旋风除尘器设计项目新版说明书.doc

唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：高效旋风除尘器设计 机电工程系07机电一体化技术（1）班 系 别：_崔逊 班 级：_高秀媛姓 名：_指 导 教 师：_6月8日高效旋风除尘器设计摘 要论文关键介绍了旋风除尘器各部分结构尺寸确实定和旋风除尘器性能计算。以一般旋风除尘器设计为基础，结合现代这类相关课题研究方法，设计出符合一定压力损失和除尘效率要求除尘器，在CAD/CAM软件辅助设计基础上，绘制旋风除尘器装配图、零件图、和除尘系统原理图。本文分以下几部分对以上内容进行了讨论：首先，经过查阅资料计算出旋风除尘器各部分尺寸；其次，绘制出旋风除尘器装配图及旋风除尘器各零部件图；最终，整理资料，选择和论文相关英文文件进行翻译完成设计说明书。关键词：旋风除尘器 压力损失 除尘效率The design of efficiently whirler-type dust catcherAbstractThis paper mainly introduces the determination of the whirler-type dust catchers size of structure for every part and the calculation of the performance for the whirler-type dust catcher . It is based on the design of ordinary cyclone and combined with modern research methods of such related topics. Then the whirler-type dust catcher which is in accordance with the requirements of pressure drop and the effieieney of dustremoval is designed.The drawing of the assembly drawing ,part drawing and dust control system schematic is based on the CAD/CAM,a software for aided design.This article is divided into several parts of following to be talked over：at first, calculating the whirler-type dust catchers size of every part by searching materials,then drawing the assembly drawing and part drawing of the whirler-type dust catcher.at last,collating information and selecting a piece of English literature which is related to the papers and translating it to complete the synopsis for the design.Keywords: Whirler-type dust catcher Effieieney of dustremoval Pressure drop目 录1.引言12.