原创 旋风吸尘器二维速度间的关系

旋风吸尘器二维速度间的关系
 旋风吸尘与混合气流的运动
　　旋风吸尘也就是离心吸尘，利用气体和固体混合物在设备中作旋转运动所产生的离心力的不同，将两种介质分离，达到吸尘器 吸尘器 吸尘器 吸尘器 zzjjyes04清除烟气流中灰尘的目的。
　　混合气流——烟气流，在吸尘设备中一方面沿着轴线竖直向上运动，另一方面沿着设备内壁作圆周运动，整个气流的运动便由
这两个运动合成，亦即作螺旋线运动。因此，气流的运动有两个基本要素——作圆周运动的水平切向速度和作平移运动的竖直上升速度。
　　作圆周运动的水平切向速度，可根据混合气流中气体、固体分离的最佳效果，由试验确定，这一速度确定以后。由于混合气体的流量一定，则混合气流进入吸尘设备的入口断面面积也一定。根据断面面积和流体的流动特性确定断面形状之后(断面的高、宽尺寸)，混合气体的竖直上升速度就不能任意确定，因为它与断面尺寸之间有一定的关系，满足这一关系，才能保证螺旋线运动正常进行。否则，螺旋运动受到破坏，产生紊流，影响吸尘效果。
　　这个所谓“一定的关系”，就是混合气流在作圆周运动旋转一周的同时，竖直上升的最小距离等于入口断面的高度，或曰混合气
流作螺旋运动的螺距等于入口断面的高度。如果气流旋转一周后上升的距离小于这个距离，那么，就有部分气体又经过入口断面，与新进入断面的气流发生碰撞，互相干扰，于是气流便发生紊乱，不可能按螺旋线规律运动。
　　螺旋运动的分离设备应用分两个方面，一是作吸尘设备，如干式旋风吸尘器，离心水膜吸尘器等；一是应用在气体输送系统中，例如发电厂的煤粉制备系统中的细粉分离器，将输送介质空气与煤粉分离开来，煤粉进入煤粉仓，空气则重复利用或送入炉膛助燃。
　　由于原理相同，所以上述不同用途的分离设备均具有相同的上述“关系”。下面以离心水膜吸尘为例说明这种关系。
1.1　水平切向速度
　　进入旋风或离心分离设备的混合气体切向速度是混合气体在分离设备内作圆周运动的基本动力，它的大小，直接决定气流离心力的大小，而离心力的大小直接决定气流中固体介质分离出来的效果，对吸尘器来说，就是吸尘效率，所以是吸尘器的一个很重要的参数。
　　根据试验资料，离心水膜吸尘器的水平切同速度一般认为在下列数值范围比较适合：u=17.5～23.5m/s
　　实际上，这一速度范围是在大、中型筒径的设备上试验获得的，因此，适合于大、中型筒径的设备，并非对所有不同直径的设备都适合。但是，在一般设汁手册以及某些制造厂家的推荐数据中，都不加区别，对筒径从ф1000到宙ф5000的设备，一概推荐这一数值范围，这显然不恰当。
　　我们知道，对于不同直径的分离设备，一定有一个分离固体的效果最好的离心力，对于离心水膜吸尘器来说。就是分离出的灰尘最多，不破坏水膜，烟气带走的水分最少，这样的离心力就是“最佳离心力”，相应的水平切向速度，就是“最佳水平切向速度”。
　　现在，我们来求不同吸尘器间，这种最佳水平切向速度的相互关系。我们假定具有某种灰粒浓度和某种灰粒特性的烟气，在半径为R1的筒体内以V1水平切向速度作圆周运动，获得了最佳的分离效果；假使要在半径为R1的筒体内获得同样的效果，那么，只有在两种筒体内烟气微粒具有相同的离心力，才能满足这一条件，达到这样的目的。取烟气流中某一微小体积的烟气进行分析，则显然有下式成立。
　　由于两种吸尘器中是同一种烟气，故质量相同，上式中m1可以略去。
　　这就是不同直径的筒体内，水平切向速度之间的关系。由此可知，如果23.5 m/s对于直径为ф5000的吸尘器是最佳水平切向
速度，那么，对于直径为ф1000的吸尘器，其最佳水平切向速度应为10.51m/s，而不能按前述给定范围值选取17.5m/s。可见两者相差甚远，但在实用中，确有对直径ф4000筒体选用17.5 m/s的，说明我们对这一速度的特性认识仍有一定的盲目性。
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