1、任務二任務二 離心沉降離心沉降任課教師：趙佩復習內容：復習內容：l自由沉降l干擾沉降l重力沉降速度的計算l影響重力沉降速度的因素l重力沉降設備任務二任務二 離心沉降離心沉降l離心沉降速度l分離因數l離心沉降設備 與顆粒在重力場中相似，顆粒在離心力場中也受到三個力的作用，即 慣性離心力 Fc、向心力 Fb、 阻力 Fd 當三力平衡時，顆粒在徑向上相對于流體的速度即為顆粒在此位置上的離心沉降速度ur。 2sTr4 ()3duuR，其中uT為入口流體的切向速度。一、離心沉降速度一、離心沉降速度推導過程：推導過程： 依靠慣性離心力的作用而實現的沉降過程叫作離心沉降。依靠慣性離心力的作用而實現的沉降過程

2、叫作離心沉降。RudTs236RudT2362422rud 慣性離心力慣性離心力 向心力向心力 阻力阻力RudTs236RudT2362422rud0 0解得離心沉降速度為：解得離心沉降速度為： RuduTsr23)(4 （）rerduR2424 ， 代入式（代入式（）得：）得： RuduTsr2218)( （） cTtrKgRuuu2同一顆粒在同種介質中的離心沉降速度與重力沉降速度的同一顆粒在同種介質中的離心沉降速度與重力沉降速度的比值比值 ，稱為分離因數，稱為分離因數 cK 二、離心分離因數二、離心分離因數離心分離因數離心分離因數K Kc c是離心分離設備的重要性能指標，是離心分離設備的重

3、要性能指標，K Kc c值愈高，離心值愈高，離心沉降效果愈好沉降效果愈好。如高速管式離心機，如高速管式離心機， K Kc c可高達數十萬。可高達數十萬。1 1、旋風分離器旋風分離器臨界粒徑：臨界粒徑： 是判斷旋風分離器分離效率高低的重是判斷旋風分離器分離效率高低的重要依據。要依據。 5-75m 5-75m的粒子。的粒子。 特點：結構簡單，特點：結構簡單， 價格低廉，價格低廉， 性能穩定性能穩定。三、離心沉降設備三、離心沉降設備2 2、旋液分離器、旋液分離器 旋風分離器相比，旋液分旋風分離器相比，旋液分離器的特點是離器的特點是(1)(1)形狀細長，形狀細長，直徑小，圓錐部分長，以利直徑小，圓錐部

4、分長，以利于顆粒的分離；于顆粒的分離；(2)(2)中心經常中心經常有一個處于負壓的氣柱，有有一個處于負壓的氣柱，有利于提高分離效果。旋液分利于提高分離效果。旋液分離器中顆粒沿壁面高速運動，離器中顆粒沿壁面高速運動，磨損嚴重，一般采用耐磨材磨損嚴重，一般采用耐磨材料制造。料制造。l懸浮液從圓筒上部的切向進口進入器內，旋轉向下流動。懸浮液從圓筒上部的切向進口進入器內，旋轉向下流動。工作過程：工作過程：l液流中的顆粒受離心力作用，沉降到器壁，并隨液流下降液流中的顆粒受離心力作用，沉降到器壁，并隨液流下降到錐形底的出口，成為較稠的懸浮液而排出，稱為底流。到錐形底的出口，成為較稠的懸浮液而排出，稱為底流

5、。l澄清的液體或含有較小較輕顆粒的液體，則形成向上的內澄清的液體或含有較小較輕顆粒的液體，則形成向上的內旋流，經上部中心管從頂部溢流管排出，稱為溢流。旋流，經上部中心管從頂部溢流管排出，稱為溢流。 液體的粘度約為氣體的液體的粘度約為氣體的50倍，液體的倍，液體的(p-)比氣體的小，懸浮液的進口速比氣體的小，懸浮液的進口速度也比含塵氣體的小，所以同樣大小和密度的顆粒，度也比含塵氣體的小，所以同樣大小和密度的顆粒，沉降速度遠小于含塵氣體在旋風分離器中的沉降速度。沉降速度遠小于含塵氣體在旋風分離器中的沉降速度。 要達到同樣的臨界粒徑要求，則旋液分離器的直徑要比旋風分離器小很多。要達到同樣的臨界粒徑要

6、求，則旋液分離器的直徑要比旋風分離器小很多。 特點特點旋液分離器的圓筒直徑一般為旋液分離器的圓筒直徑一般為75300mm。懸浮液進口速度一般為懸浮液進口速度一般為515m/s。壓力損失約為壓力損失約為50200kPa。分離的顆粒直徑約為分離的顆粒直徑約為1040 m m。主要技術參數主要技術參數3 3、沉降離心機、沉降離心機（1 1）工作原理：利用機械帶動液體旋轉，分離非）工作原理：利用機械帶動液體旋轉，分離非 均相混合物的設備。均相混合物的設備。（2 2）種類：立式、臥式；間歇式、連續式；）種類：立式、臥式；間歇式、連續式； 人工卸料式、螺旋卸料式、刮刀卸料式。人工卸料式、螺旋卸料式、刮刀卸

