柴油机尾气颗粒捕集性能研究及数值模拟--《上海交通大学》2009年硕士论文
柴油机尾气颗粒捕集性能研究及数值模拟
【摘要】：柴油机与汽油机相比具有热效率高、燃油经济性好的特点,但是尾气中有害污染物较多。为了满足更高标准的排放法规,除了继续寻求优化燃烧等机内净化措施外,采用颗粒捕集器等后处理方法也已成为有效降低污染物的措施之一。影响颗粒捕集性能的因素有发动机工况和捕集器结构与性能等。在实验研究前,用模拟仿真的方法系统地研究各因素对捕集效率的影响为设计高性能的颗粒捕集器提供有力依据。本文的主要研究工作有以下几个方面:
(1)系统地研究了泡沫陶瓷特性及其颗粒过滤机理;设计测试陶瓷性能实验台;实验测得10PPI和25PPI两种规格的泡沫陶瓷的流体动力学性能的各流场参数。
(2)设计二维周期性多孔介质模型;并以实验测得的流场参数为边界条件,运用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT进行模拟,验证所设计的多孔介质模型的合理性。
(3)建立颗粒轨道模型;运用离散相模型(DPM)模拟计算颗粒在多孔介质中的运动轨迹,并进行追踪、捕集和分析;通过分析流速、颗粒直径、泡沫陶瓷的规格和陶瓷体厚度四种影响因素,进一步追踪研究颗粒的捕集效率。研究表明,相同流动状态和粒径下,25PPI泡沫陶瓷的过滤效率比10PPI的要高,但泡沫陶瓷前后压差也大。
(4)优化组合陶瓷体之间的结构,进一步研究提高颗粒捕集效率的结构形式。模拟表明,当泡沫陶瓷体间有间隔时,捕集效率会增大,并且捕集效率随着间隔的增大而增大。
本文研究为优化设计颗粒捕集器提供了大量的参考依据,减少了捕集器结构设计的时间,对下一步发动机台架实验研究具有指导作用。
【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2009【分类号】：TK421.5【目录】：
摘要5-7ABSTRACT7-12第一章 绪论12-23 1.1 课题研究的背景和意义12-15
1.1.1 课题研究的背景和意义12-13
1.1.2 柴油机尾气成分及其危害13-14
1.1.3 排放法规14-15 1.2 国内外研究现状15-22
1.2.1 降低柴油机尾气颗粒物的技术15-18
1.2.2 常用颗粒捕集的方法18-19
1.2.3 过滤体的选择19-21
1.2.4 CFD 发展及其应用21-22 1.3 课题的来源和论文主要研究内容22-23
1.3.1 课题的来源22
1.3.2 论文的主要研究内容22-23第二章 泡沫陶瓷特性及其颗粒过滤机理23-29 2.1 表征泡沫陶瓷材料特性的参数23-26
2.1.1 孔隙率23
2.1.2 平均孔径23-24
2.1.3 渗透能力24-25
2.1.4 热震稳定性25
2.1.5 强度25-26 2.2 颗粒过滤机理26-28
2.2.1 深床过滤26-28
2.2.2 滤饼过滤28 2.3 本章小节28-29第三章 泡沫陶瓷性能实验29-40 3.1 实验29-35
3.1.1 实验原理29-30
3.1.2 实验装置30-31
3.1.3 实验参数的确定和选型31-35 3.2 实验原始数据及其数据处理35-39
3.2.1 10PPI 泡沫陶瓷数据35-37
3.2.2 25PPI 泡沫陶瓷数据37-39 3.3 本章小节39-40第四章 多孔介质模型设计40-52 4.1 多孔介质模型40-42
4.1.1 微观结构模型40-41
4.1.2 二维周期性模型41-42 4.2 湍流模型42-44
4.2.1 雷诺数42
4.2.2 RNG k-ε方程42-44 4.3 多孔介质模型的验证44-51
4.3.1 模型模拟验证的充分必要条件44
4.3.2 仿真模型边界条件的设定44-45
4.3.3 运算参数的设定45
4.3.4 模拟计算与模型验证45-51 4.4 本章小节51-52第五章 颗粒轨道模型52-59 5.1 颗粒的确定轨道方程52-57
5.1.1 流场中颗粒受力分析52-55
5.1.2 颗粒受力简化55-56
5.1.3 CFD 中颗粒受力平衡方程56-57 5.2 颗粒的随机轨道模型57-58 5.3 本章小结58-59第六章 颗粒轨道模拟计算59-72 6.1 离散相模型59-64
6.1.1 离散相适用范围59
6.1.2 离散相壁面边界条件及设置59-60
