化工原理第三章第二节

第三离心沉

一、离心沉重力加2.增稠器（沉降槽

清液溢

清水平挡略成锥形的大直径（数米～百米以上）（高度2.5～4m）

耙

稠料浆 进料口送入液面下0.3~1.0m处，以小扰动迅速分散到整个截面上，颗粒下沉，从等浓区变浓区沉聚区；在槽底缓慢转动的耙把

重力沉降设Ⅰ添加絮凝剂一般采用添加少量电解质或表面活性剂的方法，使细颗粒凝聚或絮聚Ⅱ 离心沉降：依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过

重力加速度重力加速度t

uFC uR一、离心沉1、离心沉降速度惯性离心力

d6

u2t 浮力

d6

u2tR阻力

d4

u2r2d6

u2t

d6

u2tR

d4

u2r020ur4dur4dsu2t2、离心沉降速度与重力沉降速度 d2u2阻力系数：层流时

ur

R R u

Kc例如；当旋转半径R=0.4m，切向速度ur=20m/s时，求分离因数 uKc

二、旋风分离器的操作原离心沉降设1.旋风分离 DDA

净化气气如右图所示，主

D

尘图3- 旋风分离器的尺寸及操作原理离心沉降设工作原转着从顶部的排气管排出。离心旋风分离器的分离性能可以用临界直径和分离效率来表示临界直 指能够从分离器内全部分离出来的最颗粒的直径，用dc表示

d2 pu purr假 II.颗粒沉降过程中所穿过的气流

B

u的最大厚度等于进气口宽度Bur

u u III.③颗粒沉降服 公式离心0

u令r=0，解得

dc

Nui

离心（2）总效粒级效

指由分离器分离出来的颗粒量 气体中总粒量之比。不能准确地代表旋风分离器的分离性能粒级粒级效

0.60.8 68颗粒直径比理论 实际 旋风分离器的粒级效离心沉降设④旋风分离器的压性能好坏的重要指气流进入旋风分离器时，由于突扩大引起的损失压降损

与器壁摩擦的损失cpc

u2/

气流旋转导致的动能损失ii

寸有 旋风分离器的压降损失一般在5002000Pa左右三、旋风分离器的性分离效率和气体通过旋风分离器的压强降。1、气体处理旋风分离器的处理量 的气速决定 气体量是旋风分离器最主要的操作参数。一般 气速ui

V

B2临界粒理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小进入旋风分离器的气流严格按照螺旋形路线作等速运颗粒沉降过程中所穿过的气流厚度为进气口宽度ur

d2su2

R∵ρ<<ρS，故ρ可略去，而旋转半径R可取平均值Rm22r22r

dsui

t2B18Rmt22R

d2

对某尺寸的颗粒所需的沉降时间θt恰好等于停留时间θ，该颗粒就是理论上能被完全分离下来的最小颗粒，用dc表示这种颗粒的直径，即。218RmB2Rm2cd2 c

——

sui由

，知d

3、分离效 进入旋风分离器的全部粉尘中被分

0

C1

进入旋风分离器的粒径为di的颗

CpiC粒级效率ηpi与颗粒直径di的对应关系可通过实测得到，称如图，临界粒径约为10μm。理论上，凡直径大于10μm的颗粒，其粒级效率都应为100%而小于10μm的颗粒，粒级效率都应为零，图中折线直径小于dc50u50ui0

4、压强气体通过旋风分离器时，由于进气管、排气管及主体器壁所引起的摩擦阻力，气体流动时的局部阻力以及气体旋转up

2对型式不同或尺寸比例不同的设备ξc的值也不同，要通过四、旋风分离1、旋风分离器的型旋风分离器的形式多种多样，主要是在对式进气为了保证高速气流进入旋风分离起时形成较规则的旋转流，减少局部涡流与死角，设计了倾斜螺旋主体结构与各部分尺寸比例的优化一般细长的旋风分离器效率高，但超过一定限度，分离效2、旋风分离器的设计计根据具体情况选择合适的型式，选型时应在高效率与地阻力者之间作权衡，一般长、径比大且出截面小的设 的流速例：气体中所含尘粒的密度为2000kg/m3，气体的流量为5500标m3/h，温度为500，密度为043kg/m3分离效率不低于90%，且知相应的临界粒径不大于10μm，要根据允许的压强降确定气体 的流速up 2

u

2

20.2m/按分离要求，临界粒径不大于10μm，故取临界粒径 9B

10106

is NuisB

5200020.210106d2d2

D=4B=4×0.196=0.78m根据D与ui计算每个分离器的处理量，再根据气体流量确定

AB

DD

V' V'

VS

5500

273

4.32m3/

''

为满足规定的气体处理量、压强降及分离效率三项指标，需要直径不大于0.78m的标准分离器至少三台，为了V V

1.08m3/为了保证指定的分离效率，临界粒径仍取为10μm

V 8V

dc

Bsui

ui

D2D9 4

32V'ddc

D

NS D2 校核8V

82ui 2D2

17.9m/P

ui2i

8.0

0.432

AB

D V2' V2'