方 法 【Ｊ】，梧 ９’Ｉ，Ｉ学院学报 ２０１０（６）． （收稿 日期 ：２０１２—７—８）
· ５４ ·
煤石广现代化
２０１２年第５期
总第１１０期
１８０。 、３６０。的蜗壳式 ，但现有文献上的压力损失计 算 式均 只 适 用于 切 向进 口 ，不具 有 通用 性 。本 文采 用 文 献 ［３】中提 出 的压 力 损 失 计 算 的修 正 式 ，以适 用 于 任 何进 口形 式 ，计算 式 形式 如 下 ：
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计的标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：旋风分离器通常用于固体颗粒的分离，因此应选择适用于固体颗粒的耐磨、耐腐蚀的材料。
常见的材料有不锈钢、碳钢等。
2. 设计要求：旋风分离器应满足预期的分离效率和产量要求。
设计时需要根据进料流量、粒径、粒度分布等参数确定分离器的尺寸、结构和几何形状。
3. 几何形状和结构设计：旋风分离器通常采用圆柱形或锥形结构，以便使颗粒沉积和分离。
另外，还需考虑分离器的入口和出口形式，以及进出口的位置和尺寸。
4. 气体流动设计：旋风分离器中的气体流动是实现颗粒分离的关键。
设计时需要考虑气体流速、流量和压力等参数，以确保良好的分离效果。
5. 清灰系统设计：旋风分离器在使用过程中会产生较多的颗粒沉积，需要设计合适的清灰系统，以定期清理分离器内的积灰。
6. 运行安全：旋风分离器设备需要满足相应的运行安全要求，包括防爆、防震、防尘等方面的设计。
7. 操作和维护：旋风分离器设备应设计方便操作和维护，方便人员对设备进行清理、检修和更换零部件。
总的来说，旋风分离器设计标准需要综合考虑颗粒特性、分离要求、运行条件等因素，以确保分离器具有高效、稳定、安全、可靠的性能。
旋风分离器的设计计算
旋风分离器的设计计算
R.K.Sinnott
【期刊名称】《医药工程设计》
【年(卷),期】1989(000)004
【摘要】旋风分离器是气固分离器的主要型式,靠离心力进行分离,应用广泛。
旋风分离器结构简单,可用各种材料制作,能用于高温高压。
旋风分离器适用于分离粒径为5μm 以上的颗粒,对于粒径在0.5μm 以下的较小微粒,在旋风分离器中会发生附聚作用。
旋风分离器最通用的结构型式是反流
【总页数】4页(P11-14)
【作者】R.K.Sinnott
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】R
【相关文献】
1.旋风分离器旋风长度的分析计算 [J], 高翠芝;孙国刚;董瑞倩
2.一种新型旋风分离器--均匀料流旋风分离器 [J], 谭岳云
3.旋风分离器简捷设计计算方法 [J], 刘忠文
4.旋风分离器自然旋风长的影响因素 [J], 高助威; 王娟; 王江云; 毛羽
5.旋风分离器设计计算的研究 [J], 蔡安江
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金国淼主编.除尘设备设计[M ].上海,上海科学技术出版
社1985. [3]
Casal J Martinez -Benot J M . A new calculation method
of resistance in cycione separator [J ].chem Eng 1983(2.
