旋风分离

旋风分离器是一种利用离心力达到分离固-气体或液-气体的静态设备，广泛的应用于工业的空气污染防治，也可用于分选物料方面。

基本原理

利用粒子在气流中做高速旋转时，离心力远大于重力，且因速度愈大，粒子所获得之离心沉降速度也愈大，使固体与气体达到分离的目的。当含固态粒子之气体自圆筒导入管沿切线方向进入锤型圆筒，在圆筒内旋转，此时气流碰撞器壁，粒子撞击管壁并旋转下降至集尘袋中，而干净气体则自圆筒上方排出。旋风分离器的效率与粒子的粒径有关，粒径愈大分离效果愈好，一般来说，粒径大于30μm以上，分离率可达到99%，但当粒径小于5μm以下时，分离效率不及5%。

相关系数

实验压降系数F

• F = △P / 速度高差
• △P = △h x ρ_H2O x g / g_c
• 速度高差 = ρ x u_a² / 2g_c

△h：由旋风分离器出入口接上一U型管差压计所测出之水柱差

g_c：单位换算常数〈9.8 kgm/kg*sec²〉

g：重力加速度〈9.8 m/ sec²〉

u_a：进入旋风分离器的气体速度〈m/sec〉

ρ：气体密度〈kg/m³〉

ρ_H2O：U型管内水的密度〈kg/m³〉

本身之尺寸决定压降系数F

• F = KA${\displaystyle D}$ / d²${\displaystyle L+H}$

K：常数（其值约为30）

A：旋风分离器入口截面积

d：出口导管直径（m）

L：旋风分离器圆筒部分高度（m）

D：旋风分离器圆筒部分直径（m）

H：旋风分离器圆锥部分高度（m）

分离效率

η = (被分离出来之粉粒重 / 总粉粒重)×100%

参考资料

• 旋风分离器 - 原理、设计和工程应用
• 机械分离 (化工机械)
• 筛析与旋风分离
• 环工单元操作实验手册