裝配圖插秧機系統(tǒng)設計
裝配圖插秧機系統(tǒng)設計,裝配,插秧機,系統(tǒng),設計
外文翻譯
專 業(yè) 過程裝備與控制工程
學生姓名 于 亮 亮
班 級 B裝備032班
學 號 0310140146
指導教師 咸 斌 .
旋風分離器對稱蝸管進口的實驗室研發(fā)
Bingtao Zhao, Henggen Shen, Yanming Kang
翻譯：于亮亮
摘要：設計三種具有不同幾何形狀進口的旋風分離器,一種是傳統(tǒng)的單一切向進口(CTSI),一種是對稱的直蝸管進口(DSSI),還有一種是對稱的收斂蝸管進口(CSSI)。進口類型對旋風分離器工作特性的效果,包括收集效率和壓降,本文研究并比較其與粒子大小和流速的關系。實驗結果表明對稱的蝸管進口(SSI),尤其是CSSI形狀進口,隨著新增的可忽略壓降的條件下越來越多的對收集效率有重要的影響。另外,收集效率和壓降的研究結果也包括試驗數(shù)據(jù)和理論模型之間的比較。
關鍵字:旋風分離器;對稱的蝸管進口;收集效率;壓降。
⒈介紹：
旋風分離器廣泛應用于空氣污染控制領域，為含懸浮微粒氣體進行氣–固分離等工業(yè)應用[1］。由于其制造簡單,操作成本低,和對極端的苛刻條件的適應性好,因此無論是應用在工程上還是操作過程上旋風分離器成為最主要的除塵裝置之一。然而,越來越多的提倡環(huán)境保護，氣–固分離都強調應該分離出最大量的微塵粒子。為達到這個要求,旋風分離器幾何學和性能的改善要比替換可更換件來得重要。許多專家認為擴大旋風室是提高旋風分離器性能的主要因素,通過引進新設計的進口與操作變量。這包括對一臺分離試樣的旋風分離器的裝有多個進口葉片的分餾器的測試并結合其他的研究[2］,德奧特建立一個數(shù)學模型來預算小型圓柱多諧振蕩器旋風分離器的收集效率[3］,穆爾和麥克法倫以萊普勒的典型幾何學為基準測試一個有多個進口的旋風分離器[4］,高塔姆和斯蒂納斯設計和測試一個可換氣的多進口旋風分離器取樣器的最小方向偏差[5］,通過分離后的清潔空氣來比較一個雙進口旋風分離器的性能[6］。在本文中,介紹了一些形狀研究員設計的不同形狀進口的新式進口,和它們對旋風分離器的性能效果的實驗性研究。
⒉試驗性的研究
三種具有不同幾何形狀進口的旋風分離器,包括傳統(tǒng)的單一切向進口(CTSI),對稱的直蝸管進口(DSSI),和對稱的收斂蝸管進口(CSSI),已經(jīng)研制出了。它們的幾何形狀和尺寸見Fig1和Table⒈為了測試不同的進口類型所帶來的效果,其它的尺寸設計完全相同,僅進口的幾何形狀不同。
Fig.1 旋風分離器形狀示意圖：(a) Model A 傳統(tǒng)的單一切向進口 (b) Model B 對稱的收斂蝸管進口 (c) Model C 對稱的收斂蝸管進口。.
Table 1：旋風分離器尺寸統(tǒng)計：（單位mm）
Fig.2：試驗結構系統(tǒng)示意圖
圖⒉所示為實驗系統(tǒng)機構。 壓降是由接在旋風分離器進口和出口管的兩壓力計測量的。通過一數(shù)字微壓計(SINAP ,壓差1000-IIIC )讀得。收集效率是通過微顆粒大小分析器(SPSI,LKY -2)所得粒度分布計算的。由于Model B,C具有一樣對稱的進口,所以組合式旋風分離器各進口的流速是相等的。并且流速可由閥來控制;運行條件也相同,將濃度為5.0g/m3的粒子用雙噴管螺旋給料機喂到進口管中。固體顆粒為滑石粉核心密度的2700kg/m3,按原標準尺寸分配,平均直徑的5.97Am,幾何偏差為2.08。在這次測試過程中平均大氣壓,環(huán)境溫度,和相對濕度分別是99.93kPa,293K,75%。
⒊結果和討論
3.1 收集效率
圖3顯示所測量的旋風分離器總效率與流速或者進口速度的關系。正如預料的那樣收集效率隨進口速度的增加而增加。然而,Model B Model C兩旋風分離器有著對稱的蝸管進口,在同一進口速度下,兩者的總效率永遠要高于傳統(tǒng)的單一切向進口旋風分離器(Model A)，特別是有CSSI的旋風分離器(Model C)的總效率最高。在測試給定的相同速度條件下,通過改善進口幾何形狀所帶來的旋風分離器總效率的增加率分別為0.15–1.15%和0.40–2.40%。