P气体密度;
V j入口速度其幂指数7在1. 5\2之间
变化一般7可取为2;
压力损失AP的计算式将作为设计旋风分离器筒体直径D 0的计算基础0
表1
入口阻力系数
入口方式
直
切
90o蜗壳180o蜗壳C j
1
0. 694
0. 4
2
压力损失AP与筒体直径D 0间的计算关系压力损失AP计算式中由旋风分离器结构
尺寸求得进口速度头N H的计算式已在各种文献中提出0我们分析认为:CaSal -Benot ~Barth ~Stairmand ~Shepherd和Lapple的计算式比Alexander和FiSt的计算式要好0但Barth和Stairmand的计算式复杂而Shepherd和Lapple的计算式简单却不精确0CaSal -Benot的计算式简单且精确性较好其计算式为:
cyclone air separator G resistance G classified size G
(上接36页
!按照国家对资源开发利用的有关政策做好总体规划安排好首采地段O宜在划定的盐田范围内加强资源勘察程度进行小规模生产或试验工程起步O
[实例三]
某厂油改煤热电工程顾客项目
期短设计与施工交叉进行则带来现场施工中较多返工或图纸修改O由于现场施工管理到位且强化了专业现场设计修改力量及时纠正未给工程带来较大损失O
史O由于它具有价格低廉~结构简单~无相对运动部件~操作方便~性能稳定~压力损耗小~分离效率高~维护方便~占地面积小,且可满足不同生产特殊要求的特点,至今仍被广泛应用于化工~矿山~机械~食品~纺织~建材等各种工业部门,成为最常用的一种分离~除尘装置O
旋风分离器的分离是一种极为复杂的三维~二相湍流运动,涉及许多现代流体力学中尚未解决的难题,理论研究还很不完善O各种旋风分离器的设计工作不得不依赖于经验设计和大量的工业试验,因此,进行提高旋风分离器设计计算精度~提高设计效率,降低设计成本的研究工作就显得十分重要O
参考文献
[1]
卢寿慈王佩云译.粉体工程手册[M ].北京,化学工
式中, n =e D 01. 8G h 1=2. 97D 0G 1=0. 6上述各式中, A j为入口面积G V j为入口速度G 0p为颗粒密度G u为气体粘度G S ZU为轴向分速为零的轴向滞留面其高度为h 1G 1为滞留面的半锥角G其余符号的含义见图1所示O将分级粒径的理论计算值与设计要求的分级粒径值进行比较调整旋风分离器的相关设计值直到满足设计要求为止O
设计长锥体型旋风分离器时可选用下式:
dC =
A j n-0. 5
IM8$
[
10p J j h 1
][
20e
(1+16. 2D 0
]
n
通过对旋风分离器设计计算的研究使设计工作减少了盲目性且有规律可循并可方便地达到优化设计的要求同时又可有效地减少其使用性能的工业试验降低设计成本从而高效~准确~低成本地完成旋风分离器的设计任务O 5
科学合理地设计旋风分离器的关键是在设计过程中充分考虑其所分离颗粒的特性~流场参数和运行参数等因素O一般旋风分离器常规设计的关键是确定旋风分离器的筒体直径D O ,只要准确设计计算出筒体直径D O ,就可以依据设计手册完成其它结构参数的标准化设计O鉴于此,我们在理论研究和设计实践的基础上,提出了分级用旋风分离器筒体直径D O的计算方法O即用表征旋风分
这类边设计~边施工的模式在以往本院工程总承包的项目中常见其最终结果都是要付出代价的#只是代价大和小之别O特别是对某些工艺系统复杂工艺软件不甚成熟或自身设计经验不足的情况下则风险性就更大切应谨慎行事O 3
[1]
实施计划安排,一年内完成设计~施工工作年底建成见效益O
(1风险因素,属"类别且设计此工艺系统还欠熟悉缺乏设计经验O
71OO55D
O
引言
旋风分离器在工业上的应用已有百余年历
离器性能的关键指标压力损失AP作为设计其筒体直径D O的基础,用表征旋风分离器使用性能的关键指标分级粒径dc作为其筒体直径D O的修正依据,来高效~准确~低成本地完成旋风分离器的设计工作O 1
压力损失AP的计算方法
压力损失AP是设计旋风分离器时需考虑的关键因素,对低压操作的旋风分离器尤其重要O旋风分离器压力损失的计算式多是用实验数据关联成的经验公式,实用范围较窄O
Based on the theoretical researches and design
practise the design and calculation method of cyclone air separator was put forward .