6.1.3 离散相颗粒源设置60-64 6.2 捕集效率及其影响因素分析64-71
6.2.1 10PPI 泡沫陶瓷的捕集效率64-68
6.2.2 25PPI 泡沫陶瓷的捕集效率68-71 6.3 本章小节71-72第七章 陶瓷体间组合设计72-76 7.1 10PPI 泡沫陶瓷间隔排列72-73 7.2 25PPI 泡沫陶瓷间隔排列73-74 7.3 10PPI 与25PPI 泡沫陶瓷间隔排列74 7.4 本章小节74-76第八章 总结与展望76-78 8.1 全文总结76-77 8.2 研究展望77-78参考文献78-82致谢82-83攻读硕士学位期间发表的学术论文83
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
宁智,资新运,高希彦,陈家骅;[J];车用发动机;1999年03期
佘铭钢,刘铮;[J];化工学报;2003年08期
贺泓;翁端;资新运;;[J];环境科学;2007年06期
宁智,路勇,资新运,欧阳明高;[J];机械工程学报;2002年01期
冯胜山,陈巨乔;[J];耐火材料;2002年04期
严兆大,曹韵华,芮阳,苏石川,周重光,张镇顺;[J];内燃机工程;2002年02期
王宪成,宁智,高希彦,王宁会,许晓光;[J];内燃机学报;2000年02期
资新运,宁智,安向壁,张春润,贺宇;[J];内燃机学报;2001年04期
周玉香,陈泽智,龚惠娟;[J];农业机械学报;2005年06期
宁智,资新运,姚广涛,高希彦,陈家骅,李万众;[J];燃烧科学与技术;1998年03期
中国硕士学位论文全文数据库
周韬;[D];上海交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
汪涌;龚光军;;[J];安徽职业技术学院学报;2011年01期
宋建华;张红卫;;[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
赵建青;冉慧;晁曼妮;;[J];安徽农业科学;2011年25期
李先春,谢安国;[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
薛强,梁冰,李宏艳;[J];地下空间;2001年S1期
易富;梁冰;;[J];地下空间与工程学报;2005年06期
孔祥鹏;白云;徐冬洪;;[J];地下空间与工程学报;2012年02期
邱冰冰;;[J];蚌埠学院学报;2012年03期
孙斌祥,徐?祖,赖远明,李东庆;[J];冰川冻土;2002年06期
张忠明;胡博;徐春杰;;[J];兵器材料科学与工程;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库
朱琼;白春华;;[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
邵九姑;许友生;;[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
杨海涛;刘为洲;;[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
马磊;李俊华;常化振;傅立新;;[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
王建省;董勤喜;;[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（一）[C];2007年
程泽林;熊峻江;彭勃;罗楚养;;[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集（一）[C];2007年
罗云烽;段跃新;肇研;;[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集（下册）[C];2008年
周健儿;;[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集（一）[C];2010年
叶高文;;[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库
石宝龙;[D];哈尔滨工程大学;2010年
席本强;[D];辽宁工程技术大学;2010年
张大明;[D];辽宁工程技术大学;2010年
蔡皓;[D];湖南大学;2010年
