旋风除尘器的设计（有全套图纸） .pdf

本科毕业设计 论文 通过答辩 2 本科毕业设计 论文 通过答辩 3 二二 说明书说明书 2 12 1 图形设计图形设计 旋风除尘器图旋风除尘器图 图 图 1 1 2 22 2 设计数据 设计数据 表表 1 1旋风除尘器的几何尺寸旋风除尘器的几何尺寸 名称数据 旋风除尘器半径 r0 4 气体出口管半径 r0 2 粉尘出口管半径 r0 2 出口管到底部高 h2 07 园部高 h1 066 气体出口管长度 l0 466 入口管宽度 b0 166 入口管高度 h0 466 入口管面积 a0 078 锥角7 75 总高度 h2 54 入口类型切线 入口管型矩形 本科毕业设计 论文 通过答辩 4 2 32 3 旋风除尘器的参数计算旋风除尘器的参数计算 本科毕业设计 论文 通过答辩 5 许多学者都致力于旋风除尘器的研究 通过各种假设 他们提出了许多不同的计算方 法 由于旋风除尘器内实际的气 尘两相流动非常复杂 因此根据某些假设条件得出的 理论公式目前还不能进行较精确的计算 1 1 分割粒径 分割粒径 d dc50 c50 计算旋风除尘器的分割粒径 dc50 是确定除尘器效率的基础 在计算时 因假设条 件和选用系数不同 计算分割粒径的公式也各不同 下面简要介绍一种计算方法 以说 明旋风除尘器的除尘原理 处于外涡旋的尘粒在径向会受到两个力的作用 惯性离心力 2 3 1 式中vt 尘粒的切线速度 可以近似认为等于该点气流的切线速度 m s r 旋转半径 m 向心运动的气流给予尘粒的作用力 2 3 2 式中w 气流与尘粒在径向的相对运动速度 m s 这两个力方向相反 因此作用在尘粒上的合力 2 3 3 由于粒径分布是连续的 必定存在某个临界粒径 dk 作用在该尘粒上的合力之和恰 好为零 即 f fl p 0 这就是说 惯性离心力的向外推移作用与径向气流造成的向内 飘移作用恰好相等 对于粒径 dc dk的尘粒 因 fl p 尘粒会在惯性离心力推动下移向 外壁 对于 dc dk的尘粒 因 fl p 尘粒会在向心气流推动下进入内涡旋 如果假想在 旋风除尘器内有一张孔径为 dk的筛网在起筛分作用 粒径 dc dk的被截留在筛网一面 dc dk的则通过筛网排出 那么筛网置于什么位置呢 在内 外涡旋交界面上切向速度最 大 尘粒在该处所受到的惯性离心力也最大 因此可以设想筛网的位置应位于内 外涡 旋交界面上 对于粒径为 dk的尘粒 因 fl p 它将在交界面不停地旋转 实际上由于气 流紊流等因素的影响 从概率统计的观点看 处于这种状态的尘粒有 50 的可能被捕集 本科毕业设计 论文 通过答辩 6 有 50 的可能进入内涡旋 这种尘粒的分离效率为 50 因此 dk dc50 根据公式 5 4 7 在内外涡旋交界面上 当 fl p 时 旋风除尘器的分割粒径 2 3 4 式中r0 交界面的半径 m w0 交界面上的气流径向速度 m s v0t 交界面上的气流切向速度 m s 应当指出 粉尘在旋风除尘器内的分离过程是很复杂的 上述计算方法具有某些不 足之处 例如它只是分析单个尘粒在除尘器内的运动 没有考虑尘粒相互间碰撞及局部 涡流对尘粒分离的影响 由于尘粒之间的碰撞 粗大尘粒向外壁移动时 会带着细小的 尘粒一起运动 结果有些理论上不能捕集的细小尘粒也会一起除下 相反 由于局部涡 流和轴向气流的影响 有些理论上应被除下的粗大尘粒却被卷入内涡旋 排出除尘器 另外有些已分离的尘粒 在下落过程中也会重新波气流带走 外涡旋气流在锥体底部旋 转向上时 会带走部分已分离的尘粒 这种现象称为返混 因此理论计算的结果和实际 情况仍有一定差别 2 2 旋风除尘器的阻力旋风除尘器的阻力 由于气流运动的复杂性 旋风除尘器阻力目前还难于用公式计算 一般要通过试验 或现场实测确定 旋风除尘器的阻力 2 3 5 式中 局部阻力系数 通过实测求得 u 进口速度 m s 气体的密度 kg m 3 本科毕业设计 论文 通过答辩 7 2 42 4设计要求设计要求 粉状物料提升装置中旋风除尘器的研究现状 了解其工作场所要求及原理 