高温高浓度旋风分离器性能试验研究

论文摘要

为了预测高温下浓度对分离器性能的影响,本文选用一个直径300mm的切流返转式旋风分离器,在常温到673K的温度范围内进行了性能试验研究。试验用粉料为二氧化硅与滑石粉,其中位粒径分别为16μm和16.5μm;入口浓度的变化范围2g/m3-60g/m3。试验测定了不同粉料入口气速、温度、浓度下旋风分离器的分离效率与压降。结果表明:①使用二氧化硅作为分离粉料时,分离效率随浓度的增加而降低;使用滑石粉作为分离粉料时,分离效率随浓度的增加而增加;②相同粉料时,旋风分离器的粒级效率随着浓度的变化趋势与分离效率一致;③随着浓度的增加,旋风分离器的压降成下降趋势,但是用滑石粉做的试验相对降低的趋势不如二氧化硅试验的明显;④使用二氧化硅作为试验粉料时,随着温度的升高,旋风分离器的分离效率下降。但是使用滑石粉作为试验粉料时,旋风分离器的分离效率随着温度的升高而升高;⑤随着温度的增加,旋风分离器的压降成下降趋势,在其他条件保持不变的情况下,粉料自身的性质对旋风分离器的能耗影响不是很大。通过对已有试验结果的分析,表明:旋风分离器的粒级效率是斯托克斯数、雷诺数、弗劳德数以及一系列无因次尺寸参数的函数。结合以前的研究工作,本文还得出了分离性能与有关无量纲参数间的关系,而且温度和浓度对分离效率和压降影响的理论计算值与试验结果较吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 本课题研究的背景与意义
• 1.2 本论文的主要内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 旋风分离器研究发展概况
• 2.2 旋风分离器分离机理的研究
• 2.2.1 转圈理论
• 2.2.2 筛分理论（即平衡轨道理论）
• 2.2.3 边界层分离理论
• 2.2.4 分区理论
• 2.2.5 压降计算方法的进展
• 2.2.6 相似准数关联法的应用
• 2.3 高温旋风分离器性能的研究进展
• 2.4 入口浓度对旋风分离性能的影响
• 2.4.1 浓度对分离效率的影响
• 2.4.2 入口浓度对压降的影响
• 2.5 小结
• 第三章 旋风分离器高温高浓度性能试验
• 3.1 试验装置
• 3.1.1 装置系统说明
• 3.1.2 试验模型
• 3.2 采样测试方法
• 3.2.1 采样原理与采样规则
• 3.2.2 采样所用设备及采样方法
• 3.2.3 粒度分析
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 试验步骤
• 3.3.2 试验参数的测量
• 3.4 试验内容
• 3.4.1 试验粉料的选择
• 3.4.2 试验内容
• 第四章 浓度与温度对旋风分离器的影响
• 4.1 浓度对旋风分离器性能的影响
• 4.1.1 浓度对分离效率的影响
• 4.1.2 浓度对压降的影响
• 4.2 温度对旋风分离器性能的影响
• 4.2.1 温度对分离效率的影响
• 4.2.2 温度对压降的影响
• 第五章 高温旋风分离器相似准数关联计算法
• 5.1 引言
• 5.2 旋风分离器模化方法概述
• 5.2.1 相似模化的基本原则
• 5.2.2 旋风分离器的近似模化
• 5.2.3 模化方法适用范围及可靠性
• 5.3 旋风分离器内气固两相运动方程和相似准数的导出
• 5.3.1 旋风分离器内气固两相运动方程
• 5.3.2 影响分离性能的相似准数的导出
• 5.4 相似准数关系式内特征参数的确定
• 5.5 粒级效率的计算
• 5.5.1 实验数据的多元线性回归
• 5.5.2 新模型与实验值的对比
• 5.6 压降的计算
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