王曙辉;[D];湖南大学;2010年
左远志;[D];华南理工大学;2010年
闫洁;[D];浙江大学;2009年
张彦军;[D];浙江大学;2009年
杜朝伟;[D];北京交通大学;2011年
张辉;[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
王海生;[D];河南理工大学;2010年
孙锐;[D];河南理工大学;2010年
吕国庆;[D];河南理工大学;2010年
桑培淼;[D];河南理工大学;2010年
张波;[D];哈尔滨工程大学;2010年
丁铜伟;[D];哈尔滨工程大学;2010年
马俊;[D];哈尔滨工程大学;2010年
尹和俭;[D];哈尔滨工程大学;2010年
徐鑫;[D];哈尔滨工程大学;2010年
刘小杰;[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
金艳,周玉所,李维军;[J];山东陶瓷;2001年02期
贺泓,余运波,刘俊锋,张润铎,张长斌,王进;[J];催化学报;2004年06期
贾德昌;周玉;;[J];材料科学与工艺;1993年04期
李忠全，周桂芬，陈木兰;[J];粉末冶金技术;1996年01期
蒲舸;张力;辛明道;;[J];工程热物理学报;2006年02期
张彪，郭景坤，诸培南，黄校先;[J];硅酸盐通报;1995年03期
徐永东,张立同,韩金探;[J];硅酸盐通报;1997年03期
郭景坤，诸培南;[J];硅酸盐学报;1996年01期
吴庆祝;[J];河北陶瓷;1997年02期
蔡安江;[J];化工矿物与加工;2003年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
彭泰瑶;邵强;;[J];通风除尘;1988年03期
卜维平;彭荣;林芳;张泰基;李晓非;王淑敏;;[J];暖通空调;1992年05期
卜维平;彭荣;林芳;张泰基;李晓非;王淑敏;;[J];家用电器科技;1993年01期
付海明;张鹏峰;亢燕铭;;[J];洁净与空调技术;2006年02期
鲁端峰;赵长遂;吴新;李永旺;韩松;丛俊;;[J];东南大学学报(自然科学版);2007年01期
叶靖;亢燕铭;;[J];建筑热能通风空调;2012年05期
简瑞民,张旭,沙高原;[J];同济大学学报(自然科学版);1999年06期
王继宏;;[J];铁道建筑技术;2012年05期
刘晓燕;亢燕铭;张健;;[J];建筑热能通风空调;2012年06期
鲁端峰;吴新;赵长遂;李永旺;;[J];热能动力工程;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库
朱益民;孔祥鹏;陈海丰;宿鹏浩;孙培廷;张曼霞;;[A];中国物理学会静电专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
黄三明;祝爱娟;王聪;;[A];第十五届中国电除尘学术会议论文集[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库
王文喜;[D];华中科技大学;2012年
冯丰;[D];东华大学;2014年
赵洪亮;[D];东华大学;2015年
刘晓燕;[D];东华大学;2013年
王亮;[D];东华大学;2014年
翟延滨;[D];大连理工大学;2013年
王鹏;[D];东北林业大学;2014年
胡长松;[D];上海交通大学;2009年
袁颖;[D];北京化工大学;2005年
郭海燕;[D];华北电力大学（河北）;2009年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号上海卓旋化工科技有限公司
客户服务热线：021-
压缩机前后置分离器及气液分离器
一、压缩机前置分离器及超高效复合分离技术
压缩机在石油、化工、冶金、电力、燃气及医药等行业中已广泛应用，气体进入压缩机之前均需除去气体中液体及固体颗粒杂质，大多数工业气体(如空气、原料气及各类燃气)通常带有各种液体及固体杂质(如右图所示)，例如焦炉煤气，通常含有较多量的苯、焦油等液体及煤粉、萘等固体杂质，这些粘稠的液体参杂着固体颗粒一道进入燃气压缩机，会对压缩机的运行带来很大影响，有时连续工作时间不到数小时即无法运行，因此压缩机的前置分离器是必不可少的。另外、焦炉煤气通常压力接近常压，允许分离器的阻力不超过2～3kPa，非常低的阻力限制和很高的分离效率要求使得分离器的选择变得异常困难。