确定总体方案和各部分结构方案 画图 部分设计计算 三三 旋风除尘器的原理及应用旋风除尘器的原理及应用 3 13 1 旋风除尘器的原理旋风除尘器的原理 旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘 装置 它具有结构简单 体积较小 不需特殊的附属设备 造价较低 阻力中等 器 内无运动部件 操作维修方便等优点 旋风除尘器一般用于捕集 5 15 微米以上的颗粒 除尘效率可达 80 以上 近年来经改进后的特制旋风除尘器 其除尘效率可达 5 以 上 旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于 5 微米的效率不高 旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况 旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体 呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动 形成下 降的外旋含尘气流 在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩 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自身的重力沿壁 面下落进入集灰斗 旋转下降的气流在到达圆锥体底部后 沿除尘器的轴心部位转而 向上 形成上升的内旋气流 并由除尘器的排气管排出 自进气口流人的另一小部分气流 则向旋风除尘器顶盖处流动 然后沿排气管外侧向 下流动 当达到排气管下端时 即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出 分 散在其中的尘粒也随同被带走 3 23 2 用途及适用范围用途及适用范围 旋风除尘器主要用于工业生产中清除工业废料 如木料厂以及其他工厂 在我国大 多数工厂都是使用旋风除尘器 3 33 3 产品描述产品描述 旋风除尘器是一种常见的气固 气液和液固分离设备 由于结构简单 造价低廉 操作简便 运行稳定等特点 旋风除尘器在机械 建材 轻工 冶金 化工 石油等 行业得到广泛应用 理论与实验研究均以证明 旋风除尘器的动力消耗中有相当大一 部分无益于分离 属纯消耗性能量损失 本科毕业设计 论文 通过答辩 8 四四 设计方案的拟定设计方案的拟定 4 14 1 旋风除尘器的原理分析旋风除尘器的原理分析 旋风除尘器的工作原理主要是靠惯性离心力的作用 使粉尘与含尘空气分开 尘粒受到的离心力为 式中 p 尘粒的密度 d 尘粒的直径 v 含尘空气的进口风速 r 旋风除尘器的圆筒体半径 由上式可知 离心力的大小与进口气流速度 旋风除尘器的直径及尘粒的密度 直径有关 所以我们说影响除尘效率的因素由以下几方面决定 1 进口气流速度 一般来说 进口气流速度越大 尘粒受到的离心力越大 除尘效率越高 同时 处理含尘空气气量也夜多 但实践证明 进口气流速度越大时 不但除尘效率 不高 反而会下降 这是因为 当风速过大时 会把原来已除下来的尘粒重新 带跑 形成返混现象 同时由于进口气流的增加会使阻力急剧增加 从而使电 耗急剧增加 这是因为 阻力消耗与风速的二次方成正比例关系 所以进口风速一般控制在 12 18 米 秒之间 2 旋风除尘器筒体的直径和排风管的直径 在其它条件不变的情况下 减小筒体直径 尘粒所受到的离心力也增大 所以 应采用小直径的旋风除尘器 排风管直径为筒体的直径的 0 5 0 6 倍 一般 不超过 800 毫米 但直径小了 处理风量少 可以采用几个饿旋风除尘器并联 使用 处理风量为各除尘器风量之和 阻力为单个除尘器的阻力 3 筒体高度和锥体高度 筒体高度和锥体高度越高 含尘空气分离的时间越长 除尘效果越好 但过高 了下部也不起作用 由于锥体部分的直径逐渐减少 其除尘效率高于通体部分 建议采用短筒体长锥体 锥体部分的高度一般为筒体部分的 2 3 倍为宜 4 底部的密封性 