7、料式。（3 3）管式分離機、螺旋卸料沉降離心機）管式分離機、螺旋卸料沉降離心機構造：上部一圓筒，下部一圓錐，構造：上部一圓筒，下部一圓錐， 內有氣管，氣體切向入口內有氣管，氣體切向入口l含塵氣體切向進入旋風分離器，含塵氣體切向進入旋風分離器，旋轉過程中，顆粒在離心力的作旋轉過程中，顆粒在離心力的作用下被拋向器壁，與器壁撞擊失用下被拋向器壁，與器壁撞擊失去能量而落入錐底后，由排灰口去能量而落入錐底后，由排灰口排出。凈化后的氣體由頂部排氣排出。凈化后的氣體由頂部排氣管排出。管排出。 構造及構造及工作原理工作原理（一）旋風分離器（一）旋風分離器旋風分離器實物圖旋風分離器實物圖 壓力分布壓力分布l器壁

8、附近：最高。器壁附近：最高。l中心處中心處 ：最低。：最低。l出灰口：密封性能好，出灰口：密封性能好，不易漏入氣體。不易漏入氣體。 分離效率分離效率a a、總效率、總效率b b、粒級效率、粒級效率1201CCC121iiiiCCC其中其中C C為顆粒的質量濃度，為顆粒的質量濃度，g/mg/m3 3c c、兩者關系、兩者關系oiixx xi i為質量分數。為質量分數。可評價操作效果可評價操作效果主要性能指標之主要性能指標之一一 壓降壓降l是評價旋風分離器的性能好壞的重要指標。是評價旋風分離器的性能好壞的重要指標。l壓降是由氣體流經器內時的膨脹、壓縮、旋轉、轉向及對器壓降是由氣體流經器內時的膨脹、

9、壓縮、旋轉、轉向及對器壁的摩擦而消耗的能量壁的摩擦而消耗的能量，動力消耗，及工藝條件所限制。動力消耗，及工藝條件所限制。l范圍范圍 50050020002000PaPa。l其中：其中：阻力系數，對標準旋風分離器，：阻力系數，對標準旋風分離器， = 8.0= 8.0。2fi1p2u旋風分離器能夠分離出的最小顆粒直徑稱為臨界旋風分離器能夠分離出的最小顆粒直徑稱為臨界粒徑。粒徑。cs9iBdNu 臨界粒徑臨界粒徑d dc cd dc c5 57575mm 特點特點l結構簡單，緊湊，體積小，可以并聯操作。結構簡單，緊湊，體積小，可以并聯操作。l分離效率高。分離效率高。l阻力損失大，易磨損。阻力損失大，

10、易磨損。l相關理論尚不完善，不能準確計算相關理論尚不完善，不能準確計算及進行設計。及進行設計。標準旋風分離器的尺寸標準旋風分離器的尺寸4/8/,2,22/, 4/, 2/2211DDDSDHDHDDDBDhH1H2SBDD1hui圖圖2-1 2-1 標準型旋風分離器標準型旋風分離器 （1 1）臨界粒徑）臨界粒徑cd ),(1818)(2222msmisccmTsccRRRuduRudu或mR旋轉平均半徑，旋轉平均半徑，m m 顆粒到達器壁的時間：顆粒到達器壁的時間：令氣流的有效旋轉圈數為氣流在器內停留時間令氣流的有效旋轉圈數為氣流在器內停留時間2218iscmctudBRuBimuNeR2im

11、uNeR22218iscmudBRiscuNeBd9得得 ui進口氣流的流速，進口氣流的流速，m/sB入口寬度入口寬度(沉降距離沉降距離)，mNe 氣流旋轉的圈數。氣流旋轉的圈數。 計算時通常取計算時通常取Ne =5。 3 3、旋風分離計算舉例、旋風分離計算舉例l【例【例2-12-1】 某含塵空氣中微粒的密度為某含塵空氣中微粒的密度為1500 kg 1500 kg ，溫度，溫度7070，常，常l 壓下流量壓下流量1200 1200 。現采用筒體直徑。現采用筒體直徑400mm400mm的標準旋風分離器的標準旋風分離器l 進行除塵，試求能分離出塵粒的最小直徑。進行除塵，試求能分離出塵粒的最小直徑。

12、3m13hmcdiscuNeBd9解：應用式（解：應用式（）求取）求取，即：，即： 查圖得：查圖得：5,1 . 044 . 04NemDBsPa106 .20631500mkgs1227 .164 . 0360012008842smDVDDVBhVAVuimmdc9 . 6109 . 615007 .1651 . 0106 .20966練習題練習題一、單項選擇題一、單項選擇題1、離心分離因素離心分離因素Kc為離心力場強度與重力場強度之為離心力場強度與重力場強度之比。可表示為比。可表示為。 A B C 2 、在討論旋風分離器分離性能時，臨界直徑這一術語在討論旋風分離器分離性能時，臨界直徑這一術語

13、是指是指 。A、旋風分離器效率最高時的旋風分離器的直徑；、旋風分離器效率最高時的旋風分離器的直徑；B、旋風分離器允許的最小直徑；、旋風分離器允許的最小直徑；C、旋風分離器能夠全部分離出來的最小顆粒的直徑；、旋風分離器能夠全部分離出來的最小顆粒的直徑；D、能保持滯流流型時的最大顆粒直徑。、能保持滯流流型時的最大顆粒直徑。 1C 2 C2TRgu2TRug2TuRg3 3、旋風分離器主要是利用、旋風分離器主要是利用_的作用使顆粒沉降而的作用使顆粒沉降而達到分離。達到分離。A A、重力；、重力；B B、慣性離心力；、慣性離心力； C C、靜電場；、靜電場；D D、重力和、重力和慣性離心力慣性離心力4 4、旋風分離器的進氣口寬度、旋風分離器的進氣口寬度B B值增大，其臨界直徑值增大，其臨界直徑_。A A、減小；、減小； B