发布时间 : 星期一 文章滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计更新完毕开始阅读
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4 离心除尘技术
气流在做旋转运动时，气流中的粉尘颗粒会因受离心力的作用从气流中分离出来。利用离心力进行除尘的技术称离心除尘技术。利用离心力进行除尘的设备称为旋风除尘器.
4.1 离心式除尘工作原理
旋风除尘器由带锥形底的外圆筒、进气管、排气管(内圆筒)，圆锥筒和贮灰箱排灰阀等五部分组成。排气管插入外圆筒形成内圆筒，进气管与外圆相切，外圆筒下部是圆锥筒，圆锥筒下部是贮灰箱
含尘气流以14—24m/s的高速度从进气口进入后，由于受到外圆筒上盖及内圆筒壁的限流，迫使气流做自上而下的旋转运动，通常把这种运动称为外旋流。在气流旋转过程中形成很大的离心力：尘粒在离心力的作用下．逐渐被甩向外壁，井在重力的作用下沿外壁面旋转下落，直至贮灰箱。旋转下降的外旋流因受到锥体收缩的影响渐渐向中心汇集．下降到一定程度时，开始返回上升．形成一股自下而上的旋转运动．一般把这种运动称为内旋流。内旋流不含大颗粒粉尘，所以比较干净，可以经内筒排向大气。但是，由于内．外两旋转气流的互相干扰和渗透，容易把沉于底部的尘粉带起，其中一部分细小的粒子又被带走，这就是除尘器内的二次飞扬现象。为减少二次飞扬．提高除尘效率，在圆锥体下部往往设置阻气排尘装置。查资料得出，尘粒在旋风除尘器内的运动是很复杂的。它不仅有圆周运动．径向运动和轴向运动，而且在尘粒沉降过程中还有线速度的变化和离心加速度的变化．因此．不应把旋风除尘器的工作原理看得过于简单，在旋风除尘器内．外旋流逐渐向下旋转，内旋流逐渐向上旋转，向上与向下旋转气流分界面上各点的轴向速度为零，分界面以外的气流切线速度随其与轴心距离的减小而增大，越接近轴心，切线速度越大；分界面以内的气流切向速度随其与轴心距离的减小而降低；值得注意的是．旋风防尘器内气流径向速度方向与尘粒的径向速度方向相反．粉尘粒子由内向外运动．气体则由外向轴心流动。由于气流旋转的原因，旋风除尘器内压强越接近轴心处越低，即使设备在正压操作下．轴心处仍处在负压状态。因此，在排气管至贮灰箱之间有任何漏风，都会导致除尘效率的明显降低。
旋风除尘器内的气流及颗粒运动十分复杂．对于颗粒的分离捕集机理做出许多简化假设后，形成各种不同的分离机理模型．主要有转圈理论．平衡轨道理论及边界层分离理论等；
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4.2 转圈理论(沉降分离理论)
转圈理论是由重力沉降室的沉降原理发展起来的：其原理是．粉尘颗粒受离心力作用，沉降到旋风除尘器壁面所需要的时间和颗粒在分离区间气体停留时间的相平衡．从而计算出粉尘完全被分离的最小极限粒径d100，即分离效率为100％的粉尘颗粒最小粒。设进入旋风除尘器内气流假定为等速流(速度分布指数n=o)，即气体严格地按照螺旋途径，始终保持与进入时相同的速度流动，而颗粒随气体以恒定的切向速度(与位置变化无关)。由内向外克服气流对它的阻力，穿过整个气流宽度，流经一个最大的净水平距离，最后到达器壁被分离。
4.3 平街轨道理论 (假象圆筒学说)
