旋风分离器的内部气流分布简介和旋风分离器的特点
由于旋风分离器的分离,捕集过程是一种极为复杂的三维,二相湍流运动,致使理论与实验研究十分困难。.另外,设备的结构不同,几何尺寸的不一,尤其是气—固两相本身物理性质的差异,操作条件的变化等等因素,都对旋风分离器的主要性能----效率,压力损失有显著的影响.因此,至今仍无法全面掌握它们运动的内在规律,更不能从理论上建立一套完整的成熟的数学模型。我们在这里仅介绍与我们有关旋风分离器的定性和半定量的知识。
（一）、旋风分离器的内部气流分布简介：
1．气流在旋风分离器内是复杂的三维运动，器内任一点上都有切向、径向和轴向速度，其中切向速度对分离性能和压力损失影响最大。在旋风分离器内，切向速度和压力分布在同一水平面，各点的切向速度由器壁向中心增大，满足半自由旋流区的切向速度分布规律：vt×rn=常数，n称速度分布指数，一般在0.5～0.9范围内。到直径等于排气管直径的0.65倍的圆周上大最大值，再往中心则急剧减少，即随于轴心距离的减小而降低。切线速度最大的圆周内有一轴向速度很大的向上内旋气流，称为核心流，核心流以内的气流为强制涡。核心气流以外为准自由涡。器内各点的压力测定结果表明，由于旋涡的存在，在分离器内气体沿径向的压力分布曲线似抛物线状。器壁附近压力最高，仅稍低于气流进口压力，往中心逐渐降低，至核心气流处降为负压,低压核心气流一直延伸至最下面的排灰口。因此，当分离器灰仓或底部接近轴心处有漏孔时，外部空气会以高速进入分离器，使已沉降的颗粒重新卷入净化气流中，以致严重影响收尘效率。
2．涡流：
涡流也称二次涡流，在旋风分离器中称次流，它由轴向速度vz与径向速度vr构成。涡流对旋风分离器的性能，尤其是分离效率，影响较大。常见的涡流有：
（1）.短路流:旋风分离器顶盖,排气管外面与筒体内壁之间,由于径向速度与轴向速度的存在,将形成局部涡流(上涡流).夹带着相当数量的尘粒向中心流动,并沿排气管外表面下降,最后随中心上生气流逸出排气管,影响了除尘效率。
(2). 纵向旋涡流:纵向旋涡流是以旋风分离器内,外流分界面为中心的器内再循环而形成的纵向流动。经实验证明,零轴向速度面的位置等于0.6倍旋风筒体半径。由于排气管内有效流通载面小于排气管管端以下内旋流的有效流通载面,因此在排气管管端处产生节流效应,从而使排气管管端附近的气体径向速度大大提高,致使气体对大颗粒的甩力超过了颗粒所受的离心力而造成‘短路’,影响了分离性能。
(3).外层旋流中的局部涡流:由于旋风分离器壁面不光滑,如突起,焊缝等等,可产生与主流方向垂直的涡流.其量虽只约主流的五分之一,但这种流动会使壁面附近,或者已被分离到壁的粒子重新甩到内层旋流,使较大的尘粒在净化气中出现,降低了旋风分离器的分离能力。这种湍流对分离5μm以下的颗粒尤为不利。
(4).底部夹带:外层旋流在锥体顶部向上返转时可产生局部涡流,将粉尘重新卷起,假使旋流一直延伸到灰斗,也同样会把灰斗中粉尘,特别是细粉尘搅起,被上升气流带走。底部夹带的粉尘量占排气管带出粉尘量的20～30%。因此,合理的结构设计,减少底部夹带是改善旋风分离器捕集效率的重要方面。
(二)、旋风分离器的特点:
1．结构简单，器身无运动部件，不需特殊的附属设备，占地面积小，制造，安装投资较小。
2．操作，维护简便，压力损失中等，动力消耗不大，运转维护费用较低。
3．操作弹性大，性能稳定，不受含尘气体的浓度，温度限制。对于粉尘的物理性质无特殊要求，同时可根据化工生产的不同要求，选用不同材料制作，或内衬各种不同的耐磨，耐热材料，以提高使用寿命。
4．缺点：如卸灰阀泄漏，会严重影响除尘效率；磨损严重，特别是处理高浓度或琢磨性大的粉尘时，入口处和锥体部位都容易磨坏；除尘效率不高，单独使用时有时满足不了含尘气体排放浓度要求。
