旋风除尘器计算
工业通风除尘用旋风除尘器的选择计算
工业通风除尘用旋风除尘器的选择计算1 引言旋风除尘器（简称旋风器）与其他除尘器相比，具有结构简单、造价便宜、维护管理方便以及适用面宽的特点。
旋风器适用于工业炉窑烟气除尘和工厂通风除尘；工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘干回收。
高性能的旋风器对于输送、破碎、卸料、包装、清扫等工业生产过程产生的含尘气体除尘效率可以达到95%～98%，对于燃煤炉窑产笺烟尘除尘效率可以达到92%～95%。
旋风器亦可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，与其他类型高效除尘器合用。
旋风器具有可以适宜和于高温高压含尘气体除尘的特点。
旋风器的类型有切流反转式、轴流反转式、直流式等。
工厂通风除尘使用的主要是切流反转式旋风器。
2 旋风器结构2．1 单体基本结构单体基本结构参见图1，含尘气体通过进口起旋器产生旋转气流，粉尘在离心力作用下脱离气流和筒锥体边壁运动，到达壁附近的粉尘在气流的作用下进入收尘灰斗，去除了粉尘的气体汇向轴心区域由排气芯管排出。
图1 旋风器结构示意图2．2 结构改进措施旋风器在长期使用中，为了达到低阻高效性能其结构不断进行改进，改进措施主要有：（1）进气通道由切向进气改为回转通道进气，通过改变含尘气体的浓度分布、减少短路流排尘量。
回转通道在90°左右时阻力较小。
（2）把传统的单进口改为多进口，有效地改进旋转流气流偏心，同时旋风器阻力显著下降。
（3）在筒锥体上加排尘通道，防止到达壁面的粉尘二次返混。
（4）采用锥体下部装有二次分离装置（反射屏或中间小灰斗）防止收尘二次返混。
（5）排气芯管上部加装二次分离器，利用排气强旋转流进行微细粉尘的二次分离，对捕集短路粉尘极为有效。
（6）在筒锥体分离空间加装减阻件降阻，等。
2．3 组合技术处理气体量较大时，可以采用多个旋风器单体进行并联组合。
（1）多筒组合：多筒组合可以采用分支并联和环状并联方式，见图2。
组合技术的关键在于含尘气流分配的均匀性和防止气流串流。
分支并联一般采用双旋风器、四旋风器方式。
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。
气溶胶力学旋风除尘器计算公式
旋风除尘器图 4-4 旋风除尘器图4—5考虑一位于点（r,θ）处的流体微元，如图4—5所示，在不考虑阻力的情况下，只有正压力作用在微元上，流动是二维的，单位厚度微元的质量为：ρrdrdθdm=而粒子的加速度为：r va 2=则 dp rd r v rdrd θθρ=⋅2收集效率公式为⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-=ϕπηθn v v N N r 2exp 1101 （1）极限粒径p d dc ≤= （2）径向速度rv d v p p r2218θμρ= （3）p p rd rv v 5.115.05.02)152(μρρθ= （4） 切向速度21ln()Qv v ra r r θ== (5)n=h/a (6)φ=b/r 2 (7)r 2为筒体的半径式（2）是收集效率公式的应用条件， 计算旋风器的收集效率时，对小于极限粒径的粒子径向运动速度v r 按式（3）计算，对大于极限粒径的粒子运动速度v r 按（4）计算，这样，对任何粒径的粒子，均可按式（1）计算收集效率。
例.已知D=120mm ，进口切线速度v θ=15m/s,n=2.5,φ=0.40,μ=1.8x10-5Pas; ρp =2500kg/m 3; ρp =1.2kg/ m 3。
计算旋风器的收集效率。
解：由式（1）计算的分级效率见图4-8中曲线3，而图4-8中的实线为实测曲线。
由图4-8可知，对于细小粒子，实际效率高于理论效率；对于较大粒子，实际效率低于理论效率。
前者是由于细小粒子发生凝并的缘故，后者是由于大粒子的回跳，降低了收集的效率。
旋风除尘器的主要几何尺寸对其阻力影响很大，正确选择旋风器的主要尺寸，可以大大降低阻力从而减小能量消耗。
要做到正确选择，必须首先搞清楚旋风器的主要几何尺寸与其阻力之间的内在规律。
旋风除尘器内部气流的运动是比较复杂的，目前我们还不能准确地从理论上推导出描述旋风器阻力的公式，因而不得不采用半经验的方法来加以解决。
图 4-8 旋风器的分级效率旋风除尘器的阻力与其进口速度之间的关系可用下式描述：△P=ξv 2ρ/2 （8）式中 ζ——阻力系数；ρ——空气的密度。
常规旋风除尘器结构参数设计计算表
13°-15°
2-4
L1=2D0 De=0.5D0 L=0.33D0 C=0.5D0 B=0.25D0 Dd=0.25D0
A=BC
m
0.10.3
m
m 15-25
0.42 0.25 0.1625 0.1625 0.165 0.5 0.33 0.32 0.4 0.3 0.195 0.3 16.84 2.35
1.95 0.2Biblioteka 0.75 0.75 0.75 0.5 1.5 1.85 1.9 0.15 0.45 0.45 17.06 11.10