旋风除尘器除尘机理及性能22.1旋风除尘器基础工作原理22.1.1旋风除尘器结构22.1.2旋风除尘器内流场22.1.3旋风除尘器内压力分布52.2 旋风除尘器性能及其影响原因52.2.1旋风除尘器技术性能52.2.2 影响旋风除尘器性能关键原因62.2.3 旋风除尘器选型标准103.旋风除尘器设计123.1旋风除尘器各部分尺寸确实定123.1.1形式选择123.1.2 确定进口风速123.1.3 确定旋风除尘器尺寸123.2旋风除尘器强度校核143.2.1筒体和锥体壁厚s和气压试验强度校核143.2.2排气管尺寸确实定153.2.3.支座选择计算173.2.4支腿设计计算及校核193.3旋风除尘器压力损失及除尘效率203.3.1计算压力损失203.3.2除尘效率计算213.4风机选择223.5排尘阀选择223.6连接方法选择22结论24致谢25参考文件26外文资料271.引言旋风除尘器设计是我经过学习全部基础课、专业课和以往课程设计基础上进行一次综合性设计。这次毕业设计更充足表现了理论联络实际宗旨，经过这次毕业设计，我不仅加深了对专业基础知识了解，而且认识到作为一名工作人员我们应该含有良好技术水平、严谨务实工作态度，这次设计锻炼了我查阅资料自我设计能力。我期望经过此次毕业设计对我三年来所学课程有更深入了解，熟练掌握AutoCAD制图，利用所学知识设计出符合要求除尘器。伴随人类社会发展和进步，大家对生活质量和本身健康越来越重视，对空气质量也越来越关注。然而大家在生产和生活中，不停向大气中排放多种多样污染物质，使大气遭到了严重污染，有些地域环境质量不停恶化，甚至影响人类生存。在大气污染物中粉尘污染占关键部分，可吸入颗粒物过多进入人体，会威胁大家健康。所以防治粉尘污染、保护大气环境是刻不容缓关键任务1。除尘器是大气污染控制应用最多设备，其设计制造是否优良，应用维护是否适当直接影响投资费用、除尘效果、运行作业率。所以掌握除尘器工作机理，精心设计、制造和维护管理除尘器，对搞好环境保护工作含相关键作用2。工业中现在常见除尘器可分为：机械式除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器等。机械式除尘器包含重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等。重力沉降室是经过重力作用使尘粒从气流中沉降分离除尘装置，关键用于高效除尘预除尘装置，除去大于40m以上粒子。惯性除尘器是借助尘粒本身惯性力作用使其和气流分离，关键用于净化密度和粒径较大金属或矿物性粉尘。旋风除尘器是利用旋转气流产生离心力使尘粒从气流中分离装置，多用作小型燃煤锅炉消烟除尘和多级除尘、预除尘设备12。此次设计为旋风除尘器设计，设计目标在于设计出符合要求能够净化指定环境空气除尘设备，为环境保护工作贡献一份力量。设计时努力争取层次分明、图文结合、内容具体。此设计关键由筒体、锥体、进气管、排气管、排灰口设计计算和风机选择计算等组成，在取得符合条件性能同时努力争取达成加工工艺简单、经济美观、维护方便等特点。此次设计参考和引用了部分相关除尘器设计论著、教材、手册等，因为学识、经验、和水平有限，设计中缺点乃至不妥之处于所难免，殷切期望各位老师批评指正，提出宝贵意见。2旋风除尘器除尘机理及性能2.1旋风除尘器基础工作原理2.1.1旋风除尘器结构旋风除尘器结构图2-1所表示，当含尘气体由进气管进入旋风除尘器时，气流将由直线运动转变为圆周运动，旋转气流绝大部分延器壁呈螺旋形向下，朝椎体流动。通常称为外旋气流，含尘气体在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体尘粒甩向器壁。尘粒一旦和器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度动量和向下重力延壁面下落，进入排灰管。