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浅析静电旋风除尘器管理论文
根据静电旋风除尘器内三维速度分布的测试结果，分析电晕极的安装对静电旋风除尘器除尘效率和阻力的影响。
1静电旋风除尘器的表态除尘效率
静电旋风除尘器利用离心力和电场力的共同作用分离粒子。旋风除尘器内安装电晕极（称静电旋风除尘器）但不加电压的运行工况称为静电旋风除尘器的“静态”工况，此时的除尘效率称为静电旋风除尘器的静态除尘效率。为了研究安装电晕极对静电旋风除尘器静电除尘效率的影响，对常规旋风除尘器和静电旋风除尘器两种情况分别进行了各种入口风速下的静电除尘效率实验。常规旋风除尘器选用长筒体型，筒体直径为40mm、入口尺寸为270×110mm，排灰口直径为116mm。排气管直径为200mm，排气管插入深度460mm。在常规旋风除尘器内安装电晕极构成静电旋风除尘器，电晕极由15根直径4mm钢筋构成网状结构并固定在排气管上。实验粉尘为400h目滑石粉，发尘浓度控制在5g/m3左右。
2静电旋风除尘器的阻力
计算可得静电旋风除尘器的阻力系数ξ2=4.81，常规旋风除尘器的阻力系数ξ1=9.21，则：。即静电旋风除尘器的阻力系数比常规旋风除尘器的阻力系数降低了约47%。因此，靠电晕极的作用，较好的改善了静电旋风除尘器的`阻力特性，这与文献[1]的结论是一致的。与常规旋风除尘器相比，静电旋风除尘器是一种低阻力的粒子分离设备，这对于节能具有极为重要的实际意义。
综上所述，在常规旋风除尘器内安装电晕极，具有降低阻力和提高静态除尘效率（称为“降阻增效”）的作用，为什么电晕极会对旋风除尘器的阻力和效率有这么大的影响呢？下面将进行分析。
3电晕极降阻增效的原因分析
切向速度的大小和径向速度分布直接影响颗粒分离的效率，同时轴向速度分影响了粒子在静电旋风除尘器内有效分离区域的停留时间[1]，必然对颗粒的除尘效率产生较大的影响。
旋风除尘器流动阻力主要由三部分组成：即进口局部阻力、旋风筒内旋涡流场中的阻力、排气芯管内的流动阻力。
可见，静电旋风除尘器的阻力和除尘效率与其内部的流场分布密切相关，要分析电晕极降阻增效的原因，就需要知道静电旋风除尘器内的流场分布。
为了研究电晕极安装前后旋风除尘器内三维速度分布的变化规律，分别对旋风除尘器内不安装电晕极（称常规旋风除尘器）和旋风除尘器内安装电晕极（称静电旋风除尘器）两种情况在相同的入口流速下进行了流场测试[2]，流场测试仪器为五孔探针，流场的部分测试结果见图3、图4。图中右侧的编号为测试断面编号，在除尘器锥体部分及其他一些位置，电晕极比较密集，有的地方五孔探针无法插入，测点适当减少。某些断面在半径的二分之一到三分之一处均无法读取数据（4、5孔的压力不能调到平衡），分析认为由于电晕极对于筒体内流场的扰动，这些位置气流较为紊乱，使4、5孔无法保持压力平衡。
4.结论
在旋风除尘器内的特定位置上安装电晕极，在不加电压的“静态”条件下，能使静电旋风除尘器的除尘效率提高约6%。原因是：电晕极对旋风除尘器内的流场分布产生了较大影响，在下行流区切向速度较常规旋风除尘器流场的切向速度稍微增大，下行流区是旋风除尘器的主要有效分离区域，除尘效率的高低主要是由下行流区的切向速度的大小决定的。因此，电晕极对下行流区的切向速度产生的影响（下行流区的切向速度增大）有利于提高除尘效率。静电旋风除尘器上、下行流交界面内移，即下行流区变宽，在下行流区，轴向速度的绝对值减小，粉尘粒子在静电旋风除尘器的有效分离区域内的停留时间增加，这对离心力分离粒子是有利的，能够提高除尘效率。
静电旋风除尘器内的阻力大大降低，静电旋风除尘器的阻力系数（ξ2=4.81）比常规旋风除尘器的阻力（ξ1=9.21）降低了约47%。主要原因是：电晕极使静电旋风除尘器内整个区域的切向速度分布曲线比常规旋风除尘器内的切向速度分布曲线变得平缓，速度的最大值与平均值都有所降低，减少了旋转动能损失，切向速度梯度减小和径向静压梯度的减小，内摩擦阻力降低，引起静电旋风除尘器阻力的降低。
参考文献
