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1、吸塵器旋風(fēng)分離器選擇
作成：：Bryan_Wang
時(shí)間:：2009.5.14
、問題提出
PHLIPS FC9262/01
-最大鞫入功￥ : 2000 W -IEC輸入功率；1800 W
*最高吸力：375 W
?氣流:37公升秒
?真磴:33 kPa
這款吸塵器不是旋風(fēng)除塵式的，現(xiàn)在要用這款吸塵器測(cè)參數(shù)選擇旋風(fēng)分離裝置。 、計(jì)算過程
1?選擇工作狀況：：
根據(jù)空氣曲線選擇吸入效率最高點(diǎn)的真空度和流量作為旋風(fēng)分離器的工作狀態(tài)。
:的方程。
已知最大真空度 h和最大流量 Q,則H-Q曲線的兩個(gè)軸截距已知，可確 H-Q直線
再在這個(gè)直線上求得吸入功率 H*C
2、最高點(diǎn)（求導(dǎo)數(shù)得）。
求解過程不再詳述。
求得最大吸入功率時(shí)
真空度 H=16.5kPa;
流量 Q=18.5L/s ；
吸入功率P2=305.25w
發(fā)現(xiàn)計(jì)算得到的吸入功率最大值與產(chǎn)品標(biāo)稱值 375Wfi差一些，可能是由于測(cè)
量誤差存在以及壓力損失的原因。
現(xiàn)將真空度及流量按照吸入功率計(jì)算值與實(shí)際值的比例放大，得 真空度 H=18.3kPa;
流量 Q=20.5L/s;
2?選擇旋風(fēng)分離器
為使旋風(fēng)分離裝置體積最小，選擇允許的最小旋風(fēng)分離器尺寸。
般旋風(fēng)分離器筒體直徑不小于 50mm故選擇筒體直徑為50mm
按照標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器的尺寸比例，確定旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸。
3、
項(xiàng)目
比例關(guān)系
-—
1 3.2~0.25)四＞
4
(Q*3^0,75)D^
*
(1.5^2 0) %
a
13^15°
圖S為用徒風(fēng)除塵為幾何尺寸的比例關(guān)系
D0=50mm b=12.5mm a=25mm de=25mm h0=20mm h=75mm H-h=100mm D2=12.5mm 計(jì)算a約為11度
一般要求旋風(fēng)分離器進(jìn)氣速度不超過 25m/s，這里取旋風(fēng)分離器進(jìn)氣速度為 22m/s.
計(jì)算入口面積為S=3.125e-4平方米。
則單個(gè)旋風(fēng)除塵器流量為 Q=6.9e-3平方米/秒 則所需旋風(fēng)除塵器個(gè)數(shù)為
4、 3個(gè)
計(jì)算分級(jí)效率
根據(jù)GB/T 20291-2006吸塵器標(biāo)準(zhǔn)，這里使用標(biāo)準(zhǔn)礦物灰塵，為大理石沙
進(jìn)氣粒徑分布
平均粒徑（卩
m) 10
30
58
100
190
375
750
1500
比重（%）
20
10
10
10
20
16
11
3
顆粒密度P p=2700kg/m3
進(jìn)口含塵濃度取為10g/Nm3,大致選取
空氣粘度口 =1.8e-6Pa*s
按照以下公式計(jì)算顆粒分級(jí)效率：
Lodth-Uohi分級(jí)效率計(jì)算公式為： 5尸1 y與）［—2（卻）呂r］
式中？ C——旋風(fēng)除塵器尺寸比的函數(shù).
警｛4（劉》（釘粉￡（労
5、）
X［卻長(zhǎng)+（先）'〕+金-（卻'缶-知
I——犧風(fēng)除塵器的自然長(zhǎng)度?即氣流自然返冋長(zhǎng)度」垃帥皿址3曾測(cè)戈
爲(wèi)——為該點(diǎn)的圓錐部分玄徑（山）,
tin —Do* （鞏一DQ ［（爲(wèi)+1 -Q/（H — *）1
ft一旋風(fēng)除蟲器排灰口克徑5為
幅——排氣管捕入深度Wh
h——旋風(fēng)除塵器筒體詮度（m）；
?！L(fēng)除塵器進(jìn)口鬲度（皿人
&—檢風(fēng)除塵器進(jìn)口寛度（mh
旋風(fēng)除塵器筒體直a（m）;
厲——排氣警直徑（口小
n——齪鳳除塵器盛度（mh
2——修正的慣性參數(shù)十?=氣瞪空心入 g P——分別為固體頌粒及氣體的密度(kg討/mJ
I—?dú)怏w粘度(kff*s/ms);
6、
專一吒體進(jìn)口速度(呵嘰
rf——粉塵顆粒直@(m),
榊——速度分布指數(shù)，由式(3-2)求得。
Aloxmd^r給岀計(jì)算理值的關(guān)系式=
n = l^(l-0.668D：14)
弍中：肌一雄風(fēng)除塵器簡(jiǎn)體宜徑On)；
T—絕對(duì)溫度(CK)；
?—速疫分布指數(shù)總
計(jì)算結(jié)果為
d(m) 1E-05 3E-05 6E-05 1E-04 2E-04 4E-04 8E-04 0.002 3E-07 1E-07 5E-08
ni 1 1 1 1 1 1 1 1 0.9114 0.675 0.5
計(jì)算得知在所有平均粒徑計(jì)算得到的分級(jí)效率都為 100%而分級(jí)效率為50%
的粒徑為0
7、.05微米。
校核分割粒徑x x50: 按照以下公式計(jì)算：
圖G?2典舉的筒錐型
旋【或分離器俯視
’ — / 18^（0.9Q）
心 工站7 2兀（°p_p）曖％（H —S） 取 Xfact=1
_ （R/RJ
毗S —如
— —
I /ARVffu y/R/Rl
1 十 2Q —取f=0 ,即不計(jì)摩擦
%心
aR
（1—疋）（2￡—h） 1+cn
計(jì)算得 x50=1.62e-7m=0.162 口 m
對(duì)比求分離效率為50%寺得到的分割粒徑為0.05 口 m兩者相差了兩倍之多。 然而在數(shù)量上相差并不大，單獨(dú)計(jì)算分割粒徑時(shí)考慮到進(jìn)氣濃度作用，
8、故認(rèn)為 分割粒徑為0.162 口m
計(jì)算壓力損失：：
按照以下公式計(jì)算：
式中Y代表密度，，而非容重
標(biāo)準(zhǔn)切向進(jìn)口 冇進(jìn)口葉片 広=匚5 螺疫面連口 ST-12
計(jì)算得△ p=2497Pa
過濾式吸塵器使用HEPA為過濾材料，對(duì)0.3微米顆粒過濾效率達(dá)到 99.7%。
取較不利的計(jì)算值，0.162微米的顆粒分離效率達(dá)到 50%可見旋風(fēng)分離也可達(dá)
到非常高的分離效果，同時(shí)避免了 HEPA經(jīng)常需要 清洗的麻煩。
三、仍存在問題
是否可以將旋風(fēng)分離器 做的更小呢？
據(jù)資料上說，筒體直徑 做的更小的話，可能由于 內(nèi)壁與排氣管間距過小，大 顆?？赡芤?yàn)?反彈到中心氣流而被帶走，使得除塵效率下 降。筒體直徑小時(shí) 也容易堵塞。
這是進(jìn)一步研究的方向。
旋風(fēng)分離器計(jì)算