旋转下降外旋气流在抵达椎体时，因椎体形状收缩而向除尘器中心靠拢。依据“旋转矩”不变原理，其切向速度不停增加。当气流抵达椎体下端某一位置时，即以一样旋转方向从旋风除尘器中部，由下反转而上，继续做螺旋运动，即内旋气流。最终净化气体经排气管排除旋风除尘器外，一部分未被捕集尘粒也由此遗失。 1排气管2顶盖3排灰管4圆锥体5圆筒体6进气管图21 旋风除尘器2.1.2旋风除尘器内流场旋风除尘器内流场是一个相当复杂三维流场。气体在旋风器内作旋转运动时，任一点速度均可分解为切向速度vt、轴向速度vz和径向速度vr。（1） 旋风除尘器各向速度切向速度vt切向速度对于粉尘颗粒捕集和分离起着主导作用，含尘气体在切向速度作用下，由里向外离心沉降，排气管以下任一截面上切向速度vt沿半径改变规律为：在旋风除尘器中心部分旋转气流，其切向速度vt伴随半径增大而增大，是类似和刚体旋转运动强制涡旋，称为“内涡旋”;除尘器外部旋转气流，其切向速度vt则伴随半径增加而降低，称为“外涡旋”。在内外涡旋交界面上，切向速度达成最大值。多种不一样结构旋风除尘器，其切向速度分布规律基础相同。表示通式为:式中r为气流质点旋转半径；n为速度分布指数通常为0.50.9之间。若忽略旋风除尘器内气流所存在内摩擦力，依据能量守恒定律，在理想情况下n=1，此时，vt r=常数，称为自由旋流。所以，n和1差值就是旋流和自由旋流差异，该n值可由下式计算 式中 D 旋风除尘器直径（m）； T 热力学温度（K）； n 速度分布指数。 最大切向速度位置rm称为强制旋流半径，试验证实 rm=2/3re式中 re出口管半径图22旋风除尘器内流场分布径向速度vr径向速度vr是影响旋风除尘器分离性能关键原因，因为它能够使尘粒沿半径由外向内推向漩涡中心，阻碍尘粒沉降。不过该径向速度和切向速度之比较小，通常vr在15m/s范围内。轴向速度vz轴向速度vz分布组成了旋风除尘器外层下行、内层上行气体双层旋转流动结构。试验表明，有一个零轴向速度面一直和器壁平行，即使在椎体部分，也能保持外层气流厚度不变。除了上述三种流速外还因为轴向流速和径向流速作用引发涡流。她们全部将引发除尘效率降低。（2）旋风除尘器涡流旋风除尘器内，除了主旋转气流外，还存在着由轴向速度和径向速度相互作用而形成涡流。涡流对旋风除尘器分离效率和压力损失影响较大。常见涡流有以下多个:短路流即旋风除尘器顶盖、排气管外面和筒体内壁之间，因为径向速度和轴向速度存在，将形成局部涡流(上涡流)，夹带着相当数量尘粒向中心流动，并沿排气管外表面下降，最终随中心上升气流逸出排气管，影响了除尘效率。纵向旋涡流纵向旋涡流是以旋风除尘器内、外旋流分界面为中心器内再循环而形成纵向流动。因为排气管内有效通流截面小于排气管管端以下内旋流有效通流截面，所以在排气管管端处产生节流效应，从而使气体对大颗粒甩力超出颗粒所受离心力，而造成“短路”，影响了分离性能。外层涡流中局部涡流因为旋风除尘器壁面不光滑，如突起、焊缝等等，可产生和主流方向垂直涡流，其量虽只约为主流五分之一，但这种流动会使壁面周围，或己被分离到壁面粒子重新甩到内层旋流，使较大尘粒在净化气中出现，降低了旋风除尘器分离能力。这种湍流对分离5m以下颗粒尤为不利。底部夹带外层旋流在锥体顶部向上返转时可产生局部涡流，将粉尘重新卷起，假使旋流一直延伸到灰斗，也一样会把灰斗中粉尘，尤其是细粉尘搅起，被上升气流带走。底部夹带粉尘量占从排气管带出粉尘总量2030%。所以，合理结构设计，降低底部夹带是改善旋风除尘器捕集效率关键方面。2.1.3旋风除尘器内压力分布通常旋风除尘器内压力分布图22所表示。依据对旋风除尘器工作原理、结构形式、尺寸和气体温度、湿度和压力等分析和试验测试，其压力损失关键影响原因可归纳以下：（1）结构形式影响旋风除尘器结构形式相同或几何图形相同，则旋风除尘器阻力系数相同。