由于旋风除尘器工作时 底部和中心部位是负压力不从心 所以底部是否漏风 是影响除尘效率的关键因素 实践证明 当底部漏风率为 5 时 除尘效率下降 50 当底部漏风率 10 时 除尘效率几乎为零 当底部定期清灰时 可将出灰 口与密闭灰箱相连 当连续清灰时 要安装闭风器 并且闭风器的胶皮与壳体 密封 转速要慢 针对不少工厂 采用的旋风除尘器直径偏大 除尘效果不好的现状 根据 以上分析 结合各厂的实际情况 针对旋风除尘器提出以下改进意见 仅供参 考 1 旋风除尘器的直径改为 300 400 毫米 每四个一组 下部供用一个密 闭的集尘箱 每一个除尘管网 根据所需处理的含尘空气量的多少 确定需要 本科毕业设计 论文 通过答辩 9 多少组旋风除尘器 各组除尘器均并联使用 2 旋风除尘器采用下旋型 可以避免上涡旋的形成 提高除尘效率 3 旋风除尘器的筒体高度为 0 5 米左右 锥体部分的高度为 1 米左右 采用短筒 体长锥体的设计 4 旋风除尘器进口风速一般控制在 12 16 米 秒左右 不宜过大 否则会使阻力 增加 增加电耗 5 设计制造旋风除尘器时 要保证质量 从排风管中心到下部锥体中心 要成铅 垂线 以免影响分离粉粒及排风曲线 影响除尘效率 6 注意底部的密封性 定期清灰时 注意下部留有一定的灰封 连续清灰时 闭 风器的转速要慢 胶皮不能脱落 并要与壳体相接触 4 24 2 旋风除尘器进气量的计算 旋风除尘器进气量的计算 g 0 06 x v x n x y x r x k 吨 小时 式中 v 一旋风器容积 升 转 n 一旋风器转速 转 分 y 一旋风器容积效率 颗粒状物料 0 7 0 8 粉状物料 0 5 0 6 r 一物料容重 吨 米 3 k 一修正系数 一般取 0 7 0 8 说明书数据表说明书数据表 2 2 物料容重 r 吨 立方米 容 积 升 转 v 叶 轮 半 径 毫米 r 叶 轮 长 度 毫米 l 转 速 转 分 n 动力 千瓦 w 2 4810150250350 75 1 1 粉状物料的容积效率 y 0 6 修正系数k 0 8 旋风器进气量的计算 g 0 06xvxnxyxrxk 0 06 10 0 001 35 60 0 6 2 48 0 8 1 5 吨 时 本科毕业设计 论文 通过答辩 10 4 4 3 3 旋风除尘器内的流场分析旋风除尘器内的流场分析 1 流场组成 外涡旋 沿外壁由上向下旋转运动的气流 内涡旋 沿轴心向上旋转运动的气流 涡流 由轴向速度与径向速度相互作用形成的涡流 包括上涡流 旋风除尘器顶盖 排气管外面与筒体内壁之间形成的局部涡流 它 可降低除尘效率 下涡流 在除尘器纵向 外层及底部形成的局部涡流 2 旋风除尘器内气流与尘粒的运动 含尘气流由切线进口进入除尘器 沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动 这股向下 旋转的气流即为外涡旋 外涡旋到达锥体底部后 转而向上 沿轴心向上旋转 最后 经排出管排出 这股向上旋转的气流即为内涡旋 向下的外涡旋和向上的内涡旋 两 者的旋转方向是相同的 气流作旋转运动时 尘粒在惯性离心力的推动下 要向外壁 移动 到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下 沿壁面落入灰斗 气流从除尘器顶部向下高速旋转时 顶部的压力发生下降 一部分气流会带着细 小的尘粒沿外壁旋转向上 到达顶部后 再沿排出管外壁旋转向下 从排出管排出 这股旋转气流即为上涡旋 如果除尘器进口和顶盖之间保持一定距离 没有进口气流 干扰 上涡旋表现比较明显 对旋风除尘器内气流运动的测定发现 实际的气流运动是很复杂的 除切向和轴向运 动外还有径向运动 特 林顿 t linden 在测定中发现 外涡旋的径向速度是向心 的 内涡旋的径向速度是向外的 速度分布呈对称型 3 切向速度 切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量 也是决定气流中质点离心力大小 的主要因素 切向速度的变化规律为 