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旋风除尘器离心分离理论

    旋风除尘器内的气流及颗粒运动十分复杂,对于颗粒的分离捕集机理在做出许多简化假设后,形成各种不同的分离机理模型,主要有转圈理论、筛分理论、边界层分离理论、传质理论和亲流扩散理论等。
    转圈理论(沉降分离理论),转圈理论是由重力沉降室的沉降原理发展起来的。它主要考虑旋蜗的离心分离作用。其原理是:粉尘颗粒受离心力作用,沉降到旋风除尘器壁面所需要的时间和颗粒在分离区间气体停留时间的相平衡,从而计算出粉尘完全被分离的最小极限粒径,即分离效率为100%的粉尘颗粒最小粒。如果将进入旋风除尘器内气流假定为等速流,即气体严格地按照螺旋途径始终保持与进入时相同的速度流动,而颗粒随气体以恒定的切向速度(与位置变化无关),由内向外克服气流对它的阻力,穿过整个气流宽度,流经一个最大的净水平距离,最后到达器壁被分离。
    筛分理论的要点是:假想在旋风除尘器内排气管下方有一个柱面,含尘气流做旋转运动时处在该假想面上粉尘在径向上同时受到方向相反的两种力的作用,即由蜗旋流产生的离心力使粉尘向外移动,由汇流场产生的向心力又使粉尘向内飘移。离心力的大小与粉尘直径的大小有关,粉尘粒径越大则离心力越大,因而必定有一临界粒径,其所受的两种力的大小正好相等。由于离心力的大小与粉尘粒径的三次方成正比,而向心力的大小仅与粉尘粒径的一次方成正比,显然有些粉尘粒被推移到除尘器外壁而被分离出来;相反,粉尘被带入上升的内蜗旋中排出除尘器。因而可以设想有一筛网一样,其孔径为固定值,凡粉尘粒径大于孔径者被截留在筛网的一面,而小于孔径者则通过筛网排出除尘器。筛网的位置就在内外蜗旋的交界面处。旋风除尘器除尘效率是随切向速度和粉尘密度的增加、随径向速度和排出管直径的减小而增加的,其中起主要作用的是切向速度。

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