若进口流速相同，压力损失基础不变。（2）进口风量影响压力损失和进口速度平方成正比，所以进口风量较大时，压力损失随之增大。（3）除尘器尺寸影响除尘器尺寸对压力损失影响较大，表现为进口面积增大，排气管直径减小，而压力损失随之增大，随圆筒和椎体部分长度增加而减小。（4）气体密度改变影响压力损失随气体密度增大而增大。因为气体密度改变和T、P相关，换句话说，压力损失随气体温度或压力增大而增大。（5）含尘气体浓度大小影响试验表明，含尘气体浓度增高时，压力损失随之下降，这是因为旋转气流和尘粒之间摩擦作用使旋转速度降低所致。（6）除尘器内部障碍物影响旋风除尘器内部叶片、突起、和支撑物等障碍物能使气流旋转速度降低。不过，除尘器内部粗糙却使压力损失很大。2.2 旋风除尘器性能及其影响原因2.2.1旋风除尘器技术性能（1）处理气体流量Q处理气体流量Q是经过除尘设备含尘气体流量，除尘器流量为给定值，通常以体积流量表示。高温气体和不是一个大气压情况时必需把流量换算到标准状态，其体积m3/h或m3/min表示。（2）压力损失旋风除尘器压力损失p是指含尘气体经过除尘器阻力，是进出口静压之差，是除尘器关键性能之一。其值当然越小越好，因风机功率几乎和它成正比。除尘器压力损失和管道、风罩等压力损失和除尘器气体流量为选择风机依据。压力损失包含以下多个方面：进气管内摩擦损失；气体进入旋风除尘器内，因膨胀或压缩而造成能量损失；和容器壁摩擦所造成能量损失；气体因旋转而产生能量消耗；排气管内摩擦损失，和由旋转气体转为直线气体造成能量损失；排气管内气体旋转时动能转换为静压能所造成损失等。（3）除尘效率通常指额定负压总效率和分级效率，但因为工业设备常常是在负荷下运行，有些场所把70%负荷下除尘总效率和分级效率作为判别除尘性能一项指标。从额定负荷下总效率和70%负荷下总效率对比中，能够看出除尘器负荷适应性。分级效率是说明除尘器分离能力一个比较确切指标。对同一灰尘粒径分级效率越高，除尘效果越好。在工业测试中，通常把3m、5m和10m灰尘分级效率作为衡量旋风除尘器分离能力一个依据。旋风除尘器分割粒径和在某程度上也说明除尘器除尘效率高低。（4）耗钢量旋风除尘器耗钢量是每小时处理1000m3气体除尘器本身所需要钢材数量。在除尘效率靠近或相等时，耗钢量越小越好。处理气量为30001m3/h旋风除尘器耗钢量通常为3550kg/(1000m3)；小于3000m3/h气体流量阻力除尘器耗钢量，通常全部在100kg/(1000m3/h)以上；处理气体流量大于等于0m3/h时，所配旋风除尘器分两种情况，一是多筒式旋风结构，包含进出口组合接管、灰斗和支架耗钢量全部很高为90160kg/(1000m3/h)。而双极旋风除尘器，因为没有灰斗和支架，耗钢量通常全部很低，约4060kg/(1000m3/h)。（5）使用寿命使用寿命和旋风除尘器本身结构特点、耐磨损方法和操作条件相关。延长使用寿命主动方法是：合理组织除尘器内部气流并在内部设抗磨内衬。2.2.2 影响旋风除尘器性能关键原因（1）旋风除尘器几何尺寸影响在旋风除尘器几何尺寸中，以旋风除尘器直径、气体进口和排气管形状和大小为最关键影响原因。通常，旋风除尘器直径越小，粉尘所受离心力越大，旋风除尘器除尘效率也就越高。但过小筒体直径会造成较大直径颗粒有可能反弹至中心气流而被带走，使除尘效率降低。另外，筒体太小对于粘性物料。因轻易引发堵塞。所以，通常筒体直径不宜小于5075mm；大型化以后己出现筒径大于20O0mm大型旋风除尘器。较高除尘效率旋风除尘器全部有适宜长度百分比。它不仅使进入筒体尘粒停留时间增加，有利于分离，且能使还未抵达排气管颗粒，有更多机会从旋流关键中分离出来，降低二次夹带，以提升除尘效率。足够长旋风除尘器，还可避免旋转气流对灰斗顶部磨损。