外涡旋区 r 切向速度 ut 内涡旋区 r 切向速度 ut 图 3 所示为实测的除尘器某一断面上的速度分布和压力分布 本科毕业设计 论文 通过答辩 11 从该图可以看出 外涡旋的切向速度是随半径 r 的减小而增加的 在内 外涡 旋交界面上 达到最大 可以近似认为 内外涡旋交界面的半径 r0 0 6 0 65 rp rp为排出管半径 内涡旋的切向速度是随 r 的减小而减小的 类似于刚体的旋转 运动 旋风除尘器内某一断面上的切向速度分布规律可用下式表示 外涡旋vr 1 nr c 4 3 1 内涡旋vt r c 4 3 2 式中vt 切向速度 图 3 旋风除尘器内部的速度分布和压力分布 r 距轴心的距离 c c n 常数 通过实测确定 一般 n 0 5 0 8 如果近似的取 n 0 5 公式 4 3 1 可以改写为 4 3 3 4 径向速度 实测表明 旋风除尘器内的气流除了作切向运动外 还要作径向的运动 外涡旋的 径向速度是向心的 而内涡旋的径向速度是向外的 气流的切向分速度 vt和径向分速 度 w 对尘粒的分离起着相反的影响 前者产生惯性离心力 使尘粒有向外的径向运动 后者则造成尘粒作向心的径向运动 把它推入内涡旋 本科毕业设计 论文 通过答辩 12 如果近似认为外涡旋气流均匀地经过内 外涡旋交界面进入内涡旋 见图 5 4 3 所示 那末在交界面上气流的平均径向速度 4 3 5 式中l 旋风除尘器处理风量 m 3 s h 假想圆柱面 交界面 面度 m r0 交界面的半径 m 5 轴向速度 外涡旋的轴向速度向下 内涡旋的轴向速度向上 在内涡旋 随气流逐渐上升 轴 向速度不断增大 在排气管底部达到最大值 6 压力分布 压力分布 轴向压力变化较小 径向压力变化大 外侧高 中心低 轴心处为负压 旋风除尘器内轴向各断面上的速度分布差别较小 因此轴向压力的变化较小 从图 5 4 20 可以看出 切向速度在径向有很大变化 因此径向的压力变化很大 主要是静 压 外侧高中心低 这是因为气流在旋风除尘器内作圆周运动时 要有一个 图 4 交界面上气流的径向速度 向心力与离心力相平衡 所以外侧的压力要比内侧高 在外壁附近静压最高 轴 本科毕业设计 论文 通过答辩 13 心处静压最低 试验研究表明 即使在正压下运行 旋风除尘器轴心处也保持负压 这种负压能一直延伸到灰斗 据测定 有的旋风除尘器当进口处静压为 900pa 时 除 尘器下部静压为 300pa 因此 除尘器下部不保持严密 会有空气渗入 把已分离的 粉尘重新卷入内涡旋 五五 零部件的数据计算及选择零部件的数据计算及选择 5 15 1 风机的分析与选择 风机的分析与选择 风机产品分为两大类 一类是重要装置中的高精尖产品 主要指透平压缩机 另一类是量大面广的中 小通风机 风机行业国内外的发展趋势是 1 大型风机容量继续增大 2 发展高压小 流量压缩机 3 高效化 4 高速小型化 5 低噪声化 6 计算机集成制 造系统在风机中得以广泛应用 本设计采用的风机是离心式鼓风机 5 25 2 下料箱的选择 下料箱的选择 下料箱是粉状物料提升输送装置中一个重要部件 工程上一般要求该部件在负 压差下工作 即将物料由压力较低处送往压力相对较高处 在工作过程中 要求对通过 的物料量具有良好的调节性能 并且保证它所连接的两器气体互相不泄漏 从而保证输 送能正常与高效地工作 因此在下料箱结构的设计中 能否有效地解决下料箱的防堵 性与气密性 是防止下料箱被物料堵塞以及顺利排料的关键 全新气封式叶轮下料箱适用干将压力状态下的粉状或颗粒状物料连续地 顺利 地排入大气 是气力输送和通风除尘网路中的一种重要设备 其主要工作件是旋转的 叶轮 既起着输送物料的作用 又担负着密封作用 使用安全可靠 体积小 重量轻 容量大 功率消耗低等特点 广泛用于粮食 食品 饲料 油脂 化工 储运及其它 工业中的气力输送或通风除尘网路卸料器之排料 排尘 采用国内外最先进卸料器特点 又集中国内外各种干燥机 除尘器联接尺寸而 设计制造的 它三机一体 结构紧凑 密封性好 运转平稳 造型美观 噪音低 体 积小 重量轻 使用方便等特点 