高效旋風式氣-固分離器的製作方法
2023-12-04 00:54:31
專利名稱：高效旋風式氣-固分離器的製作方法
技術領域：
一種高效的旋風式氣－固分離器。
旋風式氣－固分離器是利用氣體－固相粒子混合氣流從軸對稱柱體上部切向進入，形成的旋轉運動，在離心力作用下，把固相粒子甩向壁面，與壁面碰撞下落；氣體則借內旋渦的作用，由軸對稱柱體內向上排出，達到氣－固分離的目的。
目前，用於除塵和固相粒子回收的旋風式氣－固分離器種類很多，如CLT型、D型、B型、旁路式、擴散式、長錐體、多管式、龍捲風旋風分離器、雙級蝸旋分離器等。但迄今所有的旋風式氣－固分離器有著一個共同的特徵，就是其內壁面都是空氣動力學光滑面。
從流體力學知識我們知道，流過空氣動力學光滑面的高速氣流。在靠近壁面的區域。存在著一個層流子層。在該層中，湍流強度很弱，粘性起主導作用。被甩到壁面附近的固相粒子與壁面碰撞的機會相對很少。因此，一般地說，空氣動力學光滑面內壁的旋風式氣－固分離器分離效率相對很低。
旋風式氣－固分離器的性能優劣有兩個重要的指標一是分離效率；二是壓力損失的大小。在不增加壓力損失的條件下，提高分離效率，可以通過改變分離器的內壁面的空氣動力學特性來達到。
本實用新型的目的在於提供一種高效的旋風式氣－固分離器，其內壁做成空氣動力學粗糙面，從而改變了分離器內壁面附近的空氣動力學特性，使得該分離器在不增加壓力損失的條件下，提高了分離效率。
圖1為本實用新型的原理及實施例圖。
圖2為軸對稱柱體內壁面示圖。
圖3為軸對稱柱體內壁面示圖。
圖4為軸對稱柱體內壁面示圖。
圖5為軸對稱柱體內壁面示圖。
本實用新型由
圖1所示的切向入口〔1〕、軸對稱柱體〔2〕、空氣動力學內壁面〔3〕、固相粒子出口〔4〕和氣體出口〔5〕組成。氣體－固相粒子混合氣流由切向入口〔1〕進入軸對稱柱體〔2〕後，產生旋轉運動。氣－固混合氣流經過空氣動力學粗糙內壁面〔3〕時，壁面附近湍流剪應力增加，湍流強度增大，加劇了固相粒子之間及固相粒子與壁面的碰撞。從而提高了分離效率。碰撞下落的固相粒子由固相粒子出口〔4〕排出；氣體則由軸對稱柱體中心向上從氣體出口〔5〕排出。
本實用新型中，空氣動力學粗糙內壁的粗糙元高度Z0應滿足Z0≥C (v)/(u＊) (式中V為運動粘性係數，u＊為摩擦速度，C≈70為常數)，以使得粗糙元高出層流子層厚度。
實施例如
圖1所示的旋風式氣－固分離器，其內壁面粗糙元可做成如圖2、圖3、圖4、圖5所示形狀，也可做成其它空氣動力學粗糙面形狀。氣體－固相粒子混合氣流由分離器切向入口〔1〕進入軸對稱柱體〔2〕後，形成旋轉運動。由於內壁是空氣動力學粗糙的，當氣－固混合氣流經過時，壁面附近的湍流剪應力增大，湍流強度增加，固相粒子之間及固相粒子與壁面的碰撞機會增多，固相粒子的沉積增加，分離效率明顯提高。固相粒子和氣體分別由固相粒子出口〔4〕和氣體出口〔5〕排出。
本實用新型適用於任何類型的旋風式氣－固分離器。對現有的旋風分離器進行改裝也很方便。
權利要求1.一種高效旋風式氣-固分離器，由切向入口，軸對稱柱體，固相粒子出口，氣體出口組成，其特徵在於軸對稱柱體的內壁面是粗糙的。
2.根據權利要求1所述的分離器，其特徵在於軸對稱柱體的粗糙內壁面系自然的空氣動力學粗糙面。
3.根據權利要求1所述的分離器，其特徵在於軸對稱柱體的粗糙內壁面系人為加工而成的空氣動力學粗糙面。
專利摘要一種高效旋風式氣-固分離器，它的內壁面是空氣動力學粗糙的。粗糙的內壁面增強了近壁面處的湍流強度，增加了固相粒子之間及固相粒子與壁面的碰撞機會。從而提高了分離器的分離效率。該分離器可用於固相粒子回收和除塵。
文檔編號B04C5/08GK2046408SQ8920657
公開日1989年10月25日 申請日期1989年5月6日 優先權日1989年5月6日
發明者徐大鵬, 衛景彬, 黎軍 申請人:中國科學院力學研究所