一定直径的粉尘颗粒，因旋转气流而产生的离心力F，将会在平衡轨道上与向心气流对它作用的stokes贴阻力P达到平衡，而平街轨道往往看作是排气管下端由最大切向速度的各点连接起来的一个假想圆筒-这种处于平衡状态的颗粒，由于种种原因，平衡将随时都会遭到破坏：有时离心力F大干阻力P，有时则P大于F。两者出现的几率是相等的-因此．在假想圆筒上的颗粒具有50％的分离效率，工程应用中．常把此颗粒直径称为切割粒径．切割粒径表示粉尘有50％被捕集．另外50％的几率不被捕集。
4.4 边界层分离理论
平街轨道理论没有考虑紊流扩散等影响．而这种影响对于粉尘细颗粒是不可忽视的，20世纪70年代有人提出横向渗混模型．认为在旋风除尘器的任一横截面上，颗粒难度的分布是均匀的，但在近壁处的边界层内，是层流流动．只要颗粒在离心效应下浮游进入此边界层内，就可以被捕集分离下来，这就是边界分离理论。
4.5 计算比传速
叶片的综合分析与计算
通风机的结构简单，制造方便，叶轮一般采用钢板制成, 通常采用焊接，有时也用铆接。本机采用焊接制成。通风机可以做成右旋和左旋两种。本机采用最普通的右旋方向，即顺时针方向旋转。
风机的传动方式，该设计中采用电机和叶轮之间联结，把叶轮直接安装在电机轴上。结构紧凑、制作方便、降低成本。
叶轮是除尘器的心脏部分，他的尺寸和几个形状对除尘器的特性有着重大的影响。
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采用直间传动，选用2825r/min的电动机，通风机比转速为：
图4-2 弯曲应力图
当吊环作用A点时，弯矩为a,当作用在A、B两点之间的C点，弯矩为b，当正的最大值和负的最大值挠度力矩有一个最小值时，将发生最小弯曲应力，这就是当两者相等时，将发生最小的弯曲应力，这就是当两者相等(m??m?1)，会引起最大正弯矩或负弯矩的增
加，使最大的正负弯矩相等。
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4.7 旋风除尘器构造对性能的影响
4.7.1除尘器的直径及高度
除尘器的直径及高度对其性能有直接影响，理论上讲，旋风除尘器简体越小，气流运动给予粉尘粒子的离心力越大．能够获得的除尘效率高，相应的流体阻力也越大。因此，外形细长的旋风除尘器比短相的除尘器效率高．且能够捕集较细的尘粒，但流体阻力较大．对于筒体高度的取值．一般认为，性能较好的旋风除尘器直筒部分的高度为其直径的1—2倍，锥体部分的高度为直径的1—3倍，锥体底角为25度—40度。Q3110型抛丸机的除尘设备采用了这种设计方案。 4.7.2 进口和出口形式
旋风除尘器的进口形式有4种：a最普通的入口形式．是气流外缘与除尘器简体相切；b入口外缘壳体为渐开线形或对数螺线形：c入口外壳类似三角形，下部与简体相切，上部为螺旋面形；d气流从轴向进入．在螺旋力的作用下。旋转进入筒体
不同的进口形式有着不同的性能．特点和用途．对小型旋风除尘器，如旋流子多用第四种形式。 就性能而言。以蜗壳行结构的入口性能较好，蜗壳与简体相切面角度以气流旋转180后简体外缘相切为宜：
除尘器入口断面的宽高之比也很重要。宽高比越小，进口气流在径向方向越薄，越有利于粉尘在圆筒内分离和沉降，除尘效率就越高。因此，进口断面多采用矩形，高宽之比值为2左右．
排气筒的插入深度与除尘效率有直接关系：插入加深，效率提高，加大；插入变浅，效率降低， 阻力减小：这是因为短浅的排气筒容易形成短路现象．造成部分尘粒，来不及分离便从排气筒排走。因此，本机的旋风除尘器排气筒下端与进气管的下缘平齐。
图4-3除尘器常见入口形式简图
本机采用切向进口的型式如图（4-4）。切向进口是最好的进口方式，它可以最大限度的避免进入气体与旋转气流之间的干扰，以提高效率。