m
0.30.5
m
m
0.30.75
m
4000 3.5 0.64 0.65 1.5 0.975 0.95 2.2 1.43 1.4 0.5 0.325 0.325 0.65 0.42
87500 3.5 2.97 3
1.5 4.5 4.5 2.2 6.6 6.6 0.5 1.5 1.5 0.65 1.95
旋风除尘器设计相关计算
处理气 量Q
净空风 速
vo(25)
筒直径 计算值
Do
筒直径 选取值
Do
长度比 值1
直筒长 计算值
H
直筒长 选取值
H
锥筒长 比值
锥筒长 计算值
h
锥筒长 选取值
h
内芯比 值
内芯直 径计算
值Φ
内芯直 径选取
值Φ
内芯长 比值
内芯长 计算值
L
m/3h m/s
m
m 1.5-2 m
m 2-2.5 m
旋风除尘器各部分尺寸常用比值
名称
一般
常用
外筒直径（D0）
旋风除尘器原理介绍和计算
1、重力沉降室特点
除尘效率：40％～70％ 优点：简单、投资少、易维护 缺点：占地大，除尘效率低 应用：初级除尘
2、重力沉降室设计注意事项
1．保证粉尘能沉降，L足够长；
2．气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉 降所需的时间;
3．能100%沉降的最小粒径（临界粒径）。
1
d m in
18V
含尘浓度增高，压力降明显下降。 操作运行中可以接受的压力损失一般低于 2kPa 。
四、影响旋风除尘器性能的因素
（一）工作条件
（三）分离器的气密性
入口速度 气体物理性质 粉尘粒径
除尘器下部（排灰口）的严 密性, 渗入外部空气, 可使 效率显著下降。
（二）尺寸影响 筒体直径
漏风：0% 、 5% 、 15% η： 90%、 50%、 0
（二）旋风除尘器的压力损失
P
1 2
Vin
2
：局部阻力系数
16
A
d
2 e
A：旋风除尘器进口面积
de：旋风除尘器排出口直径
旋风除尘器型式
ξ
XLT XLT⁄A XLP⁄A XLP⁄B
5.3 6.5 8.0
5.8
旋风除尘器的压力损失特点：
相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相 同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变 。
2.3D 0.43D
2.0D 0.3D
5000（420） 860（770）
890（700） 1450（1150）
1350 （1210）
1950 （1740）
A /1.75 1.75 A
4.9b 0.58D 1.6D 1.3D 0.145D 440（490） 670（770） 990（1110）
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。
常规旋风除尘器结构参数设计计算表
m
0.10.3
m
m 15-25
0.42 0.25 0.1625 0.1625 0.165 0.5 0.33 0.32 0.4 0.3 0.195 0.3 16.84 2.35
1.95 0.25 0.75 0.75 0.75 0.5 1.5 1.85 1.9 0.15 0.45 0.45 17.06 11.10
旋风除尘器各部分尺寸常用比值
名称
一般
常用
外筒直径（D0）
直筒高（L1） 排风管直径（De）
排风管长（L） 进风口高（C） 进风口宽（B） 排灰口直径（Dd） 进风口面积（A）
半锥角(α) 进口高宽比
L1=(0.5-2）D0 De=（0.3-0.6）D0 L=（0.3-0.75）D0 C=（0.4-0.5）D0 B=（0.2-0.25）D0 Dd=（0.15-0.4）D0
说明400014025001006761150030010501905019015522530060606060666666111011546255014021659018119gdmc布袋除尘器设计计算表处理风mmin计算面积选取上箱体排进气上口距离部支架高度mm上箱体设计高度mm确定每选取阀间距选取袋间距选取灰斗夹角实际袋脉冲阀总数全过滤面积仓过滤面积室过滤面积阀过滤面积全过滤风速mmin合理灰斗高度最小中箱高度单排除尘器总长约除尘器总宽约单位重量kgm旋风除尘器设计相关计算旋风除尘器各部分尺寸常用比值内芯比值总高度备注名称一般常用152540003506406515097509522143140503250325065042042025016250162501650503303204030195031684235875003529715454522666605151506519519502507507507505151851901504504517061110abcabc进口高宽比处理气量净空风速vo25筒直径计算值do筒直径选取值do长度比值取值h内芯直径计算值内芯直径选取值取值l入口宽比入口宽选取值b入口高比入口高选取值l取值进风口风速vt排风管直径dede0306d排风管长ll03075d进风口高cc0405d进风口宽bb02025d排灰口直径dddd01504d131524
