旋風除塵器通過氣流旋轉產生的離心力分離粉塵,其分離效率與結構設計密切相關。以下幾類結構參數對分離效果影響較為顯著,直接決定了設備對不同粒徑粉塵的捕集能力。
一、筒體直徑與高度
筒體直徑是影響離心力的核心參數。直徑越小,相同入口風速下氣流旋轉半徑越小,離心加速度越大,對細粉塵的分離能力越強。但直徑過小會導致氣流湍流加劇,已分離的粉塵易被二次卷起,反而降低效率;直徑過大則離心力不足,難以捕獲細微顆粒。筒體高度需與直徑匹配。適當增加筒體高度可延長氣流在除塵器內的旋轉時間,使粉塵有更充分的機會沉降至壁面。若高度不足,氣流未完成分離進入了出口管,會導致部分粉塵隨氣流逃逸;過高則可能增加設備阻力,且對效率提升的邊際效益遞減。
二、入口形式與尺寸
旋風除塵器入口結構直接影響氣流進入筒體的方式和速度。常見的切向入口能使氣流沿筒壁切線方向進入,形成穩定的旋轉流場,分離效率優于軸向入口。入口尺寸需與筒體直徑協調:入口寬度越大,氣流進入速度越低,離心力減弱;入口高度增加雖可提高處理風量,但易導致氣流分布不均,引發局部渦流。入口風速是關聯參數,由入口尺寸和處理風量決定。風速過低時離心力不足,粉塵分離不干凈;風速過高則湍流增強,粉塵反彈和二次夾帶現象加劇,通常需將入口風速控制在合理區間以平衡效率與阻力。
三、錐體角度與排塵口直徑
錐體是引導分離后粉塵下落的關鍵結構,其角度設計直接影響粉塵沉降路徑。角度過小(錐體過陡)會使粉塵下落速度加快,易被上升氣流重新卷起;角度過大(錐體過緩)則會延長粉塵在錐體內的停留時間,增加壁面摩擦導致的粉塵堆積,一般需根據處理粉塵的粒徑和密度選擇適宜角度。排塵口直徑需與筒體直徑匹配。直徑過小會導致排塵不暢,粉塵在錐底堆積并被上升氣流帶入出口;直徑過大會使外部空氣從排塵口倒吸,破壞流場穩定性,形成“短路”現象,降低分離效率。通常排塵口直徑為筒體直徑的1/4~1/3時效果好。
四、排氣管插入深度與直徑
排氣管作為凈化后氣體的出口,其插入深度和直徑對分離效率影響顯著。插入過深會占據筒體上部有效旋轉空間,縮短氣流旋轉路徑,導致部分粉塵未分離進入了排氣管;插入過淺則易使頂部未分離的粉塵直接逃逸,降低效率。排氣管直徑與筒體直徑的比例需合理。直徑過小會增加系統阻力,迫使氣流速度升高導致湍流加劇;直徑過大則會削弱旋轉流場強度,降低離心分離效果。一般排氣管直徑為筒體直徑的1/2~2/3,以兼顧凈化效率和阻力損失。
綜上,旋風除塵器的分離效率是各結構參數協同作用的結果。設計時需根據處理粉塵特性(粒徑、密度、濃度)和風量需求,優化筒體、入口、錐體、排氣管等核心結構的尺寸與比例,才能更大限度發揮離心分離作用,提升設備的除塵效能。