1张吉光，叶龙，计算粒子在旋风除尘器内平均停留时间的新方法，青岛建筑工程学院学报，1990，11（3）：22～27
2张吉光，李华等，静电旋风分离器流场的实验研究，流体机械，，（9）
3亢燕铭，沈恒根，高效旋风器降阻条件下的流场特征，西安建筑科技大学学报，，29（1）：18～21。
关于旋风除尘器论文
提要
通过实验测定了常规旋风除尘器内下降流量沿高度的分布，发现在排气芯管入口断面附近有约24%的短路流量。测定了安装不同类型减阻杆后的下降流量，发现非全长减阻杆下端固定时，有增加减阻杆上方断面下降流量的功效，这将延长含尘气流在除尘器内的停留时间，提高除尘效率。
关键词：
旋风除尘器、短路流路下降、流量减阻杆停留时间
Abstract
Presents the measured distrib utio nof flowrateat different height sina norma lcyclone with and without Repsd,finds that there existsa short circuit of about 24 percent of total flowrate in the space near the exit of the cyclone.Based on the fact that the short Repdscan in crease the flowrate indifferen the ightsof the cyclone,and reasons that this kindof Repds canin crease the separatione fficiencyofacy clone while reducing the pressure drop.
Keywords：
cyclone，short circuit flowrate，downward flowrate，Repds，retentionperiod
1、引言
旋风除尘器内不同高度断面上的过流量，对上行流来讲为上升流量，对下行流来讲为下降注量，上升流量和下降流量的忽略漏风因素时应该是相等的。为简单起见，将断面上的过流量简称为下降流量。下降流量是旋风除尘器一个重要性能指标，研究旋风除尘器内沿高度下降流量的分布规律及如何增加断面上的下降流量，是很有实际意义的。
2、实验模型及上、下行流区过流量的平衡计算
实验模型为筒体直径D=340mm的Stairmand高效型旋风除尘器，实验中控制系统处理风量L=0.1237m3/s，测量断面的划分见图1以断面1例，由实验所得四方位轴向速度分布的测量计算结果拟合所得轴向速度表达式为vz=5.67108×107r6—3.04708×107r5+6.33889×106r4—609267r3+22966.6r2—28.6704r—1.91616
（1）式中vz为轴向速度，m/s；r为测量点距轴心的距离，m。
所绘曲线如图2中实线所示，图中散点为拟合前四方位轴向速度平均值。
图1实验模型的断面划分图2常规旋风除尘器断面1处轴向速度分布
因此，从图2可知上升流量Lu为：
（2）下降流量Ld为：
（3）将式（1）代入式（2）和式（3）得上、下行流区过流量分别为Lu=0.1821m3/s，Ld=0.1713m3/s
由此可见，由于实验过程中存在的误差以及公式拟合时的误差，积分所得的上、下行流区过流量并不相同，其判别的大小反映了整体误差的大小。此时、上、下行流区地流量的相对误差
由于该相对误差不大，下文将上、下行流区过流量的平均值L=0.1767m3/s作为该断而后下降流量。
3、断面1以上短路流量的验算
从上述上、下行流区过流量的计算已经知道，断面1处的下降流量为0.1767m3/s。因此时旋风除尘器的'处理流量为0.2317m3/s，所以，其差值0.055m3/s便是断面1以上从下行注区向心流入上行流区的空气流量。这部分流量占除尘器处理风量的23.7%。