不过过长旋风除尘器，会占据较大空间，即从排气管下端至旋风除尘器自然旋转顶端距离。可用下式计算: 式中 旋风除尘器筒体长度，m; D旋风除尘器筒体直径，m; b除尘器入口宽度，m; 除尘器出口直径，m。通常，常取旋风除尘器圆筒段高度H=(l.52.0)D。旋风除尘器圆锥体能够在较短轴向距离内将外旋流转变为内旋流，所以节省了空间和材料。除尘器圆锥体作用是将已分离出来粉尘微粒集中于旋风除尘器中心，方便将其排入灰斗中。当锥体高度一定，而锥体角度较大时，因为气流旋流半径很快变小，很轻易造成关键气流和器壁撞击，使沿锥壁旋转而下尘粒被内旋流所带走，影响除尘效率。所以，半锥角a不宜过大。设计时常取a为1315。旋风除尘器进口有两种关键进口形式：轴向进口和切向进口。切向进口为最一般一个进口形式，制造简单，用比较多。这种形式进口旋风除尘器外形尺寸紧凑。在切向进口中螺旋面进口为气流经过螺旋而进口，这种进口有利于气流向下做倾斜螺旋运动同时也能够避免相邻两螺旋圈气流相互干扰。渐开线（蜗壳形）进口进入筒体气流宽度逐步变窄，能够降低气流对筒体内气流撞击和干扰，是颗粒向壁移动距离减小，而且加大了进口气体和排气管距离，降低气流短路机会，所以提升除尘效率。这种进口处理气量大，压力损失小，是比较理想一个进口形式。轴向进口是最理想一个进口形式，它能够最大程度避免进口气体和旋转气流之间干扰，以提升除尘效率。但因气体均匀分布关键是叶片形状和数量，不然靠近中心处分离效果很差。轴向进口常见于多管式旋风除尘器和平置式旋风除尘器。进口管能够制成矩形和圆形两种形式。因为圆形进口管和旋风除尘器器壁只有一点相切，而矩形进口管整个高度均和向壁相切，故通常多采取后者。矩形宽度和高度百分比要合适，因为宽度越小，除尘效率越高，但过长而窄进口也是不利，通常矩形进口管高和宽之比为24。排气管常风排气管有两种形式：一个是下端收缩式；另一个是直筒式。在设计分离较细粉尘旋风除尘器时，可考虑设计为排气管下端收缩式。排气管直径越小，则旋风除尘器效率越高，压力损失也越大；反之，除尘器效率越低，压力损失也越小。在旋风除尘器设计时，需控制排气管和筒径之比在一定范围内。因为气体在排气管内猛烈旋转，将排气管末端制成蜗壳形式能够降低能量损失，这在设计中已被采取。灰斗是旋风除尘器设计中不可忽略部分，因为在除尘器锥度处气流处于湍流状态，而粉尘也由此排除轻易出现二次夹带机会，假如设计不妥，造成灰斗漏气，就会使粉尘二次夹带飞扬加剧，影响除尘效率。（2）气体参数对除尘器性能影响气体运行参数对性能影响有以下多个方面：气体流量影响气体流量或说除尘器入口气体流速对除尘器性能压力损失、除尘效率全部有很大影响。从理论上来说，旋风除尘器压力损失和气体流量平方成正比，所以也和入口风速平方成正比（和实际有一定偏差）。入口流速增加，能增加尘粒在运动中离心力，尘粒易于分离，除尘效率提升。除尘效率随入口流速平方根而改变，不过当入口速度超出临界值时，紊流影响就比分离作用增加愈加快，以致除尘效率随入口风速增加指数小于1；若流速深入增加，除尘效率反而降低。所以，旋风除尘器入口风速宜选1823m/s。气体含尘浓度影响气体含尘浓度对旋风除尘器除尘效率和压力损失全部有影响。试验结果表明，压力损失随含尘负荷增加而减小，这是因为颈向运动大量尘粒拖拽了大量空气，粉尘从速度较高气流智能向外运动到速度较低气流中时，把能量传输给涡旋气流外层，较少其需要压力，从而降低压力降。因为含尘浓度提升，粉尘凝集和团聚性能提升，所以除尘效率有显著提升，不过提升速度比含尘浓度增加速度要慢得多，所以，排出气体含尘浓度总是伴随入口处粉尘浓度增加而增加。气体含湿量影响气体含湿量对旋风除尘器工况有很大影响。比如，分速度很高而黏着性很小粉尘（小于10m颗粒含量为30%40%，含湿量为1%）气体在旋风除尘器中净化不好；若细颗粒量不变，含湿量增至5%10%时，那么颗粒在旋风除尘器内相互粘结成比较大颗粒，这些颗粒被猛烈冲击在器壁上，气体净化将大有改善。