旋风分离器设计
旋风分离器结构及参数标定方案设计
（２）分离效率测定
称取质量为Ｍ１的物料．均匀喂入设计的系统
中，形成一个气固两相流。 经一定时间后，停机。从旋风分离器的集灰 斗中取出从两相流中分离出的部分物料，并 称量，为M2。 总分离效率用下式计算。 ηT=M2/M1
分别对喂入物料和收下物料做粒度分析，
可用下式求得部分分离效率．
3
计算公式
(1) lapple
A 16 2 De
2
(2) cassal
ab 11.3 2 3.33 D e
2
5 分离效率计算
(1 n)Qd p (2H1 H 2 )r2 x 1 exp[ ] 2 1 n 1 n n 2 2 18a (r2 r1 )r2 (r2 r1 )
其它事项
绘图仪器及图板： 以班级为单位到学校借用 2 图纸：个人购买 3 设计说明书：到教材科领用 4 时间安排：两周 5 成绩评定
1
1
根据处理风量计算旋风分离器的规格
Q Fi Vi
其中：Fi为旋风分离器入口面积。 Fi=ab=c1c2D2, c1c2为常数.
Q 为处理风量
Vi 为入口风速， 可在14－22m/s之间选取．
２结构尺寸的计算，可根据不同的形式选取 各部分尺寸代号如图,比例关系见下表
De b a
h H
s D
五 图纸要求
一号图纸1张
完整表现旋风筒的结构及尺寸 完整表现参数测定系统流程 图面安排如下
10
图线框
标题栏
25
594Χ841
标题栏
济南大学 材料科学与工程学院
指导教师
16 8
设计 成绩
旋风分离器设计方案
旋风分离器设计方案用户：特瑞斯信力（常州）燃气设备有限公司型号： XC24A-31 任务书编号： SR11014 工作令： SWA11298 图号： SW03-020-00编制：日期：本设计中旋风分离器属于中压容器，应以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。
设计标准如下：a. TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》b. GB150-1998《钢制压力容器》c. HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》d. JB4712.2-2007《容器支座》2、旋风分离器结构与原理旋风分离器结构简单、造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般主要应用于需要高效除去固、液颗粒的场合，不论颗粒尺寸大小都可以应用，适用于各种燃气及其他非腐蚀性气体。
说明：旋风分离器的总体结构主要由：进料布气室、旋风分离组件、排气室、集污室和进出口接管及人孔等部分组成。
旋风分离器的核心部件是旋风分离组件，它由多根旋风分离管呈叠加布置组装而成。
旋风管是一个利用离心原理的2英寸管状物。
待过滤的燃气从进气口进入，在管内形成旋流，由于固、液颗粒和燃气的密度差异，在离心力的作用下分离、清洁燃气从上导管溜走，固体颗粒从下导管落入分离器底部，从排污口排走。
由于旋风除尘过滤器的工作原理，决定了它的结构型式是立式的。
常用在有大量杂物或有大量液滴出现的场合。
其设计的主要步骤如下：①根据介质特性，选择合适的壳体材料、接管、法兰等部件材料；②设计参数的确定；③根据用户提供的设计条件及参数，根据GB150公式，预设壳体壁厚；④从连接的密封性、强度等出发，按标准选用法兰、垫片及紧固件；⑤使用化工设备中心站开发的正版软件，SW6校核设备强度，确定壳体厚度及接管壁厚；⑥焊接接头型式的选择；⑦根据以上的容器设计计算，画出设计总设备图及零件图。
4、材料的选择①筒体与封头的材料选择：天然气最主要的成分是甲烷，经过处理的天然气具有无腐蚀性，因此可选用一般的钢材。
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。
旋风分离器的设计
长气体停留时间，所以，细而长的器身有利于颗粒的离心沉降，使分离效率 提高。
B:减小上涡流的影响：含尘气体自进气管进入旋风分离器后，有一小部分气
体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时汇入上升 的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。上涡流中的颗粒也随之由排气管排 出，使旋风分离器的分离效率降低。采用带有旁路分离室或采用异形进气管 的旋风分离器，可以改善上涡流的影响。
XLP型：XLP型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口，其上沿 较器体顶盖稍低。含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。“旁室”结构 能迫使被上旋流带到顶部的细微尘粒聚结并由旁室进入向下旋转的主气流而 得以捕集，对5am以上的尘粒具有较高的分离效果。根据器体及旁路分离室 形状的不同，XLP型又分为A和B两种形式，其阻力系数值可取〜。
临界粒径de的颗粒d50= J D/Ui(ps—p)]二am
d/ d50=
查询图可知，n为 四台旋风分离器并联
△p=Epui72
取△p=1460Pa,E二，允许的最大气速：Ui=(2△p/Ep)
取de=6am N=5,进气口宽度hB=Vs/ Ui= D2/8 ,
D=
D=4B B=0 0414m
入口高度h=D/2=
d50= J D/Ui(Ps-p)]
对于同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器，无论大小，皆可通用同一条粒 级曲线。标准旋风分离器的np与d/d50的关系：
总效率no=2xinpi,Xi为进口处第i段颗粒占全部颗粒的质量分率。
②旋风分离器的压强降
压强降可表示为进口气体动能的倍数：△p=Epui2/2
E为阻力系数，对于同一型式及相同尺寸比例的旋风分离器，E为常数，标
旋风分离器的设计
旋风分离器的设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-旋风分离器的设计姓名：顾一苇班级：食工0801指导老师：刘茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量：900m3/h ；允许压强降：1460Pa旋风分离器类型：标准型（XLT型、XLP型、扩散式）含尘气体的参数：气体密度： kg/m3粘度：×10-5Pa·s颗粒密度：1200 kg/m3颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。
颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。
气固得以分离。
在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。
在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；固相沿内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。
对于直径在5um 以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
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。
旋风分离器设计
旋风分离器:旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。
工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。
旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉，用于捕集直径5～10μm以上的粉尘，广泛应用于制药工业中，特别适合粉尘颗粒较粗，含尘浓度较大，高温、高压条件下，也常作为流化床反应器的内分离装置，或作为预分离器使用，是工业上应用很广的一种分离设备。
主要功能：旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行，在西气东输工程中，旋风分离器是较重要的设备。
机构简介：旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。
工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。
是工业上应用很广的一种分离设备。
工作原理：旋风分离器是利用气固混合物在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。
由于颗粒所受的离心力远大于重力和惯性力，所以分离效率较高。
常用的（切流）切向导入式旋风分离器的分离原理及结构如图所示。
主要结构是一个圆锥形筒，筒上段切线方向装有一个气体入口管，圆筒顶部装有插入筒内一定深度的排气管，锥形筒底有接受细粉的出粉口。
含尘气流一般以12—30m/s速度由进气管进入旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。
旋转气流的绝大部分，沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下朝锥体流动。
此外，颗粒在离心力的作用下，被甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力，而靠器壁附近的向下轴向速度的动量沿壁面下落，进入排灰管，由出粉口落入收集袋里。
旋转下降的外旋气流，在下降过程中不断向分离器的中心部分流入，形成向心的径向气流，这部分气流就构成了旋转向上的内旋流。
内、外旋流的旋转方向是相同的。
最后净化气经排气管排出器外，一部分未被分离下来的较细尘粒也随之逃逸。
旋风分离器设计
旋风分离器设计旋风分离器设计中应该注意的问题旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。
它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。
旋风分离器结构简单，没有转动部分。
但人们还是对旋风分离器有一些误解。
主要是认为它效率不高。
还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。
旋风分离器经常被当作粗分离器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。
例如，当在设定的使用范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。
和布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。
比如，爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。
旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。
另外旋风分离器的维护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。
在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。
基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。
通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。
在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。
这种技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。
这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。
同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。
当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。
1、进入旋风分离器的气体必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。
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旋风分离器设计中应该注意的问题
旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。
它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。
旋风分离器结构简单，没有转动部分。
但人们还是对旋风分离器有一些误解。
主要是认为它效率不高。
还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。
旋风分离器经常被当作粗分离器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。
例如，当在设定的使用范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。
和布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。
比如，爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。
旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。
另外旋风分离器的维护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。
在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。
基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。
通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。
在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。
这种技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。
这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处
理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。
同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。
当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。
1、进入旋风分离器的气体
必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。
我们知道气体的这些特性会随着工艺压力，地理位置，湿度，和温度的变化而变化。
2、进入旋风分离器的尘粒
和气体特性一样，我们也必须确保尘粒的特性参数就是从进入旋风分离器的尘粒中测量获得的。
很多时候，在想用高效旋风分离器更换低效旋风分离器时，人们习惯测量排放气流中的尘粒或已收集的尘粒。
这种做法值得商榷，有时候是不对的。
获得正确的尘粒信息的过程应该是这样的。
首先从进入旋风分离器的气流中获得尘粒样品，送到专业实验室决定它的空气动力学粒径分布。
有了这个粒径分布就可以计算旋风分离器总的分离效率。
实际生产中，进入旋风分离器的尘粒不是单一品种。
不同种类的尘粒比重和物理粒径分布都不相同。
但空气动力学粒径分布实验有机地将它们统一到空气动力学粒径分布中。
3、另外影响旋风分离器的设计的因素包括场地限制和允许的压降。
例如，效率和场地限制可能会决定是否选用并联旋风分离器，或是否需要加大压降，或两者同时采用。
4、旋风分离器的形状
旋风分离器的形状是影响分离效率的重要因素。
例如，如果入口
尺寸，锥体尺寸，排气管，以及排放口不一样，两个相同筒径的旋风分离器会有相当大的效率差别。
图1分离器A
在图1中，分离器A的设计形式会造成一些问题：
入口设计可能不能提供充分的入口速度和想要的速度分布。
切线式入口可能造成排气管的磨损和因为排气管的干扰造成入口气流紊乱。
还有就是可能会造成入口气流和排出气流的短路，夹带尘粒而出造成分离效率下降。
考虑不周的内部设计会造成气流紊乱。
这种情况下就会把本来应被收集的尘粒裹挟到向上的排出气流中而逃出分离器。
急速的锥体直径变化，会造成筒体和锥体连接处的磨损。
它也阻止了收集到的尘粒平滑地从筒体到锥体的运动。
这样的锥体下部很容易被磨损。
很明显，在分离器和卸灰阀之间没有用以帮助分离的灰斗。
5、入口管道的设计
不合适的管道设计是最常见的造成进入旋风分离器流量不足的重要原因。
事实上，有一个普遍现象，那就是配置的风机不能满足系统的流量要求。
因为整个系统的压降超过了风机能满足的压头，这样风机就自动移到高压降，低流量的状态工作。
另外，很多设计人员因为一些原因会在分离器入口前放一个弯头（如图2）。
图2 分离器入口前放一个弯头
实际上，为了达到好的分离效果，气体应该通过直管进入分离器，直管的长度约为6-8倍入口管直径（有资料上说4-10倍的）。
这样做主要是为了防止尘粒浓聚在弯头外侧再进入分离器，气体中的尘粒在气流中分配不均。
6、尘粒排出设计
不恰当的卸灰设计能造成粉尘的二次夹带。
比如许多人认为风机设在分离器上游时，分离器进行正压运行，此时不必设灰斗或卸灰阀。
这是不对的。
事实上，旋风分离器内部向上的旋流不管是由正压或负压产
生的，都具有夹带粉尘的能力。
在任何情况下，灰斗和卸灰阀都必须纳入设计考虑之中（图3）。
图3 灰斗和卸灰阀
设计和运行中应特别注意防止旋风分离器底部漏风，因为旋风分离器通常是负压运行。
实践证明，旋风分离器漏风5%，效率降低50%，旋风分离器漏风15%，效率接近于零。
因而，必须采用气密性好的卸灰阀。
7、分离过程中气体和尘粒特性的改变
在实际分离过程中，气体和尘粒特性的变化会造成很严重的问题。
比如在一个没有没有保温的分离器中可能会碰到结露的问题。
因为通过分离器时，气体损失了热量，气温下降到露点温度或以下所致。
这时可以看到本应干的尘粒变成了湿的。
分离器内壁也有尘粒结层现象。
因为气流旋转摩擦，尘粒也会荷电，导致物料架桥现象出现，不易被排到灰斗或堵塞排料口造成卸灰阀排料不畅。
在有的情况下，还可能导致爆炸和着火。
所以在分离器设计中，接地是必须的。
注：本文大部分是从一个英文文章翻译过来的，部分内容引用了向晓东著的《现代除尘理论与技术》。