在除尘器排气芯管入口断面0至断面1仅30mm的高度范围（占除尘器总高度1360mm的2.2%）内，就有占总处理风量23.7%的空气进入上行流而被排出除尘器，这说明在除尘器入口和排气芯管入口附近存在很大的短路流量（下文中将断面1以上部分进入上行流区的注量统称为短路流量）。尽管这部分含尘空气并不是像管流那样直接从除尘器入口流到排气芯管入口，要经过一定角度的旋转运行，但含尘空气在除尘器内这样短的停留时间，不可能给粉尘提供足够的分离能力。因此笔者认为，旋风除尘器入口附近很大的短路流量，将是提高旋风除尘器效率的一个方向。
旋风除尘器的短路流量理论上还可以通过径向速度对排气芯管入口断面0至断面1的芯管假想处长管壁面积的积分求得。为此，将每一断面处，排气芯管半径r=0.085m时的径向速度进行四个方位的平均，然后将径向速度对高度（这里以测量断面编号代替）的分布进行多项式拟合，其结果如图3所示。
由图3可知芯管入口断面0与断面1之间径向速度的轴向分布，为简便起见，短路流量按平均速度计算：
平均径向速度
流通面积S=2πrh=2π×0.085×0.03=0.01602m2
所以短路流量Ls=
图3常规旋风除尘器内径向速度的轴向分布
这里按径向速度计算所得的短路流量0.0521m3/s比前面按轴向速度计算所得的短路流量0.055m3/s小5.3%。原因是按径向速度计算短路流量时，没有考虑排气芯管与筒壁之间环形空间的二次流问题。从测量所得全流场轴向速度的分布可明显看出，排气芯管外壁附近向下的轴向速度增大，这部分流体沿芯管外壁向下注到芯管入口断面迅速短路排出除尘器。因此，实际情况是在芯管入口断面处有更大的径向速度。而上述计算中（图3）芯管入口断面0的径向速度是通过断面11至断面1的径向速度沿轴向的分布规律外延得到，其量值必然偏小，从而导致计算所得的短路流量偏小。
鉴于上述分析，并考虑到误差并不大的实际情况，笔者认为由轴向速度分布计算所得的短路流量和由径向速度分布计算所得的短路流量是吻合的。因此，无论是从流场测定结果与前人所得结果的对比，还是从上、下行流区过流量的平衡，或者从按不同途径计算所得的短路流量能够较好地吻合，都证明了本文实验方法的可靠、所得实验结果的准确。
4、安装减阻杆前后下降流量的比较
按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同类型减阻杆[2]后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量占除尘器总处理流量的百分比绘入图4（为方便起见，以减阻杆型号代替安装减阻杆后除尘器的型号），为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际上、下地流区过流量差别的大小，图4中同时描绘出了误差带。
图4减阻前后下降流量的比较
从图4可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量沿流程的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下降。但安装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。
短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。
5、结论
常规旋风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体除尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减阻杆减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。
6、参考文献
(1)CJStaimand.The design andper for man ceofcycloneseparator.Trans Instn Chem Engrs，1951,29:356—383.
(2)王连泽，彦启森，三维旋转流场特征与压力损失关系的研究，工程力学，，15（4）：43—49.