传统的压缩机前置分离器主要包括离心式分离(包括重力沉降及各类旋风分离器)和过滤式分离(包括各类滤芯、丝网除雾器及填料)，但这类分离器单独使用已经很难满足压缩机对前置分离器越来越高的技术要求：即同时达到过滤精度高、阻力低、适应高效捕集粘稠液体及稳定运行周期长等要求。如果仅简单的将各类分离器串联起来使用不但会造成很大的成本浪费且难以满足低阻力的要求，因此开发新型压缩机高效前置分离器具有很现实意义。
目前国内外各个工业领域应用最为广泛的压缩机前置分离器当属滤芯式过滤器了，滤芯式过滤器具有一次性投资小、结构简单及过滤精度较高等优点，但其缺点也非常明显：①纳污量(容尘量)小，滤芯需频繁更换，运行成本高；②滤芯的过滤精度越高，在处理相同气量的条件下其运行阻力也越大；③通常不适合高效捕集液体，因为液体没有明确的粒度(液滴的粒度是变化的或是不定型的)，相对于固体颗粒有明确的粒度(通常认为固体颗粒的粒度是定型的)是完全不同的。同时由于液体常常与固体杂质混合后产生板结的滤饼，极易将滤料上过滤孔堵住，造成运行阻力直线上升而无法运行。
根据工业气体中含有各种液体及固体等杂质的工艺条件，上海卓旋化工科技有限公司对工业气体除杂质的净化工艺路线相对于国内外常见的滤芯过滤等分离方法，在解决问题的思路上有显著不同，采用的超高效复合分离技术完美地解决了上述难题，该技术已获得国家专利(专利号ZL.2)，我公司研发的“ZFS系列高效前置分离器”在国内外已有近百套的工业应用实例，创造了装置连续两年以上不用维修的纪录，得到了国内多家知名压缩机企业的认可。
1&压缩机ZFS系列高效前置分离器
1.1&ZFS系列高效前置分离器及超高效复合分离技术
上海卓旋化工科技有限公司开发的“ZFS系列高效前置分离器”采用了超高效复合分离技术(如右图所示)，“ZFS系列高效前置分离器”具备三重分离效应，即：第一级“重力沉降分离”+第二级“高效旋风分离”+第三级“高效气体过滤”。
1)&含有各种液体及固体等杂质的气体首先由分离器进气口进入一个大的重力沉降室，由于此时的气体流速突然降低，气体中一些大的液滴及固体颗粒(如50～100μm以上)会因重力而落入分离器下隔板处，这些杂质进而通过降液管进入容器底部的排灰储罐。
2)&经过预分离的气体随后进入分离器内部的多台旋风分离器，我公司开发研制的MEII型多管式高效旋风分离器对20μm的杂质分离效率高达99%以上(相同条件下旋风除液效果要优于去除固体颗粒)，各类杂质可通过旋风分离器下部的排灰储罐在线排放，采用MEII型多管式高效旋风分离器可最大限度地减轻后序高效气体过滤器的工作负荷，从而大大延长高效过滤器的检修周期。
3)&高效气体过滤器作为精密净化设备，采用多层结构形式，即设置成多个或单个过滤箱体,&每个箱体内填装具有强吸附能力的特制中空纤维(SZX系列)作为滤料，由下至上按密度(或空隙率)逐步从疏松到致密，这种结构使颗粒较大的杂质在下层较粗的滤料得到截留，而较小的颗粒杂质在上层的较密的滤料得到捕集，即杂质颗粒在多层滤料中呈立体分布状态；同时由于特制纤维的中空或多孔结构,&纤维还具备“吸附”效应,&高效气体过滤器的总净化效率可大于99.999%(备有40余种SZX系列的滤料，可以根据需要任意调整过滤精度)。常见的滤芯式过滤器从原理上属“表面过滤”，而高效气体过滤器属“深层过滤”范畴，相对于滤芯式过滤器，高效气体过滤器的纳污量(容尘量)远大于滤芯或滤管式过滤器(纳污量约高千倍)，在捕集相同质量的杂质后，高效气体过滤器的阻力相对来说小得多(原因是中空纤维滤料具有很大的空隙率)，因此高效气体过滤器可以确保长期稳定运行而不用检修。此外，特制的中空纤维滤料(属柔性滤料)具有很大的弹性，滤料不会因气量的巨大波动及总阻力的增大而遭到破坏，具备极好的耐受性。即便处理气量在100%的范围内波动，高效气体过滤器捕集效率也不受影响，因此高效气体过滤器的性能非常稳定。高效气体过滤器同时兼有高效率、低阻力、运行稳定可靠、高纳污量(更换滤料的检修周期很长)、高耐受性(滤料不会因受压而损坏)等几个优点，对保护后系统效果显著。