气体密度、粘度压力、温度对旋风除尘器性能影响气体密度越大，除尘效率下降，不过，气体密度和固体密度相比几乎能够忽略。所以，其对除尘效率影响较之固体密度来说，也是能够忽略不计。通常温度越高，旋风除尘器压力损失越小；气体粘度影响在考虑旋风除尘器压力损失时常忽略不计。但从临界粒径计算公式中知道，临界粒径和粘度平方根成正比。所以，除尘效率时伴随气体粘度增加而降低。因为温度升高，气体粘度增加，当进气口气速等条件保持不变时，除尘效率略有降低。气体流量为常数时，粘度对除尘效率影响可按下式进行近似计算。 式中 、a、b条件下总除尘效率，%；、a、b条件下气体粘度，kg.s/。（3）粉尘物理性质对除尘器影响粒径对除尘性能影响及较大粒径颗粒在旋风除尘器内会产生较大离心力，有利于分离。所以大颗粒所占有百分数越大，总除尘效率越高。粉尘密度对除尘器性能影响及粉尘密度粉尘密度对除尘效率有着关键影响。临界粒径和颗粒密度平方根成反比，密度越大，和越小，除尘效率也越高。但粉尘密度对压力损失影响很小，设计计算中能够忽略不计。影响旋风除尘器性能关键原因，除上述外，除尘器内部粗糙度也会影响旋风除尘器性能。浓缩在壁面周围粉尘微粒，会因粗糙表面引发旋流，使部分粉尘微粒被抛入上升气流，进入排气管，降低了除尘效率。所以，在旋风除尘器设计中应避免有没有打光焊缝、粗糙法兰连接点等。旋风除尘器性能和各影响原因关系表21所列表21旋风除尘器性能和各影响原因关系改变原因性能趋向投资趋向流体阻力除尘效率烟尘性质烟尘密度增大几乎不变提升（磨损）增加烟尘密度增大几乎不变提升（磨损）增加烟气含尘浓度增加几乎不变略提升（磨损）增加烟气温度增高降低提升增加结构尺寸圆筒体直径增大降低降低增加圆筒体加长稍降低提升增加圆锥体加长降低提升增加入口面积增大降低降低排气管直径增加降低降低排气管插入长度增加增大提升增加运行情况入口气流速度增大增大提升降低灰斗气密性降低稍增大大大降低内壁粗糙度增加增大降低2.2.3 旋风除尘器选型标准选型标准有以下多个方面：（1）旋风除尘器净化气体量应和实际需要处理含尘气体量一致。选择除尘器直径时应尽可能小些，假如要求经过风量较大，可采取若干个小直径旋风除尘器并联为宜；如气量和多管旋风除尘器相符，以选多管除尘器为宜。（2）旋风除尘器入口风速要保持1823m/s，低于18m/s时，其除尘效率降低；高于23m/s时，除尘效率提升不显著，但压力损失增加，耗电量增高很多。（3）选择除尘器时，要依据工况考虑阻力损失及结构形式，尽可能使之动力消耗降低且便于制造维护。（4）旋风除尘器能捕集到最小尘粒应等于或稍小于被处理气体粉尘密度。（5）当含尘气体温度很高时，要注意保温，避免水分在除尘器内凝结。假如粉尘不吸收水分、露点为3050时，除尘器得到温度最少应高出30左右；假如粉尘吸水性较强（如水泥、石膏和含碱粉尘等）、露点为2050时，除尘器温度应高出露点温度4050.（6）旋风除尘器结构密闭要好，确保不漏风。尤其是负压操作，更应注意卸料锁风装置可能性。（7）易燃易爆粉尘（如煤粉）应设有防爆装置。防爆装置通常做法是在入口管道上加一个安全防爆阀门。（8）当粉尘浓度减小时，最大许可含尘质量浓度和旋风筒直径相关，即直径越大其许可含尘质量浓度也越大。具体关系如表22所列表22直径和许可含尘质量浓度关系旋风除尘器直径/mm8006004002001006040许可含尘质量浓度（g/m3）4003002001506040203.旋风除尘器设计3.1旋风除尘器各部分尺寸确实定3.1.1形式选择依据国家要求粉尘排放标准、粉尘性质、许可阻力和制造条件、经济性合理选择旋风除尘器形式，选通用型旋风除尘器。