旋風(fēng)除塵器的流場(chǎng)通過(guò)測(cè)定認(rèn)為是一個(gè)三元流場(chǎng),主要是入口速度的3種分速度,分別為:切向分速度,由核心部的強(qiáng)制渦和外層部分的準(zhǔn)自由渦組成)、徑向分速度(v,由類源流和類匯流組成)、軸向分速度(w),各自的速度分布。
其中,切向分速度使粉塵顆粒在徑向方向加速度的作用下產(chǎn)生由內(nèi)向外的離心沉降速度,從而把粉塵顆粒推到圓筒壁而被分離,而徑向分速度使得粉塵顆粒在半徑方向由外向內(nèi)推到中心部渦核而隨上升氣流排離旋風(fēng)除塵器。這是旋風(fēng)除塵器流場(chǎng)中的一對(duì)主要矛盾,稱為主流。此外,軸向分速度和徑向分速度則是形成上、下灰環(huán)的主要原因,其中下灰環(huán)對(duì)于粉塵顆粒捕集分離有 的作用,稱為次流。
在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中含塵氣體產(chǎn)生很大的離心力,由于塵粒的密度比空氣大很多倍,因此旋轉(zhuǎn)的塵粒在很大的離心力作用下從氣流中分離甩向器壁,塵粒一旦與器壁接觸,便失去離心力作用而靠入口速度的動(dòng)能和自身的重力勢(shì)能沿器壁面旋轉(zhuǎn)下落,經(jīng)圓錐體排入集灰箱內(nèi)。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在圓錐體部分運(yùn)動(dòng)時(shí),隨著圓錐體收縮而向除塵器中心靠攏,當(dāng)氣流到達(dá)圓錐體下部某一位置時(shí),由于集塵箱是密閉的空間,下旋氣流折轉(zhuǎn)方向,形成一股做自下而上的螺旋運(yùn)動(dòng)氣流(稱為內(nèi)旋流),并經(jīng)排氣管排出。
影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素
1.入口流速。旋風(fēng)除塵器煙氣流速增大,煙塵受到的離心力增大,旋風(fēng)除塵器的臨界粒徑減少,收塵效率提高。但是,流速過(guò)高,旋風(fēng)除塵器內(nèi)煙塵的反彈、返混及塵粒碰撞被粉碎等現(xiàn)象反而影響收塵效率繼續(xù)提高。尤其是旋風(fēng)除塵器的流體阻力與流速的平方成正比。流速達(dá)到 值后,再繼續(xù)增大,則旋風(fēng)除塵器的阻力急劇增大,而除塵效率提高甚微。因此應(yīng)根據(jù)旋風(fēng)除塵器特點(diǎn)、煙氣和煙塵特性、使用條件等綜合因素,選定合適的流速。
2.除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸。除塵器筒體直徑俞小,在同樣切線速度下,塵粒所受離心力俞大,除塵效率俞高。筒體高度的變化對(duì)除塵效率影響不明顯,而適當(dāng)加長(zhǎng)椎體高度,有利于提效率。
3.粉塵粒徑與密度。由于塵粒所受離心力與粒徑的三次方成正比,而所受粒徑向氣體阻力僅與粒徑的一次方成正比,因而大粒子比小粒子 易捕集。除塵效率隨著塵粒真密度的增大而提高,密度小,難分離,除塵效率下降。
4.氣體溫度和黏度。氣體黏度隨溫度升高而增大,而分割粒徑又與黏度的平方根成正比,因而旋風(fēng)除塵器的除塵效率隨氣體溫度或黏度的增加而降低。
5.除塵器下部的氣密性。除塵器內(nèi)部靜壓從外壁向中心逐漸降低,即使除塵在正壓下運(yùn)行椎體底部也可能處于負(fù)壓狀態(tài)。若除塵器下部不嚴(yán)而漏入空氣,會(huì)把已落入灰斗的粉塵重新帶走,使除塵效率顯著下降;當(dāng)漏氣量達(dá)到除塵器處量15%,除塵效率幾乎降為零。