4)&ZFS系列高效前置分离器的总阻力ΔP值是一可变值，其上限是由用户根据实际情况自行决定的。初始时高效气体过滤器的总阻力(即空白阻力)ΔP较小，随着时间的推移，气体中的杂质颗粒越来越多被捕集，系统总阻力ΔP会缓慢逐步增加。根据过程计算，在通常情况下，ZFS系列高效前置分离器更换滤料的检修周期可超过壹年以上(视固体杂质进口浓度等变化)。滤芯式过滤器由于滤芯遭受较大的压差后很容易造成滤芯报废，其允许的总差压ΔP较小，而高效气体过滤器没有此限制，因此只要不影响输气，总阻力ΔP值可以设定的高一些。
5)&上海卓旋化工科技有限公司在各类新型气固分离技术的开发及理论研究的基础上，应用化工系统工程的基本原理，开发了气固分离系统的设计软件，建立了《CS1/FS1气固分离系统模拟计算程序》。应用CS1模拟计算程序可进行气固分离系统的最优化设计，不仅可以预测单个气固分离装置的各项分离性能，而且解决了气固分离系统如何进行最佳组合的问题，避免了设计上的随意性及盲目性。《CS1/FS1气固分离系统模拟计算程序》已在全国数百套各类气固分离装置中成功应用，取得了显著的经济效益和社会效益。
1.2&ZFS系列高效前置分离器规格
外形尺寸(mm)
处理气量 Q (Nm3/h)
筒体直径D1
底座直径D2
①表内数据以工作压力约等于常压为依据设计，当工作压力较高时，数据会有所不同；
②每套分离器包括液位计壹台、球阀四台及差压计壹套。
1.3&ZFS系列高效前置分离器技术特点
①极高的净化效率：设计总效率可达99.999%以上，能够捕集微米级和亚微米级的杂质颗粒，能满足超净化要求。其中高效气体过滤器过滤精度可以任意调节,备有40余种滤料，最高过滤精度可达0.1μm(高性能膜滤料)，并可以根据需要调整组合。
②极好的耐受性：特制的中空纤维滤料具有很大的弹性，滤料不会因气量的巨大波动及总阻力的增大而遭到破坏，高效气体过滤器的耐受性远好于滤芯式过滤器。
③超大的纳污量:&相对于滤芯式过滤器，高效气体过滤器的纳污量(容尘量)远大于滤芯式过滤器,&计算表明其纳污量高出千倍以上。
④极佳的稳定性:&ZFS系列高效前置分离器性能稳定，操作及管理方便，装置的检修周期通常在壹年以上。
⑤超强的适应性:&当气体中瞬间含有大量杂质进入分离器时,&作为预处理的EII型高效旋风分离器作用尤为明显，可适用于极端恶劣的工况条件。如果气相中含有较多的油、水等液相杂质，设置高效气液分离器可有效去除各类粘附性很大的液相杂质。
⑥更宽的操作弹性:&当处理气量在设计处理量的100～150%的范围内波动时，ZFS系列高效前置分离器的净化效率不受影响(仅阻力有变化)。
1.4&ZFS系列高效前置分离器应用范围
①各种压缩机入口工业气体的超净化；
②燃气(如天然气、煤层气、粗煤气及沼气等)轮机发电厂(站)中燃气的超净化；
③燃气的气源源头的超净化(如油田气体净化厂)；
④燃气城市输配气系统各门站、分输站及集输系统各压气站的超净化；
⑤含油、含水及含尘等带压气体需要超净化处理的场合；
⑥适用于含液量很高的条件下(即气－液固三相)，对带压气源超净化处理；&
⑦能处理600～;高温条件下的带压气源的净化。
上海卓旋化工科技有限公司
上海市普陀区旭辉世纪广场丹巴路28弄36号419室
电话：62953
邮编：200062
Copyright (C) 2014 上海卓旋化工科技有限公司 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
旋风分离器流场与分离性能的数值模拟研究
下载积分：1280
内容提示：旋风分离器流场与分离性能的数值模拟研究
文档格式：PDF|
浏览次数：7|
上传日期： 19:59:50|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
旋风分离器流场与分离性能的数值模拟研究
官方公共微信您的位置： &
M模型在低密度物料旋风分离器结构设计中的应用您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
粉煤灰分选系统旋风分离器的串并联工艺分析.doc 7页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：100 &&
粉煤灰分选系统旋风分离器的串并联工艺分析.doc
你可能关注的文档：
··········
··········