一、旋风除尘器的表态除尘效率
旋风除尘器利用离心力和电场力的共同作用分离粒子。旋风除尘器内安装电晕极（称旋风除尘器）但不加电压的运行工况称为旋风除尘器的“静态”工况，此时的除尘效率称为旋风除尘器的静态除尘效率。为了研究安装电晕极对旋风除尘器除尘效率的影响，对常规旋风除尘器和旋风除尘器两种情况分别进行了各种入口风速下的除尘效率实验。常规旋风除尘器选用长筒体型，筒体直径为40mm、入口尺寸为270×110mm，排灰口直径为116mm。排气管直径为200mm，排气管插入深度460mm。在常规旋风除尘器内安装电晕极构成旋风除尘器，电晕极由15根直径4mm钢筋构成网状结构并固定在排气管上。实验粉尘为400h目滑石粉，发尘浓度控制在5g/m3左右。
常规旋风除尘器安装电晕极后除尘效率明显提高，除尘效率的变化规律与常规旋风除尘器除尘效率的变化规律相同，即先随着入口风速的增加而增加，至一最佳运行工况后，除尘效率又有所降低。常规旋风除尘器最佳运行工况在入口风速V=17m/s左右，此时，其总除尘效率达到了80%；而安装电晕极以后，旋风除尘器的静态最佳运行工况约在入口风速V=20m/s左右，静态总除尘效率达到约85%，增幅为6.3%左右。这说明仅仅安装电晕极而不加电压，就能使旋风除尘器的除尘效率明显提高电晕极。在旋风除尘器内具有提高效率的作用。
二、旋风除尘器的阻力
由上述可知，电晕极在旋风除尘器内具有提高效率的作用，通过实验发现，电晕极在旋风除尘器内也具有降低阻力的作用。
旋风除尘器阻力系数ξ2=4.81，常规旋风除尘器的阻力系数ξ1=9.21，即旋风除尘器的阻力系数比常规旋风除尘器的阻力系数降低了约47%。因此，靠电晕极的作用，较好的改善了旋风除尘器的阻力特性，与常规旋风除尘器相比，旋风除尘器是一种低阻力的粒子分离设备，这对于节能具有极为重要的实际意义。
综上所述，在常规旋风除尘器内安装电晕极，具有降低阻力和提高静态除尘效率（称为“降阻增效”）的作用，为什么电晕极会对旋风除尘器的阻力和效率有这么大的影响呢？下面将进行分析。
三、电晕极降阻增效的原因分析
切向速度的大小和径向速度分布直接影响颗粒分离的效率，同时轴向速度分离影响了粒子在旋风除尘器内有效分离区域的'停留时间，必然对颗粒的除尘效率产生较大的影响。
旋风除尘器流动阻力主要由三部分组成：即进口局部阻力、旋风筒内旋涡流场中的阻力、排气芯管内的流动阻力。
可见，旋风除尘器的阻力和除尘效率与其内部的流场分布密切相关，要分析电晕极降阻增效的原因，就需要知道旋风除尘器内的流场分布。
为了研究电晕极安装前后旋风除尘器内三维速度分布的变化规律，分别对旋风除尘器内不安装电晕极（称常规旋风除尘器）和旋风除尘器内安装电晕极（称旋风除尘器）两种情况在相同的入口流速下进行了流场测试，流场测试仪器为五孔探针，在除尘器锥体部分及其他一些位置，电晕极比较密集，有的地方五孔探针无法插入，测点适当减少。某些断面在半径的二分之一到三分之一处均无法读取数据（4、5孔的压力不能调到平衡），分析认为由于电晕极对于筒体内流场的扰动，这些位置气流较为紊乱，使4、5孔无法保持压力平衡。
1．切向速度的作用
安装电晕极后，切向速度的分布变得平缓、峰值降低。内涡旋不再是强制涡流动，文献也得出了类似的结论。另外，内外涡旋交界面半径明显外移，即内外涡旋交界面直径由常规旋风除尘器的0.5de外移为1.2de(de为排气管直径)。在筒体和锥体的上半部，下行流区的切向速度有所增大，上行流区的切向速度明显减小，在除尘器内的整个流动区域，平均切向速度明显降低。
2．轴向速度的作用
旋风除尘器上、下行流交界面内移，即上行流区变宽。在下行流区，轴向速度的绝对值减小，这说明粉尘粒子在旋风除尘器的有效分离区域内的停留时间增加，这对离心力分离粒子是有利的，能够提高除尘效率。另外，轴向速度梯度减小，内摩擦阻力降低，有利于旋风除尘器的减阻。
3．径向速度及压力分析的作用
