合肥学院。
机械设计基础课程设计。
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目录。1 概述 1
1.1 工作原理 2
1.2 结构特点 3
1.3 旋风器使用 5
2 旋风除尘器的设计 7
2.1 旋风除尘器各部件的比例 7
2.2 旋风除尘器的选型 8
2.3 旋风除尘器的选型设计 9
2.4 除尘系统风机与电动机的选择 12
3 设计注意事项 13
3.1 进入旋风分离器的气体 14
3.2 进入旋风分离器的尘粒 14
3.3 旋风分离器的设计的因素 14
3.4 旋风分离器的形状 15
3.5 入口管道的设计 16
3.6 尘粒排出设计 16
3.7 分离过程中气体和尘粒特性的改变 17
4 设计体会 17
旋风除尘器。
旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气一固分离装置。
旋风除尘器用于工业生产以来，已有百余年历史。对于捕集、分离5~10以上的粉尘效率较高，被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。
旋风除尘器有以下几个特点：
1）结构简单，器身无运动部件，不需特殊的附属设备，占地面积小，制造、安装投资较少。
2)操作，维护简便，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低。
3)操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度限制。对于粉尘的物理性质无。
特殊要求，同时可根据化工生产的不同要求，选用不同材料制作，或内衬各种不同的耐磨、耐热材料，以提高使用寿命。
随着旋风除尘器的使用日趋广泛，人们对旋风除尘器的结构改进，以及内部的气流状态与固体颗粒的运动规律做过大量的工作，取得不少进展，研制出许多性能良好的旋风除尘器。例如clk型旋风除尘器就是在总结生产实践的基础上，经过不断改进而设计出来的一种性能较好的除尘器。cik型扩散式旋风除尘器也是一种分离效果较好的除尘器，其结构简单、制造方便，操作弹性较大。
龙卷风除尘器具有高速二次气流(60~100m/s)而获得较高的分离效率。直径为544mm时，可使直径为5。的尘粒获得百分之百的分离效率。
但动能消耗较大。d和b型旋风除尘器是国外引进的高效旋风除尘器，在化学工业中作为内旋风除尘器以捕集昂贵的催化剂微粒是比较理想的。
由于旋风除尘器的分离、捕集过程是一种极为复杂的三维、二相湍流运动，致使理论与实验研究十分困难。另外，设备的结构不同，几何尺寸的不一，尤其是气一固两相本身物理性质的差异，操作条件的变化等等因素，都对旋风除尘器的主要性能—效教压力损失有显著的影响。因此，至今仍无法全面掌握它们运动的内在规律，更不能从理论上建立一套完整的成熟的数学模型。
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**。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。
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。
当含尘气流以12~25m/s速度由进气管进入旋风除尘器时，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。通常称此为外旋气流。
含尘气体在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。
根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风除尘器中部，由下反转而上，继续作螺旋形流动，即内旋气流。最后净化气经排气管排出器外。
一部分来**集的尘粒也由此逃失。
自进气管流入的另一小部分气体，则向旋风除尘器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动。当到达排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从排气管排出。分散在这一部分上旋气流中的尘粒也随同被带走。
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。
b型旋风除尘器是新型的高效旋风除尘器。由于它处理气量大，压力损失适中，对于较细粉尘的除尘效率又高，且体型较短，近年来在我国石油、化工生产上被日益广泛的应用。尤其在流化床装置中作为内旋风除尘器代替}i型旋风分离器，以捕集昂贵的催化剂微粒。
型旋风除尘器采用180°蜗壳进口，入口面积较大。因此具有较高的处理能力。某炼油厂催化裂化装置用的一级b型旋风除尘器，其入口截面积与筒体截面积之比为0.
29:1.21而原d1型旋风除尘器入口截面积与筒体截面积之比为0.
217:1.435.
显然b型旋风入口面积比d1型旋风除尘器大33.6%。若两者的允许进口气速一致，则b型的气体处理量将比d1型大33.
6%。由于b垫旋风除尘器的入口面积大，在进口气速相同情况下，其压力损失约为d1场型旋风除尘器的1.17倍；在处理能力相同的情况下，其压力损失只有d1型旋风除尘器的67%左右。
2)b型旋风除尘器，设有粉尘旁路通道结构，即“旁室”。由于旋风除尘器顶部存在着二次涡流，致使较细粉尘在顶部形成上灰环。随着灰环中的粉尘结集到一定厚度，粉尘纷纷下落，则被上升的中心气流带出排气管，影响了除尘效率。
“旁室”结构能强迫被涡流带到顶部的粉尘经由旁室，最后进入向下旋转的主气流中，使得以捕集。进入旁室的气体量，约为旋风除尘器内气体总量的10%左右，它因进口尘浓高低及粉尘性质而异。一般来说尘浓高、介质流动性能差，旁室的开度需要大些，即进入旁室的气量也多。
反之，进入旁室的气量就少。但由于旁室内空间狭小，难于作耐磨材料衬里。
排气管采用收缩形。b型旋风除尘器把伸入筒体内的排气管直径逐渐缩小，形成收缩形排气管由于排气管的进口尺寸减小，提高了气体的排出速度，改善了旋风除尘器的细粉尘跑损，从而提高了除尘效率。同时，相同的排气管进口截面积，收缩形排气管要比直管型排气管能量消耗低。
但过小的排气管直径，会使除尘效率下降，引起压力损失急剧上升。也会使设备的磨损严重。
旋风器单体直径一般控制在200～1000mm，特殊情况下可以超过1000mm。旋风器单体安装角度应不小于45°，宜大于粉尘的流动角，对于气体量负荷变化较大的系统尤其要注意。
旋风器单体组合应注意含尘气流的均匀性分配和增加防止气流串流的技术措施。旋风器组合空间的进气区、灰斗区、排气区应严格分开，连接处不得漏风。
对旋风器性能影响较大的因素是：运行管理不善造成的灰斗漏风和排灰不及时造成的锥体下部堵管。它不仅影响除尘效率，还会加剧旋风器筒锥体磨损影响使用寿命。
根据使用条件可以选用不同材料制作旋风器，如钢板、有机塑料板、玻璃钢等加；铸铁、铸钢浇筑；陶土、石英砂、白刚玉烧制。也可以采用矾土水泥骨料、灰绿岩铸石等材料作钢制件的耐磨内衬。
除尘器串联使用时，在与低性能除尘器串联使用时，应将高效旋风器放在后级。在与高性能除尘器串联使用时，就将旋风器放在前级。除高浓度场合外，一般不采用同种旋风器串联使用。
二次效应－**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**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；
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de=（0.6～0.
8）d；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。
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