粉煤灰分选系统旋风分离器的串并联工艺分析　　摘要：粉煤灰分选是火力发电厂粉煤灰综合利用的重要组成部分，是减少废固排放，实现循环经济的关键工艺之一。旋风分离器是粉煤灰分选工艺中主要的收尘设备，关于其采用串联或并联工艺的争论由来已久，本文意在通过详实的理论分析，探究两种工艺的优缺点。　　关键词：粉煤灰分选旋风分离器串并联　　中图分类号：TU522.3+5文献标识码：A文章编号：　　粉煤灰分选工艺是火力发电厂粉煤灰综合利用的一种重要工艺，燃煤锅炉除尘器收集的粗灰，经过分选系统处理后成品为满足Ⅰ、Ⅱ级的标准粉煤灰，进而实现综合利用。旋风分离器是粉煤灰分选系统中用来捕集由分级机分选出来的细灰的一个收尘设备。当含尘气流从进口以一定速度切向进入旋风分离器时，气流由直线运动变为圆周运动。旋转气流的大部分沿外筒内壁作螺旋向下朝锥体运动，通常称此为外旋气流。由于粉尘颗粒的质量远大于气体，所以具有较大的离心力，在随外旋气流运动时逐渐被甩向筒壁，然后在重力作用下螺旋下降，并从锥体出口排出。下旋气流进入锥体后逐渐加速，中心负压增大，在锥体某一位置，主气流进入锥体中心，并以相同旋转方向反转成向上的螺旋运动，直至从内筒出口排出，少量被夹带的和入口处因短路而直接进入内筒的颗粒也同时随洁净气流排出。旋风分离器的捕集效率直接影响细灰产量和整个分选系统的效率，它的耐磨性能也直接影响分选系统的正常运行。因此设计和制作一台先进的高效耐磨分离器，是粉煤灰分选系统设计制作中非常重要的一环。为了解决大处理量分选系统中旋风分离器的效率和磨损，提出了两台旋风分离器串联和并联运行的问题，下面就串联和并联工艺谈一些看法。　　1、影响旋风分离器捕集效率的因素　　1.1临界分离粒径（被分离的颗粒最小极限粒径或100%被分离粒径）　　下面引入被世界各国学者公认且普遍采用的临界分离粒径公式　　a.罗辛―勒姆拉（Rosin、Rammler）公式　　1932年，Rosin、Rammler等人根据旋风分离器转圈理论，得出的临界分离粒径的公式是：　　（1）　　式中：μ―空气动力粘度，kg/m.s；　　Lw―气流总宽度（等于进口宽度b），m；　　ui―气体进口速度，m/s；　　Nc―气体的旋转圈数；　　ρp、ρa―分别为颗粒和气体的密度，kg/m3。　　b.西菲尔德―拉普耳（Shepherd、Lapple）公式　　1940年，按转圈理论，并取速度指数n=0.5，内旋气流半径等于0.7倍内筒半径，即r0=0.7r,提出的公式是：　　，m（2）　　式中：d―内筒外径，m。　　从式（1）和式（2）可知，临界捕集粒径与入口风速ui和转圈数NC的0.5次方成反比(即气固分离效率与入口风速ui和转圈数NC的0.5次方成正比)，与内筒外径d或进口气流宽度LW的0.5次方成正比（即气固分离效率与内筒外径d或进口气流宽度LW的0.5次方成反比）。换言之，入口速度越高，临界捕集粒径越小；转圈越多临界捕集粒径越小；内筒外径越小，捕集粒径也越小。通常转圈数NC≤7，入口速度ui≤30m/s，所以对一般密度ρp=0.5～7.0g/cm3的粉粒体，临界分离粒径大约在5μm～2μm左右。当颗粒粒径dp≤5μm时，由于质量小，离心力很小，不足以克服中心上旋气流负压引起的曳力而被吸入，并从内筒排出。理论上对小于临界捕集粒径的颗粒捕集效率为零，而对大于临界捕集粒径的颗粒捕集效率为100%。实际上由于粉粒体的凝并（细小颗粒吸附在一起凝并成较大颗粒）和夹带（大颗粒中夹杂有小颗粒）效应，大量小于临界捕集粒径的颗粒也会被捕获，捕集效率不可能为零。而大于临界捕集粒径的颗粒由于壁面的反弹、排灰口内旋气流的二次扬尘也会将其带入内旋流从内筒排出，所以捕集效率不可能为100%。　　结论：对于任一组粒子群，临界分离粒径越小其颗粒捕集效率越高，从式（1）和式（2）也可以得出如下结论：旋风分离器入口速度越高、转圈越多、内筒外径越小（内筒外径与外筒内径是有一定比例要求的，内筒外径小，相应外筒内径也小）旋风分离器的捕集效率越高。工程应用中，也不能无限制的提高旋转圈数和旋风分离器入口速度，因为旋风分离器的阻力与旋转圈数成正比、与入口速度平方成正比、磨损与速度三次方成正比，过高的旋转圈数和入口流速度，将会造成整套工艺系统的运行阻力和设备磨损都大大增加。　　2、旋风分离器的串联运行　　从上述影响旋风分离器效率的因素分析可以看出，若两台相同的旋风分离器串联运行，第1级旋风分离器捕集不到的的颗粒，第2级仍然捕集不到，所以第2级旋风分离器的捕集效率几乎为零。如果第二级旋分离的直径小于第1级或旋转圈数大于第1级，更细一些的颗粒会被收集少部分，这种配置方式则不如直接废除第1级旋风分离器，选用第2级旋风分离器为好。　　如果旋风分离制造质量很高，外筒、内筒、锥体三者在同一轴线上，外
正在加载中，请稍后...