径向速度分布比较紊乱，尤其在电晕极附近，径向速度分布与常规旋风除尘器相比有较大波动。径向速度方向基本都是向心的，其值的大小与常规旋风除尘器相比没有明显的规律，大多数稍微小于原旋风除尘器的相应值，由于切向速度和径向速度对粒子的分离起着相反的作用，前者产生离心力使粒子做向外筒壁的径向运动，后者则使粒子做向心的径向运动从而进入内漩涡。径向速度值的减小可提高除尘效率。
就静压而言，旋风除尘器下行流区的静压值比常规旋风除尘器略低（绝对值增大）；在排气管底部附近，上行流区静压值比常规旋风除尘器增加显著（绝对值减小），大大高于常规旋风除尘器，总的结果是径向上压力梯度减小。
安装电晕极后，径向静压梯度的减小，意味着液体无论是作旋转运动还是作轴向流动，各流层间来自外界的法向作用力减小，使得内摩擦阻力降低。这必然引起旋风除尘器的降低。
四、结论
在旋风除尘器内的特定位置上安装电晕极，在不加电压的“静态”条件下，能使旋风除尘器的除尘效率提高约6%。原因是：电晕极对旋风除尘器内的流场分布产生了较大影响，在下行流区切向速度较常规旋风除尘器流场的切向速度稍微增大，下行流区是旋风除尘器的主要有效分离区域，除尘效率的高低主要是由下行流区的切向速度的大小决定的。因此，电晕极对下行流区的切向速度产生的影响（下行流区的切向速度增大）有利于提高除尘效率。旋风除尘器上、下行流交界面内移，即下行流区变宽，在下行流区，轴向速度的绝对值减小，粉尘粒子在旋风除尘器的有效分离区域内的停留时间增加，这对离心力分离粒子是有利的，能够提高除尘效率。
旋风除尘器内的阻力大大降低，旋风除尘器的阻力系数（ξ2=4.81）比常规旋风除尘器的阻力（ξ1=9.21）降低了约47%。主要原因是：电晕极使旋风除尘器内整个区域的切向速度分布曲线比常规旋风除尘器内的切向速度分布曲线变得平缓，速度的最大值与平均值都有所降低，减少了旋转动能损失，切向速度梯度减小和径向静压梯度的减小，内摩擦阻力降低，引起旋风除尘器阻力的降低。
【摘要】本文根据旋风除尘器内三维速度分布的测试结果，分析了电晕极的安装对旋风除尘器除尘效率和阻力的影响。在特定的位置上安装电晕极能使旋风除尘器内的速度分布更有利于提高离心力的分离作用，通过测试可知，在安装电晕极但不加电压（称“静态”）的条件下，能使旋风除尘器的除尘效率提高约5%～6%，同时，由于安装了电晕极，改善了旋风分离内的速度分布，使旋风除尘器内的阻力大大降低，旋风除尘器的阻力系数（ξ1=4.81）比常规旋风除尘器的阻力系数（ξ2=9.21）降低了47%。
【关键词】旋风除尘器除尘效率阻力电晕极降阻增效原因
参考文献：
[1]张吉光，叶龙.计算粒子在旋风除尘器内平均停留时间的新方法.青岛建筑工程学院学报，1990，11（3）：22-27.
[2]张吉光，李华.旋风分离器流场的实验研究.流体机械，，（9）.
[3]亢燕铭，沈恒根.高效旋风器降阻条件下的流场特征.西安建筑科技大学学报，，29（1）：18-21
直筒式旋风脉冲静电除尘器性能研究
摘要：实验研究了电压、入口粉尘浓度和入口风速对直筒式旋风脉冲静电除尘器除尘效率的影响,测定了在不同入口风速下除尘器的`分级效率.结果表明,脉冲供电能显著提高除尘器的除尘效率和分级效率,在脉冲电压为80 kV、入口粉尘质量浓度为5.0 g/m3N、入口风速为7～10 m/s时,除尘效率在99%以上,并在实验的基础上分析了脉冲供电下除尘器的除尘机理.作 者：董冰岩 谢文涓 江小华 Dong Bingyan Xie Wenjuan Jiang Xiaohua 作者单位：董冰岩,江小华,Dong Bingyan,Jiang Xiaohua(江西理工大学环境与建筑工程学院,江西,赣州,341000)谢文涓,Xie Wenjuan(江西理工大学机电工程学院,江西,赣州,341000)
期 刊：环境污染与防治 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL 年，卷(期)：2007, 29(2) 分类号：X7 关键词：旋风脉冲静电 除尘器 除尘效率 分级效率★ 静电作文
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