3.1.2 确定进口风速依据推荐取3.1.3 确定旋风除尘器尺寸（1）进气口面积确实定进气口截面通常为长方形，尺寸为a和b，依据处理气量Q和进气速度可得 = =0.077取,则m，m（2）筒体尺寸确实定通常旋风除尘器直径越小，气流旋转半径越小，粉尘颗粒所受离心力越大，除尘效率越高。不过过小筒体直径，和排气管太近，可能造成大直径颗粒反弹至中心被气流带走，使除尘效率降低，另外还可能引发筒体内堵塞。所以，通常筒体直径不宜小于5075mm。因为旋风除尘器以筒体直径D为其规格标准，所以，通常取整数。取b=0.2D,则D=700mm,现取D=800mm。筒体长度h=1.5D=1.50.8=1.2m（3）旋风除尘器高度确实定较高效率旋风除尘器全部有较大长度比，它不仅使进入筒体尘粒停留时间长，有利于分离，且能使还未抵达排气管颗粒有更多机会从旋流中心分离出来。降低二次夹带，以提升除尘效率。不过过长旋风除尘器会占据较大空间，尤其对于内旋风除尘器来说，更受到设备内部空间限制，所以，旋风除尘器自然长度L即从排气管下端至旋风除尘器自然旋转顶端距离，由现代机械设备设计手册.非标准机械设备设计式23.1-75确定设计中，旋风除尘器高度h应确保有足够自然长度，通常取圆筒部分高度h=（1.52）D 取h =1.5D=1.5800=120mm 旋风除尘器圆锥部分能够较短距离内将外旋流转变为内旋流，所以节省了空间和材料，同时在自由旋流区采取圆锥形结构，旋转半径逐步减小，使切向速度不停增高，离心力随之增大，提升除尘效率。，圆锥体另一作用是将沉降颗粒集中到灰斗中去。圆锥体高度和半椎体角和下端排灰口直径D2相关。半椎体角取决于粉尘颗粒性质，其值要确保尘粒有效克服内摩擦角而顺利延椎体下滑至灰斗内，不过又不能太大，太大了气流旋流半径改变太快，引发关键气流和器壁撞击，使已沉降颗粒再次扬起，所以降低除尘效率。通常要求30，或下雨90减去粉尘内摩擦角，设计时常取=1315所以取=13 在旋风除尘器气流中，自由旋流轴线是偏，偏心度大约为de4，所以，为了预防关键旋流和锥壁接触时将分离下来粉尘重新卷入关键旋流，而造成二次夹带，要求排灰口直径不得小于4。圆锥高度（H-h）=（2 2.5）D =0.50.4=0.2m 圆锥高度H-h =2D =2800 =1600mm3.2旋风除尘器强度校核3.2.1筒体和锥体壁厚s和气压试验强度校核（1）材料选择由旋风除尘器工作压力和工作温度选择Q235-B（2）确定参数=1000，=800mm，由化工设备机械基础附录9表16差得=113M。因为采取单面焊对接接头，局部无损探伤，所以，由化工设备机械基础表4-8查得焊接接头系数=0.8（3）计算厚度由化工设备机械基础式4-5圆筒计算壁厚公式得 计算压力，M；圆筒内径，mm；S圆筒计算厚度，mm；圆通设计厚度，mm; 圆筒名义厚度，mm；它是将设计厚度加上钢板厚度负偏差，并向上圆整到钢板标准规格厚度，即图纸上标注厚度。 圆筒在设计温度下许用应力，M； 焊接接头系数； 腐蚀裕量，mm； 钢板厚度负偏差，mm； C厚度附加量，mm，C=+。=0.0005+1=1.0005mm依据S=1.0005mm化工设备机械基础查表4-9得=0.25 =S+=1.0005+0.25=1.2505mm圆整后取厚度为3mm复验15%=315%=0.45mm0.25mm故最终取=0.25mm，该筒体和锥体可用3mm厚碳素钢板制作。（4）校核气压试验强度=-C=3-1.25 =1.75mm依据化工设备机械基础式4-7得 =0.229 M=1130.8 =90.4 M可见，所以，强度符合要求。3.2.2排气管尺寸确实定（1）排气管直径确实定在一定范围内，排气管直径越小，则除尘效率越高，但压力损失越大，反之，则除尘效率越低，压力损失小。