旋风除尘器原理介绍及计算
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------1 / 10旋风除尘器原理介绍及计算1、 、 重力沉降室 特点 除尘效率：40％ ％～ ～70 ％ 优点：简单 、 投资少 、 易维护 缺点：占地大 ， 除尘效率低 应用：初级除尘 复 习 2、 、 重力沉降室 设计注意事项 1 1 ．保证粉尘能沉降，L L 足够长； 2 2 ． 气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间; ; 3 3 ． 能 100% % 沉降的最小粒径 （临界粒径 ）。
沉降室内的气流速度 V 要根据尘粒的密度和粒径确定，一般为 0.3 ～ 2m/s 。
多层沉降室 1. 锥形阀；2. 清灰孔；3. 隔板 3.2 旋风除尘器 一、 工作原理 六、 旋风除尘器的设计 二、 旋风除尘器特点 三、旋风除尘器的性能指标 五、 旋风除尘器的类型 四、 影响旋风除尘器性能的因素 一、工作原理: : 旋风除尘器是利用 旋转气流产生的离心力 使尘粒从气流中分离的 ， 用来分离粒径 大于5 510 m m 的尘粒 。
工业上已有 100 多年的历史。
1 1 、 旋风除尘器结构 普通旋风除尘器是由以下等部分组成排气管 进气管 筒体 锥体 旋风除尘器组 22 、除尘器内气流与尘粒的运动外涡旋内涡旋上涡旋含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后，沿器壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流）。
外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。
这股向上旋转的气流称为内涡旋（内涡流）。
带着细尘粒一部分气流沿外壁面旋转向上，到达顶部后，再沿排出管旋转向下，从排出管排出。
这股旋转向上的气流称为上涡旋。
3 3 、旋风除尘器原理示意图结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。
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0.900877661
1.166666667 粉尘密度
m3/s 1500 kg/m3
与集气罩相连的管道内的气流速度 1.5
特征长度
集气罩 （H+L）大于等于 3D
2.050995905 4.850995905
2.1
烟气密度
23.07 m3/h
1.4
旋风除尘 进口风速vt 进口截面积 长a 宽b 筒体直径 筒体长度H1 椎体长度 排灰口直径D2 壁厚 排气管直径D1 排气管插入深度 压力损失 压力损失系数 P
3mm K标准切向进口
23.00 进口气体流量
0.05
0.32
0.35
0.16
0.14
0.701.19来自1.61 角度烟气流量 烟气浓度 气体动力粘度 排风量
H 罩口直径D
扩张角 罩下口面积 罩上口面积
集气罩高度
管道直径 排风量 压力损失系数 压力损失
Q
1 1 60
1.1 1.7325
4200
m3/h
1400
mg/m3
0.000018 pa·s
罩上口直径
0.255
0.79 0.05
0.37
0.26 1.18
管道内流速 4239
0.18
0.42 0.28
16 4.64 1719.52
4520 0.049
8
除尘效率计算 交界面圆柱高度ho 交界面圆柱半径ro
分割粒径dc50
速度分布指数n 粒径 微米 5 6 7 8 9 10 20 30
2.66 平均径向速度vr
0.34
5.364865733
0.629860002 进口组成
分级效率
% 0.01
eff 0.48510179
0.01 0.01 0.01
0.524006824 0.557798739 0.587557143
0.01 0.01
0.614043126 0.637816869
0.02 0.13
0.788577226 0.863686046
0.209787863
效率 0.004851018 0.005240068 0.005577987 0.005875571 0.006140431 0.006378169 0.015771545 0.112279186
40 50 60 70 80 90 100 >100
合计
0.25 0.26 0.14 0.1 0.02 0.01 0.01
1
0.907216802 0.934540639 0.952594342 0.96496697 0.973684695 0.97996371 0.984568284
0.226804201 0.242980566 0.133363208 0.096496697 0.019473694 0.009799637 0.009845683