圖4(a)–(d) 比較不同進口類型的旋風分離器的分級收集效率。在進口速度分別為11.99,16.04,20.18,和23.85m/s時的流速分別為388.34,519.80,653.67,和772.62 m3/h?？梢?旋風分離器的摩擦效率隨粒子大小的增加而增加。所有旋風分離器的分級收集效率曲線都呈S形。DSSI(Model b)和CSSI(Model c)旋風分離器的摩擦效率分別比CTSI旋風分離器(Model a)大2–10%,5–20%。這表明進口的幾何形狀對旋風分離器的收集效率有著重要的影響。進入有對稱的蝸管進口的旋風分離器(Model B和C)的粒子容易聚集在旋風分離器壁上,因為粒子只能移動很短的位移,尤其CSSI(Model C)改變了粒子分布濃度并使粒子在進入旋風分離器的筒體前就從氣體中分離了出來.圖5根據(jù)傳統(tǒng)的理論[7–11］比較了流速為653.67m3/h(進口速度為20.18m/s)時的試驗數(shù)據(jù)。很明顯,以Mothes /Loffler模型Iozia/ Leith 理論得出的效率曲線比其它的學說所得的曲線更符合試驗結果。這些結果與研究進行經(jīng)過Dirgo、Leith 和Xiang 等人的研究結果相吻合。
Fig.3 不同進口速度下旋風分離器的總效率
比較表明有些模型可以推斷一個還沒有公開的理論結果。但是現(xiàn)有的試驗數(shù)據(jù)理論還不足以推斷出流態(tài)和粒子濃度分布的變化是對稱的蝸管進口對旋風分離器性能產(chǎn)生的效果。為了更清楚地驗證對稱的蝸管進口對旋風分離器性能的作用效果,再看圖6,表示隨著流速或進口速度的變化引起的各個模型的50%切截尺寸。在相同進口速度下model c和model b的50%切截尺寸比model a要低。與進口速度的減少一樣,50%切截尺寸也是近似呈線性減少的。例如，當進口速度為20.18m/s時,50%切截尺寸的減少率由model b的9.88%和model c的24.62%決定。這表明新型進口可以促進旋風分離器的收集效率。
3.2.壓降
旋風分離器得壓差數(shù)值通常表示為一定數(shù)量的氣體入口速度壓頭高度差，用壓差數(shù)值系數(shù)表示，壓差數(shù)值系數(shù)是進口動壓壓差數(shù)值的分度。表2列出了在不同的入口速度時這三個旋風分離器的壓差數(shù)值系數(shù)值。
顯然,旋風分離器的壓降高低與流速高低有關。然而,一定流速或者入口速度下,A、B和C模式的壓力降系數(shù)有所不同，在5.21和5.76之間變化，其平均值為5.63。例如模式B在5.22–5.76之間變化，平均值為5.67；模式C在5.16–5.70之間變化平均值為5.55；模式A根據(jù)回歸分析計算。這是一個重點，因為由此有可能在沒有有效的壓差值增加的情況下提高氣旋收集效率。
表3列出了壓降的試驗數(shù)據(jù)與電流理論的比較結果。結果顯示Alexander和Barth模式與試驗數(shù)據(jù)最符合,盡管Shepherd ，Lapple 和Dirgo 氣旋模式推算也很出色。
Fig.4 不同進口速度時的選粉效率等級：(a)進口速度為11.99 m/s (b)進口速度為16.04 m/s (c) 進口速度為20.18 m/s (d) 進口速度為23.85 m/s.
Fig.5 試驗所得效率等級與理論的比較 Fig.6 旋風分離器的50%切截尺寸
Table 2 ：旋風分離器的壓力損失系數(shù)：
Table 3 ：與理論壓力損失系數(shù)比較：
4、結論
人們發(fā)明了一種具有對稱的蝸管進口(SSI)，DSSI和CSSI的新型旋風分離器,并且測試和比較了這種進口類型的旋風分離器的性能。實驗結果顯示這種DSSI旋風分離器和CSSI旋風分離器的總效率分別比CTSI旋風分離器高出0.15–1.15%和0.40–2.40%。此外,DSSI旋風分離器、CSSI旋風分離器和CTSI旋風分離器的壓力損失系數(shù)分別是5.63、5.67和5.55。盡管這些并聯(lián)進口增加了旋風分離器的復雜程度并加大了其成本,然而具有SSI尤其是CSSI的旋風分離器具有更好的收集效率,而且顯著的減少了壓力損失。這篇文章介紹了借助于改進進氣道幾何形狀設計而改善旋風分離器性能的可能性。
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