旋風除塵器的工作原理與大顆粒物攔截機制

旋風除塵器是利用旋轉氣流產生的離心力使塵粒從氣流中分離出來的裝置。當含塵氣流進入旋風除塵器后，氣流會沿器壁由上向下作螺旋形旋轉運動（稱為外渦旋），在旋轉過程中，塵粒在離心力的作用下被甩向器壁，并在重力和向下氣流的共同作用下，沿器壁落入灰斗，而凈化后的氣體則從除塵器的中心向上旋轉排出（稱為內渦旋）。

對于大顆粒物，其攔截效率主要取決于離心力。根據離心力公式（其中是離心力，是顆粒質量，是顆粒的切向速度，是旋轉半徑），大顆粒質量較大，在相同的旋轉速度和半徑下，所受到的離心力也更大。當離心力大于氣流對顆粒的曳力和其他作用力時，大顆粒就會被甩向器壁而被攔截。

影響旋風除塵器對大顆粒物攔截效率的因素

結構參數

筒體直徑：筒體直徑越小，氣流旋轉半徑越小，顆粒所受離心力越大，有利于大顆粒物的攔截。例如，在處理相同的含塵氣體時，小型旋風除塵器（筒體直徑較小）對大顆粒物的攔截效率可能比大型旋風除塵器更高。一般來說，旋風除塵器的筒體直徑在幾百毫米到數米之間，具體尺寸根據處理風量和要求的除塵效率等來選擇。

進氣口尺寸和形狀：進氣口的尺寸和形狀會影響氣流進入除塵器后的切向速度和旋轉狀態。如果進氣口面積較大，氣流速度相對較低，可能會導致大顆粒物不能獲得足夠的離心力而無法有效分離；而合適的進氣口形狀（如矩形，長寬比適當）可以使氣流更均勻地進入除塵器，形成良好的旋轉氣流，提高對大顆粒物的攔截效率。

排氣管直徑：排氣管直徑越小，內渦旋的旋轉速度越高，外渦旋的切向速度也會相應提高，這有助于提高大顆粒物的離心力，從而提高攔截效率。但是，排氣管直徑過小會增加氣流阻力，影響除塵器的整體性能，需要綜合考慮。

操作參數

進口氣流速度：進口氣流速度是影響旋風除塵器性能的關鍵因素之一。適當提高進口氣流速度，可以增加顆粒的切向速度，從而增大離心力，有利于大顆粒物的攔截。然而，過高的氣流速度會導致氣流紊亂、壓力損失增大，并且可能使已經沉積在器壁的顆粒重新被卷入氣流中。一般來說，進口氣流速度在 10 - 25m/s 之間較為合適。

氣體溫度和壓力：氣體溫度會影響氣體的密度和粘度。在高溫下，氣體密度減小，粘度增大，這會影響顆粒的運動和離心力。對于大顆粒物，在高溫低壓的情況下，由于氣體密度減小，顆粒所受離心力可能會有所降低，從而略微影響攔截效率。但在實際應用中，這種影響通常可以通過適當調整其他參數（如進口氣流速度）來補償。

旋風除塵器對大顆粒物攔截效率的大致范圍

在理想的設計和操作條件下，旋風除塵器對粒徑大于 10μm 的大顆粒物攔截效率可以達到 80% - 95%。但實際效率會受到多種因素的綜合影響，如設備的磨損、含塵氣體的性質（包括顆粒形狀、密度、濕度等）和操作條件的變化等。例如，如果含塵氣體中含有大量粘性的粉塵，大顆粒物可能會相互粘結或者粘結在器壁上，影響正常的排灰過程，進而降低攔截效率；如果設備長期運行導致器壁磨損，氣流旋轉狀態發生改變，也會使攔截效率下降。