如何计算旋风除尘器内部风速呢

计算旋风除尘器内部风速（主要指 入口风速 和 筒体截面风速）是设计或评估其性能的关键步骤。以下是具体计算方法和公式：

1. 入口风速（$v_i$）

入口风速 是气流进入旋风除尘器进口管时的速度，直接影响分离效率和压力损失。
计算公式：

参数说明：

• $Q$：处理风量（m³/s），由工况需求确定。

• $A_i$：入口截面积（m²），对于矩形入口：$A_i=\text{宽度}\times \text{高度}$（如设计为 $A_i=b\times h$）。

典型范围：

• 常规旋风除尘器：$12\sim 20\text{m/s}$

• 高效旋风除尘器：$18\sim 25\text{m/s}$

• 注：风速过低会导致粉尘无法有效分离，过高则增加压损和磨损。

2. 筒体截面风速（$v_c$）

筒体截面风速 是气流在旋风筒体截面的表观速度，反映气流上升或下降的流速。
计算公式：

参数说明：

• $A_c$：旋风筒体截面积（m²），$A_c=\pi \times {\left(\frac{D}{2}\right)}^2$，其中 $D$ 为筒体直径。

典型范围：

• $2\sim 4\text{m/s}$（过低易积灰，过高会降低离心力）。

3. 其他关键风速

（1）排气管（内筒）风速（$v_e$）

影响排气带走的细颗粒量：

• $d$：排气管直径（m），通常 $d\approx 0.5D$。

• 范围：$6\sim 10\text{m/s}$（过高易二次扬尘）。

（2）临界分离风速

粉尘能被分离的最小风速，与颗粒密度和粒径相关，需通过 斯托克斯定律 或实验确定。

4. 计算示例

已知条件：

• 处理风量 $Q=3000\text{m³/h}=0.833\text{m³/s}$

• 入口尺寸 $b\times h=0.2\text{m}\times 0.4\text{m}$

• 筒体直径 $D=0.8\text{m}$

计算步骤：

1. 入口风速：

   $v_i=\frac{Q}{b\times h}=\frac{0.833}{0.2\times 0.4}=10.4\text{m/s}\text{（偏低，可调整入口尺寸）}$

2. 筒体截面风速：

   $v_c=\frac{Q}{\pi (D/2{)}^2}=\frac{0.833}{3.14\times 0.16}\approx 1.66\text{m/s}\text{（在合理范围内）}$

5. 注意事项

1. 风速与效率的关系：

   • 入口风速↑ → 离心力↑ → 分离效率↑，但压损↑（压损 $\propto v_i^2$）。

   • 筒体风速↓ → 停留时间↑ → 效率↑，但需避免积灰。

2. 结构比例：

   • 入口高宽比 $h/b\approx 2\sim 3$，筒体直径 $D$ 与排气管直径 $d$ 的比例需优化。

3. 实际调整：

   • 通过变频风机调节风量 $Q$，或修改入口尺寸以匹配设计风速。

总结

• 核心公式：入口风速 $v_i=Q/A_i$，筒体风速 $v_c=Q/A_c$。

• 关键参数：风量 $Q$、入口尺寸、筒体直径 $D$。

• 设计准则：风速需在推荐范围内平衡效率与压损，结合粉尘特性（密度、粒径）调整。

如果需要更精确计算（如分级效率、压损），需结合 Lapple理论 或 Shepherd-Lapple模型 进行迭代设计。