是气力输送 自动计量排料重要设备之一 5 35 3 壳体的设计 壳体的设计 这类零件的内外结构都很复杂 它是用来支撑 包容运动零件或其它零件 因此 其内部常有空腔 箱体内腔常用来安装传动轴 齿轮 或叶轮 及滚动轴承等 故两端均 有装轴承盖及套的孔 所以箱体的盖 座上有许多安装孔 定位销孔 连接孔 由于箱 体是空腔的 通常壁比较薄 由于形状复杂 箱体多为铸件旋风器中的箱体材料可以选 ht150 本科毕业设计 论文 通过答辩 14 壳体的整体壁厚为 10mm 壳体分为筒体和锥体两部分 筒体的内腔直径与叶轮的 大径相等 螺栓连接的边缘宽度为 30mm 进料口的最大长度为 415mm 宽度为 360mm 其小径为 3 2 的叶轮扇形宽度 即 q 2 3 3 2 2 dr 2 3 3 2 21150 2 190 mm 5 45 4 密封圈的设计密封圈的设计 为了减小设计和制造装配过程中的误差引起的漏风量 要在壳体端盖和壳体之间 设计一个密封圈 主要起到密封作用 不受其他外力 可以选用橡胶材料 密封圈的 内径要少小于壳体的内径 可以确定为 298mm 厚度和宽度也都不需设计很大 可以确 定为 6mm 和 10mm 一半嵌在壳体端盖一半嵌在壳体端边 5 55 5 壳体端盖的设计壳体端盖的设计 壳体的端盖起着多方面的作用 可以密封防漏气支撑轴承 轴承工作过程中内圆随 轴转动 外圈保持不动 则轴承的外圆与壳体之间的配合为过盈配合 那么端盖的内 径就可以确定为 61mm 考虑到与壳体的配合 可把外径确定为 360mm 等于壳体的最外圆 的直径 在壳体的内面设计一个小槽 用来配合密封圈 小槽的宽度与密封圈的厚度 相等为 6mm 深度是密封圈宽度的一半为 5mm 5 65 6 其他标准连接件的选择其他标准连接件的选择 任何机器都是由各种零件组成 其中标准件占有大量的比例 它们以一定的形式连 接 保持相互之间的位置和按一定的规律相对运动 标准件可以互换通用 从而提高经 济效率 常用的标准件有紧固件 螺栓 螺母 螺钉 键等 5 6 15 6 1 螺栓的选择螺栓的选择 螺纹规格 6g d m12 螺纹规格 6g d p m12 1 5 b 参考 l 125 30 b 参考 125 l 200 36 e min 20 03 s max 18 s min 17 73 k 公称 7 5 l 长度范围 45 120 本科毕业设计 论文 通过答辩 15 图 7 5 6 25 6 2 沉头螺钉的选择 沉头螺钉的选择 由于轴承盖是与壳体的端盖连接在一起的 属于内部连接所以要选用沉头螺钉 螺钉 螺纹规格 st2 2 螺距 p a max 0 8 dk max 3 8 k max 1 1 十字槽 槽号 0 十字槽 h 型插入深度 max 1 2 l 长度范围 4 5 16 表面处理 镀锌钝化 图 8 机械设计手册 5 6 35 6 3 螺母的选择 螺母的选择 其内径与螺栓的 d 相等为 12mm 可以查机械设计手册如下 螺母 螺纹规格 6h d m12 螺纹规格 6h d p m12 1 5 m12 1 25 e min 20 03 s max 18 s min 17 73 m max 10 8 本科毕业设计 论文 通过答辩 16 图图 9 9 5 6 45 6 4 键的选择 键的选择 根据键连接的轴的轴径 查阅机械设计手册可以得到标准键为 轴径 d 30 38 键的公称尺寸 b h8 10 键的公称尺寸 h8 h 11 8 键的公称尺寸 c 或 r 0 4 0 6 键的公称尺寸 l h14 22 110 键槽 轴槽深 t 基本尺寸 5 0 键槽 轴槽深 t 公差 0 2 0 键槽 毂槽深 t1 基本尺寸 3 3 键槽 毂槽深 t1 公差 0 2 0 键槽 圆角半径 r min 0 25 键槽 圆角半径 r max 0 4 图图 1010 六六 旋风除尘器的改进和开发旋风除尘器的改进和开发 6 16 1 旋风除尘器的工作原理主要是靠惯性离心力的作用 使粉尘与含尘空气分开 尘粒受到的离心力为 本科毕业设计 论文 通过答辩 17 由上式可知 