D=2.53时，除尘效率达成最高点假如再增加D，除尘器效率增加缓慢，而压力损失急剧增加。通常取=（0.30.5）D =0.3D =0.3800 =240mm（2）排气管插入深度确实定排气管插入深度也直接影响除尘器性能。太深，降低气体旋转圈数N，同时增加了二次夹带机会，增加表面摩擦，提升压力损失，太浅或不插入，会造成正常旋流关键弯曲，甚至破坏，使其处于不稳定状态，同时亦造成气体流短路而降低效率，通常去插入深度=0.8a =0.8280=224mm排气管插入深度也会影响除尘器性能，插入深度宜超出进口管下边缘，但不能靠近锥体上边缘，所以，取=550mm。（3）排气管厚度确实定及强度校核对于圆筒假设=3mm =-C=3-2=1mm=2.29 =240由化工设备机械基础图5-5查得A=0.0001，由附表2查得碳素钢常温时弹性模量为194 M，由图5-8查得系数B为115 M。则按计算需用化工设备机械基础外压力公式式5-19，计算需用外压力 M=0.48 M可见，所以，出气管能够用3mm碳素钢制作。3.2.3.支座选择计算因为筒体壁厚较小，故采取不带垫板AN型耳式支座。依据化工设备机械基础表6-18，初选AN型吊耳式支座1，图3-1所表示图31支座示意图参考化工设备机械基础耳式支座实际承受载荷可按下式近似计算式中 Q支座实际承受载荷，KN； D支座安装尺寸，mm； g重力加速度，取g=9.8m/s； 偏心载荷，N； h水平力作用点至底板高度，mm; k不均匀系数，安装3个支座时，取k=1；安装3个以上支座时，取k=0.83； 设备总质量（包含壳体及其附件，内部介质及保温层质量），kg; n支座数量； P水平力，取和最大值，N。当容器高径比小于5，且总高度小于10m时，和可按下式计算，超出此范围容器本标准不推荐使用耳式支座。水平地震力： 式中 地震系数，对7、8、9级地震分别为0.23、0.45、0.90。水平风载荷：式中 容器外径，mm,有保温层时取保温层外径； 风压高度改变系数，按设备质心所处高取； 容器总高度，mm； 10m高度处基础风压，； 偏心距，mm。=800+23+2（80-30）=536mm =(0.2830.143-0.280.14)0.67.85 =6kg取k=0.83；n=4;h=300 =0.50.2310009.8=1127N =0.950.542508063650 =377.3N 因为，所以取 =200mm = 3.586KN可见，QQ ，AN型耳式支座1符合要求。3.2.4支腿设计计算及校核 初选材料为Q235-B，d=40mm,l=2.5m。由静力平衡方程求出支反力=1127N剪力和弯矩方程为Q=2817.5 （0x2.5）M(x)=2817.5-1127x （0x2.5）支腿剪力图和弯矩图图32所表示 图32 剪力弯矩图最大弯矩支腿抗弯截面系数为 =依据材料力学（式6-7） 于是有=依据式（6-13）得=0.74所以选择支腿符合强度要求。3.3旋风除尘器压力损失及除尘效率3.3.1计算压力损失参考现代机械设备设计手册.非标准机械设备设计压力损失通常见旋风除尘器进出口全压差来表示，在实际计算中引入一个阻力系数 = K因为该旋风除尘器设计为无叶片标准切向进口，现代机械设备设计手册.非标准机械设备设计表23.1-50，取K=7.5 =7.5=5.1参考现代机械设备设计手册.非标准机械设备设计式23.1-80压力损失公式p=得P=5.11=826.93.3.2除尘效率计算（1）分级除尘效率由除尘器图16查得旋风除尘器分级除尘效率公式为式中 x取平均粒径。所以，各分级粒径除尘效率为：=63=71.4 =86.6 =94 =98=99（2）总除尘效率依据除尘效率公式 得6m以下 =9.5（%）68.5m =6.4（%）8512m =9.5（%）1216m =11.3（%）