化工原理离心分离设备第三章第二节讲

2021/1/25 第三章 非均相物系分离 一、离心沉降速度 二、旋风分离器操作原理 三、旋风分离器的性能 四、旋风分离器的结构型 式与选用 第二节 离心沉降 2021/1/25 离心沉降： 依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程 适于分离两相密度差较小 ， 颗粒粒度较细的非均相物系 。 惯性离心力场与重力场的区别 重力场 离心力场 力场强度 重力加速度 g ut2/R 方向 指向地心 沿旋转半径从中心指向外周 Fg=mg R umF t C 2 作用力 2021/1/25 一、离心沉降速度 1、离心沉降速度 ur 惯性离心力 = R ud t s 23 6 向心力 = R ud t23 6 阻力 = 24 22 rud 三力达到平衡 ， 则： Rud ts 23 6 R ud t23 6 0 24 22 rud 2021/1/25 平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度 ur便是此位置 上的 离心沉降速度 。 R udu ts r 3 4 2 2、 离心沉降速度与重力沉降速度的比较 表达式 ：重力沉降速度公式中的 重力加速度改为离心加速度 数值： 重力沉降速度基本上为 定值 离心沉降速度为 绝对速度在径向上的分量 ， 随颗粒在 离心力场中的 位置而变 。 2021/1/25 阻力系数 ：层流时 eR 24 R udu ts r 22 18 同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速 度的比值为 ： c T t r K gR u u u 2 比值 Kc就是粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力 场强度之比称为 离心分离因数 。 例如；当旋转半径 R=0.4m， 切向速度 ur=20m/s时 ， 求分 离因数 。 102 2 gRuK Tc 2021/1/25 二、旋风分离器的操作原理 2021/1/25 2021/1/25 三、旋风分离器的性能 旋风分离器性能的主要操作参数为 气体处理量 ， 分离效率和气体通过旋风分离器的压强降 。 1、 气体处理量 旋风分离器的处理量由入口的气速决定 ， 入口气体流 量是旋风分离器最主要的操作参数 。 一般入口气速 ui 在 15 25m/s。 旋风分离器的处理量 hBuV i 2021/1/25 2、 临界粒径 判断旋风分离器 分离效率高低的重要依据是临界粒径 。 临界粒径 ： 理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小 颗粒直径 。 1） 临界粒径的计算式 a) 进入旋风分离器的气流严格按照螺旋形路线作等速运 动 ， 且切线速度恒定 ， 等于进口气速 ut=ui； b) 颗粒沉降过程中所穿过的气流厚度为进气口宽度 B R udu Ts r 22 18 表示 c) 颗粒在滞流情况下做自由沉降 ， 径向速度可用 2021/1/25 0.659m， 则在规定的气量下不能达到规定的分 离效率 。 倘若直径 D0.654m， 则在规定的气量下 ， 压降将超出允许 的范围 。