图1
4
结语
keywords ,
calculation
Research on design and calculation
of cyclone air separator
CAI An -jiang
(Xi anUniversity of Architecture 8Technology
Xi an Shanxi 710055 China
abstract ,
由于产生压力损失的因素很多,要详尽计算旋风分离器各部分的压力损失,我们认为没有必要O通常,压力损失的表达式用进口速度头N H表示较为方便O进口速度头N H的数值对任何旋风分离器将是常数O目前,使用的旋风分离器为减少压力损失和入口气流对筒体内气流的撞击~干扰以及其内旋转气流的涡流,进口形式大多从切向进口直入式改为18O ~36O的蜗壳式,但现有文献上的压力损失计算式均只适用于切向进口,不具有通用性,因此,在参考大量实验数据的基础上,我们提出了压力损失计算的修正公式,即考虑入口阻力系数,使其能适用于各种入口型式下的压力损失计算O修正的压力损失计算式是:
N H =11. 3 (2c e
2 +3. 33
(2令:
a =f 1D 0(3 b =f 2D 0(4 c e =f 3D 0
(5
式中:f 1旋风分离器的进口高度系数;
f 2旋风分离器的宽度系数; f 3旋风分离器的排出管直径系数0将(3 ~(4 ~(5代入(2得:
H =22
N f 34
+3. 33
(2事后设计回访小结,工程虽经多方面努力按原计划实施完成并获得效益O但因建设工
参考文献
方海秋.紧急工程设计项目风险对策的实践[J ].化工矿物
与加工2002. 6.
! 23!
(6因:V j =ab
(7
则将(3 ~(4式代入(7式得:
V j =
f 1f 2D 02
(8将(6 ~(8式代入(1式整理得:2
D 0=[(1f 34+(f 1f 2 2
2AP ]4
(9
22
论校验计算0
关于分级粒径的计算理论主要有沉降分离理论(转圈理论~紊流混掺层流边界层分离理论和平衡轨道分离理论(筛分理论~假想圆筒理论三种根据这三种理论国内外学者提出了许多分级粒径的计算式0在理论分析和设计经验的基础上我们认为采用平衡轨道分离理论推导的计算式较为
文章编号:1OO8-7524C 2OO3D O8-OO21-O3
IMS P旋风分离器设计计算的研究
蔡安江
C西安建筑科技大学机电工程学院,陕西西安
摘要:在理论研究和设计实践的基础上,提出了旋风分离器的设计计算方法O关键词:旋风分离器9压力损失9分级粒径9计算中图分类号:TD 922+-5
文献标识码:A
3E m
式中
O =1. 15Re +0. 04B =0. 43
Re
+0. 4E 0=1. 62(1. 56+R e
E m =3. 05
0e
K 1=
E 0 (OR e 1 2
K 2=(1. 66-1. 46R e
h
2
(h +h 1 2
K 3=[
2+(2h
2+
2
其中:Re =e 10
; A j =a >b
合
适0
Barth ~
Barth
-LeimWeber ~
MuSchelknatz ~木村典夫和池森龟鹤等学者均以此理论在各自特定的流场模式条件下给出了分级粒径的计算式0经过大量的设计实践我们选用下列计算式较为理想0
设计常规型旋风分离器(如Stairmand型时可选用下式:cc =[2j Tk 3(P p -P v j h ]2 [1OBE m (k 3B -O 2+
收稿日期:2OO3-O3-O3
-21-
AP =
CjPV j 7N H 2
IM8P利用该公式就可以较准确地计算出所设计旋风分离器的筒体直径D 0然后依据设计手册~已有的文献资料和设计要求就可以初步完成旋风分离器其它结构尺寸的设计计算03
分级粒径c c的计算方法
旋风分离器初步设计完成后为减少大量的工业试验降低设计成本我们采用设计要求的分级粒径c c值对所设计旋风分离器的性能进行理式中:C j入口型式阻力系数选择时见表;