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外文翻译--评估旋风分离器效率新方法的改进 中文版.doc

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外文翻译--评估旋风分离器效率新方法的改进 中文版.doc

外文翻译专业过程装备与控制工程学生姓名班级学号指导教师1评估旋风分离器效率新方法的改进BingtaoZhao∗摘要基于流型的调查,微粒临界体积分离理论和边界层分离理论,有一种评估旋风分离器效率的新理论方法被揭露出来。放射状的粒子浓度梯度是经过数学模型考虑的。它不同与通常统一假定的旋风分离器内部的粒子浓度梯度。局部的粒子集中和旋风分离器分级效率能在飞行时间模型的基础上根据进料的粒度分布被计算出来。通过比较用实验数据计算出的分级效率和相关文献中的理论参照物被证实这个方法是有效的。关键词旋风分离器、收集效率、数学模型1.引言旋风分离器广泛地被用于空气污染控制领域和气溶胶取样以及工业用途的气固分离。由于制造简单,运行成本低和对极端苛刻情况的良好适应性,分离器已经变成最重要粒子输送装置。它更适用于工程学和过程运行方面。为了要描述旋风分离器的性能,旋风分离器粒子收集理论被许多研究者用不同的简单的假定方法揭示出来。代表性的研究主要地包括Lapple理论1是削减理论的最广泛例子。Lapple假定通过进风口进入旋风分离器的粒子是均匀分布的。从进风口射入的微粒在旋风分离器期间以50的效率被收集。Barth的2收集理论是界限粒径理论的另一表现。Barth基于离心力和牵引力的平衡计算出静态微粒的极限沉降速度。任何尺寸的微粒的收集效率取决于它的沉降速度达到静态微粒沉降的极限速度的比率。Dirgo和Leith3修正Barth理论而且为Barth收集效率的相对比率建立了简单的表达式。Iozia和Leith4基于Lapple和Barth的理论提出了一个逻辑函数,用几何图形来描述旋风分离器的分级效率。这个几何图形是Stairmand高效旋风分离器变化出来的。这个方程式有一个经验参数,它允许调整旋风分离器的分离精度。Leith和Licht5揭示了设计旋风分离器另一种通俗的方法。这个方法认为湍流让旋风分离器中任意高度的粒子浓度充分混合。理论允许为任何大小和任意设计的旋风分离器的粒子的收集效率进行直接计算。但是不幸地,有实验的证据支持事实上的确有一个浓度梯度在旋风分离器的径向。Cliftetal.6修正了气体平均停留时间的评估,而且在Leith和Licht的理论以及不同粒度的相关性的基础上重新导出了分级效率方程式。它2接近于由许多研究人员研究得出的典型的S型曲线。Dietz发展了混合收集理论,他将旋风分离器分为三个区域入口区域,向下流或环形区域、和向上流或核心区域。但是,Dietz也假定湍流为每个区域的未收集的粒子制造了一个统一的径向浓度分布。这一项假定也被证明是正确的。Mothes和L¨offler8已经延伸了Dietz的不同流域,在旋风分离器中存在第四个区域,它接近旋风分离器底部的灰尘出口。在那个区域,灰尘的再飞散效应大体上能被包括在内。更重要的,似乎无论是向上还是向下流动区域都要考虑有限的湍流扩散能力。这方法避免出现在Dietz模型和粒子的传输系统中的旋风分离器的中断。不同的理论包括李和王9虽然认同了有限的湍流扩散能力在制造径向浓度剃度中的角色,但还是放弃了旋风分离器中不同流域的假说。KimandLee10提出一个高分离效率的理论。它是基于边界特性提出的。这个理论将旋风分离器分成两个区域,湍流区域和靠近墙壁区域。粒子在湍流区域的轨迹是由流体运动计算出的,粒子在桶壁附近的收集概率是由沉积速度计算的,而沉积速度又是由湍流扩散和离心力决定的。另一种典型理论由Muschelknautzetal.11,12发展出来。Muschelknautz进一步提高了Barth的理论。他考虑了粒子负荷、桶壁粗糙度、二次流、压力损失以及收集效率主体上粒度变化的影响。这一个理论可能是目前最实际的模拟旋风分离器的方法。在现有的论文中,有一种用来预测旋风分离效率的更精确的方法。它是基于流线谱的研究、临界分离粒度理论、边界层分离理论发展起来的。它考虑了各种径向粒子浓度剃度,从而替代了用来考察旋风分离器中未收集粒子的统一的浓度分布曲线。这个用于计算收集效率的模型要与经验数据相比较。2.理论传统的旋风分离器的几何结构如图1所示。为了发展新的用于决定收尘效率的计算方法,现作如下假定粒子在形状上是圆球型的,粒子的运动不受临近粒子的干扰,粒子的切向分速度与气流速度相同,而且忽略径向气体速度。3图1.旋风分离器几何结构的简图2.1气体流线谱和质点运动2.1.1气体流线谱Mothes和L¨offler8得出直桶式旋风分离器有效的分离区域Re≤r≤Rw内周向气流速度分布图,以下是他们考虑的桶壁的粗糙度

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