离心力的大小与进口气流速度 旋风除尘器的直径及尘粒的密度 直径有关 所以我们说影响除尘效率的因素由以下几方面决定 1 进口气流速度 一般来说 进口气流速度越大 尘粒受到的离心力越大 除尘效率越高 同时 处理含尘空气气量也夜多 但实践证明 进口气流速度越大时 不但除尘效率 不高 反而会下降 这是因为 当风速过大时 会把原来已除下来的尘粒重新 带跑 形成返混现象 同时由于进口气流的增加会使阻力急剧增加 从而使电 耗急剧增加 这是因为 阻力消耗与风速的二次方成正比例关系 所以进口风速一般控制在 12 18 米 秒之间 2 旋风除尘器筒体的直径和排风管的直径 在其它条件不变的情况下 减小筒体直径 尘粒所受到的离心力也增大 所以 应采用小直径的旋风除尘器 排风管直径为筒体的直径的 0 5 0 6 倍 一般 不超过 800 毫米 但直径小了 处理风量少 可以采用几个饿旋风除尘器并联 使用 处理风量为各除尘器风量之和 阻力为单个除尘器的阻力 3 筒体高度和锥体高度 筒体高度和锥体高度越高 含尘空气分离的时间越长 除尘效果越好 但过高 了下部也不起作用 由于锥体部分的直径逐渐减少 其除尘效率高于通体部分 建议采用短筒体长锥体 锥体部分的高度一般为筒体部分的 2 3 倍为宜 4 底部的密封性 由于旋风除尘器工作时 底部和中心部位是负压力不从心 所以底部是否漏风 是影响除尘效率的关键因素 实践证明 当底部漏风率为 5 时 除尘效率下降 50 当底部漏风率 10 时 除尘效率几乎为零 当底部定期清灰时 可将出灰 口与密闭灰箱相连 当连续清灰时 要安装闭风器 并且闭风器的胶皮与壳体 密封 转速要慢 针对不少工厂 采用的旋风除尘器直径偏大 除尘效果不好的现状 根据以上分 析 结合各厂的实际情况 针对旋风除尘器提出以下改进意见 仅供参考 本科毕业设计 论文 通过答辩 18 1 旋风除尘器的直径改为 300 400 毫米 每四个一组 下部供用一个密闭的集尘箱 每一个除尘管网 根据所需处理的含尘空气量的多少 确定需要多少组旋风除尘器 各组除尘器均并联使用 2 旋风除尘器采用下旋型 可以避免上涡旋的形成 提高除尘效率 3 旋风除尘器的筒体高度为 0 5 米左右 锥体部分的高度为 1 米左右 采用短筒 体长锥体的设计 4 旋风除尘器进口风速一般控制在 12 16 米 秒左右 不宜过大 否则会使阻力 增加 增加电耗 5 设计制造旋风除尘器时 要保证质量 从排风管中心到下部锥体中心 要成铅 垂线 以免影响分离粉粒及排风曲线 影响除尘效率 6 注意底部的密封性 定期清灰时 注意下部留有一定的灰封 连续清灰时 闭 风器的转速要慢 胶皮不能脱落 并要与壳体相接触 以上改进 经几个厂家使用 效果良好 整齐美观 除尘效率基本能达到国家规 定的标准 6 26 2 旋风除尘器的类型 旋风除尘器的类型 旋风除尘器又名 cyclone 直译 它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 固二相留分离装置 旋风除尘器用于工业生 产 已有百余年历史 由于它结构简单 无运动部件 制造安装投资少 操作维护简 便 性能稳定 受含尘气体的浓度和温度影响较少 压损中等 动力消耗不大 所以 广泛用于各种工艺过程中 随着旋风除尘器的使用日益广泛 人们对旋风除尘器内部的气流状态与固体颗粒 的运动规律做过大量的研究 结构改进取得不少进步 研制出许多性能良好的旋风除 尘器 按气流导入情况 旋风除尘器可分为 2 类 1 1 切流反转式旋风除尘器切流反转式旋风除尘器 这是旋风除尘器的形式 如图 11a b c 含尘气体由筒体的侧面沿切线方向导入 气流在圆筒部旋转向下 进入锥体 到达锥体的端点反转向上 清洁气流经排气管排 出口 这类旋风除尘器根据不同的进口形式 又可分为图 11 a 蜗壳进口 图 11 b 蜗旋 进口 图 11 c 长方形切线进口 以上三种进口是目前常见的形式 已由上世纪 50 年 代应用至今 为了提高除尘器的捕集效率 把排出气体中含尘浓度高的气体一二次风形式引出 后 经风机再导入旋风分离器内 这种旋风除尘器 