專利名稱：高效旋風(fēng)式氣-固分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高效的旋風(fēng)式氣－固分離器。
旋風(fēng)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(jìn)入，形成的旋轉(zhuǎn)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(nèi)旋渦的作用，由軸對稱柱體內(nèi)向上排出，達(dá)到氣－固分離的目的。
目前，用于除塵和固相粒子回收的旋風(fēng)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、龍卷風(fēng)旋風(fēng)分離器、雙級蝸旋分離器等。但迄今所有的旋風(fēng)式氣－固分離器有著一個共同的特征，就是其內(nèi)壁面都是空氣動力學(xué)光滑面。
從流體力學(xué)知識我們知道，流過空氣動力學(xué)光滑面的高速氣流。在靠近壁面的區(qū)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(dǎo)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(xué)光滑面內(nèi)壁的旋風(fēng)式氣－固分離器分離效率相對很低。
旋風(fēng)式氣－固分離器的性能優(yōu)劣有兩個重要的指標(biāo)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(nèi)壁面的空氣動力學(xué)特性來達(dá)到。
本實用新型的目的在于提供一種高效的旋風(fēng)式氣－固分離器，其內(nèi)壁做成空氣動力學(xué)粗糙面，從而改變了分離器內(nèi)壁面附近的空氣動力學(xué)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(nèi)壁面示圖。
圖3為軸對稱柱體內(nèi)壁面示圖。
圖4為軸對稱柱體內(nèi)壁面示圖。
圖5為軸對稱柱體內(nèi)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(xué)內(nèi)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(jìn)入軸對稱柱體〔2〕后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。氣－固混合氣流經(jīng)過空氣動力學(xué)粗糙內(nèi)壁面〔3〕時，壁面附近湍流剪應(yīng)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(xué)粗糙內(nèi)壁的粗糙元高度Z0應(yīng)滿足Z0≥C (v)/(u＊) (式中V為運動粘性系數(shù)，u＊為摩擦速度，C≈70為常數(shù))，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(fēng)式氣－固分離器，其內(nèi)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(xué)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(jìn)入軸對稱柱體〔2〕后，形成旋轉(zhuǎn)運動。由于內(nèi)壁是空氣動力學(xué)粗糙的，當(dāng)氣－固混合氣流經(jīng)過時，壁面附近的湍流剪應(yīng)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。
本實用新型適用于任何類型的旋風(fēng)式氣－固分離器。對現(xiàn)有的旋風(fēng)分離器進(jìn)行改裝也很方便。
權(quán)利要求1.一種高效旋風(fēng)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，其特征在于軸對稱柱體的內(nèi)壁面是粗糙的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征在于軸對稱柱體的粗糙內(nèi)壁面系自然的空氣動力學(xué)粗糙面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征在于軸對稱柱體的粗糙內(nèi)壁面系人為加工而成的空氣動力學(xué)粗糙面。
專利摘要一種高效旋風(fēng)式氣-固分離器，它的內(nèi)壁面是空氣動力學(xué)粗糙的。粗糙的內(nèi)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。該分離器可用于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(yōu)先權(quán)日1989年5月6日
發(fā)明者徐大鵬, 衛(wèi)景彬, 黎軍 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所