按二次风因入方式可分为 图 12 d 切流二次风和图 12 e 轴流二次风 本科毕业设计 论文 通过答辩 19 图图 1111 图图 1212 2 2 锥体弯曲的水平旋风除尘器 锥体弯曲的水平旋风除尘器 可节省占地面积 简化管路系统 进口速度较大时 除尘效率与立式的相差不大 主要用于中小型锅炉的烟气除尘 3 3 扩散式旋风除尘器 扩散式旋风除尘器 它是一种具有呈倒锥体形状的锥体 并在锥体的底部装有反射屏的旋风除尘器 反 射屏可防止上升气流卷起粉尘 从而提高除尘效率 4 4 旋风惯性除尘器旋风惯性除尘器 旋风惯性除尘器是普通旋风除尘器和百叶式惯性除尘器的组合 兼有惯性和旋风 除尘功能 旋风惯性除尘器的结构如图15 含尘气体从顶部螺旋线进口切向进入筒体 本科毕业设计 论文 通过答辩 20 粉尘因离心力被甩向外筒内壁 随外螺线下降气流落入锥斗 还有部分细小粉尘在靠近 百叶窗碰撞反弹随气流下降至锥斗 此外 因为通过百叶窗间隙提前排除大部分净化气 流 从而减少了锥体尾部返混二次气流量 有利于除尘效率的提高 降低了压力损失 旋风惯性除尘器压力损失小 处理风量大 适用于净化非纤维状的粉尘 和在初始粉 尘含量大的场合 作为二级除尘的一级净化 图 13 6 36 3 旋风除尘器的进口形式旋风除尘器的进口形式 目前常用的进口形式有直入式 蜗壳式和轴流式三种 见图 14 所示 直入式又分为平顶 盖和螺旋形顶盖 平顶盖直入式进口结构简单 应用最为广泛 螺旋形直入式进口避免了进口 气流与旋转气流之 的干扰 可减小阻力 但效率会下降 如果除尘器处理风量大 需要大的 进口 采用蜗壳式进口可以避免进口气流与排出管发生直接碰撞 见图 15 有利于除尘效 率和阻力的改善 轴流式进口主要用于多管旋风除尘器的旋风子 图 14 旋风除尘器的进口形式图 15 蜗壳式进口形式 本科毕业设计 论文 通过答辩 21 6 46 4 排灰装置排灰装置 旋风除尘器下部出现漏风时 效率会显著下降 如何在不漏风的情况下进行正常 排灰是旋风除尘器运行中必须重视的一个问题 收尘量不大的除尘器 可在下部设固定灰斗 定期排除 收尘量较大 要求连续排灰 时 可设双翻板式和回转式锁气器 翻板式锁气器是利用翻板上的平衡锤和积灰质量的平衡发生变化时 进行自动卸灰 的 它设有两块翻板轮流启闭 可以避免漏风 回转式锁气器采用外来动力使刮板缓 慢旋转 转速一般在 15 20r min 之间 它适用于排灰量较大的除尘器 回转式锁气 器能否保持严密 关键在于刮板和外壳之间紧密贴合的程度 6 56 5 旋风除尘器操作条件旋风除尘器操作条件 旋风除尘器的性能好坏 除与以上结构尺寸有关外 还取决于操作条件 第一 要正确的熟悉各种旋风除尘器性能 选用合理的进口风速和处理量 进口风速 一般范围在10 25m s 第二 特殊场合还要考虑到气体密度 大气压和温度的变化 及时修正实际处理量 进口风速及压力变化 第三 粉尘的物理性质 要考虑二相流中粉尘的密度 粒度分布 粉尘的湿度 粘性 和是否有纤维状或绒毛状粉尘等 合理选用除尘器 影响旋风除尘器的性能因素 除上述原因外 除尘器的内壁是否光滑 焊缝是否磨 光 联接法兰是否有内突出物等等都会引起旋转气流扰动 影响除尘效率 因此应当重 视除尘器的制造质量 本科毕业设计 论文 通过答辩 22 由以上设计可以看出 旋风除尘器在提升 分离物料等得到广泛的应用 该装置在提升物料 1 5m 3 h 基本满足工业生产要求 本次设计的旋风除尘器主要用于除去锯末 灰尘或者用于提升 分离小麦 玉米 稻谷 沙粒等 主要参考文献 主要参考文献 1 1 唐敬麟唐敬麟 张禄虎张禄虎 除尘装置系统及设备选用手册除尘装置系统及设备选用手册 北京北京 化学工业出版社化学工业出版社 2003 2003 2 2 第七届全国颗粒制备与处理学术暨应用研讨会第七届全国颗粒制备与处理学术暨应用研讨会 专辑专辑 中国粉体技术杂志中国粉体技术杂志 社社 2004 10 2004 10 3 3 庞新新庞新新 向晓东向晓东 陈宝智陈宝智 二次扬尘对旋风器除尘效率影响分析与对策二次扬尘对旋风器除尘效率影响分析与对策 武汉科武汉科 技大学学报技大学学报 自然科学版自然科学版 2001 2001 2424 3 3 253253 256256 4 4 向晓东向晓东 现代除尘理论与技术现代除尘理论与技术 北京北京 冶金工业出版社冶金工业出版社 20022002 5 5 金国淼金国淼 除尘设备除尘设备 北京北京 化学工业出版社化学工业出版社 20022002 6 6 向晓东向晓东 幸福堂幸福堂 余战桥等余战桥等 环缝气垫高效耐磨旋风除尘器的研究环缝气垫高效耐磨旋风除尘器的研究 通风除尘通风除尘 1998 1998 1 1 2525 2929 7 7 吴建蓉吴建蓉 王一飞王一飞 于荣贤等于荣贤等 工程力学与机械设计基础工程力学与机械设计基础 电子工业出版社电子工业出版社 isbnisbn 7 5053 8734 0 tn7 5053 8734 0 tn 18001800 8 8 黄忠耀 李冬梅 王景先等黄忠耀 李冬梅 王景先等 pro engineerpro engineer 20012001 基础训练教程基础训练教程 清华大学出清华大学出 版社版社isbnisbn 7 900643 73 77 900643 73 7 9 9 张学军等张学军等 pro engineerpro engineer wildfirewildfire 机械设计与应用机械设计与应用 国防工业出版社国防工业出版社isbnisbn 7 118 04363 x th7 118 04363 x th 193193 10 10 王大康 卢颂峰等王大康 卢颂峰等 机械设计课程设计机械设计课程设计 machine machine 北京工业大学出版社北京工业大学出版社 isbnisbn 7 5639 0880 3 g7 5639 0880 3 g 478478 11 11 王加信王加信 旋转叶轮供料器新产品旋转叶轮供料器新产品 上海信禾机械制造有限公司上海信禾机械制造有限公司 200010200010 12 12 阮竟兰阮竟兰 徐芸徐芸 郑州粮食学院郑州粮食学院 450052 450052 马仁贵 马仁贵 合肥粮食机械厂合肥粮食机械厂 230000 230000 闭闭 风器结构设计中的技术特点风器结构设计中的技术特点 13 13 赵云岭赵云岭 王伟民王伟民 计算机工程制图计算机工程制图 河南大学出版社河南大学出版社 isbn 7 81091 117 1 t 52 14 14 kimkim h h t t leelee k k w w kuhlmankuhlman m m r r exploratoryexploratory designdesign modificationsmodifications forfor 1515 rosinp rammlere intelmannw grundlagenundgrenzender rosinp rammlere intelmannw grundlagenundgrenzender zyklonentstaubung j zverdtschzyklonentstaubung j zverdtsch ing 1932 76 16 ing 1932 76 16 433 433 438 438 1616 lapple lapplece gravityandcentrifugalce gravityandcentrifugalseparation j indseparation j indhyghygq q 1950 1950 1 1 40 45 40 45 本科毕业设计 论文 通过答辩 23 致谢 致谢 我的这篇毕业设计的完成 首先应当归功于指导老师李玉中老师 他无论是在室我的这篇毕业设计的完成 首先应当归功于指导老师李玉中老师 他无论是在室 内资料整理还是在论文的撰写等各个方面都给予了大量的指导和帮助内资料整理还是在论文的撰写等各个方面都给予了大量的指导和帮助 令我不但完成了令我不但完成了 论文论文 也学到了许多书本上学不到的知识也学到了许多书本上学不到的知识 受益匪浅受益匪浅 特致以深深的感谢特致以深