使用CFD流体仿真软件调整旋风分离器的构型·

本集视频主要介绍了如何使用CFD流体仿真软件来调整旋风分离器的构型，观察各尺寸对分离效果和风阻的影响。CFD即计算流体动力学，是一种利用计算机强大的算力进行流体力学计算的工具，相当于计算机风洞的概念。·尽管CFD的计算结果可能与实际稍有差距，但它能够观测到现实中难以发现的现象

构建基准旋风模型·首先构建了一个基准的旋风模型，柱段直径1800毫米，柱段高也是1800毫米，下垂角20度，进口风速20米每秒，排风管直径990毫米。·通过几个计算公式分别计算，得出风阻大致在750到850帕斯卡之间，切割粒径为11.9微米。·该模型的CFD流体仿真计算风阻为765帕斯卡，与计算结果比较接近。调整各处构型尺寸·接下来将直径从1800毫米增加到2000毫米，柱段高度也增加到2000毫米，锥角不变，但因为直径略有增加，所以锥角也会增加。·通过计算，风阻基本没有变化，但切割粒径从11.9微米下降为9微米，说明稍微增大直径，风阻基本不会有变化，但对分离效果是有益的。·如果直径增加较多，风阻就会明显增加，并且旋风的高度会有较大增加，需要考虑空间是否够用。

排风管插入深度的影响·基准构型是排风管插入深度在柱段和锥段交界位置略靠上，现在将其插到柱锥交界面略靠下，因为离心力和摩擦面积等没有变化，所以计算时计算的风阻没有明显变化。·但CFD计算风阻略有增加，切割粒径有所上升，也就是分离效果下降了，这是因为排风管插入深度增加，气体膜面的有效面积减小，导致分离效果下降。·从实际案例来看，柱段风速尤其风向是稳定的当排风管插入锥段就会受到气流的较大扰动，造成旋风的排风管发生较大震动，乃至引起整个旋风分离器的震动，并且当插入深度过深，排风管进口过于接近下堆砌壁，显然就可能将分离出的沿砌壁流动的粉尘抽吸至排风管，造成明显跑粉事故。缩短柱段高度的影响·将柱段高度缩短到直径的一半，排风管插入深度仍到柱锥交界面略靠上，风阻会有所上升，切割粒径无变化。·各计算式的计算结果虽然仍在同一级别，但比前几个模型的结果差异变大，说明这个构型的计算是适用性较差。·从实际案例来看，这个构型的分离效果不佳，跑粉比较严重，这是因为柱段式高分速的有效且稳定的分离区域到了排风管，进口和锥断气流开始紊乱，风速开始降低，逐渐进入排风口。

增加柱段高度的影响·将柱段高度增加，排风管插入深度维持不变，风阻没有明显变化，切割粒径有所下降。·从实际分离效果看，这种构型的分离效果还是不错的，和上可缩短柱段高度的粒子相反，加高柱段后主气流的旋转圈数更多，离心效果更佳，而且柱段高度较高，排风管插入深度就可以更深，对短路流的离心效果也是有益的。·增加柱段高度会增大空间占用和制造成本，并需要加强柱段的结构强度，这些需要综合考虑。粒径分布对跑粉率和收益率的影响·视频提到，在没有准确的粒径分布数据的情况下，很难计算短路流和沉底流，进而也无法准确预测跑粉率或收益率。·这表明粒径分布对于旋风分离器的性能评估至关重要，因为不同的粒径分布会导致不同的流动模式和分离效率。·因此，设计师需要依赖精确的粒径分布数据来进行设计和优化。

介绍几种常见的旋风分离器构型及其优缺点·设计师不追求所谓的完美构型，而是介绍了几种常见的旋风分离器构型，并分析了它们的优缺点。·这些构型的缺陷有些是可以接受的，特别是当它们处于多级旋风的初级阶段时，负面影响较小。·通过介绍这些构型，观众可以了解不同设计在实际应用中的表现，从而选择最适合的设计或进行改造。分离效果与风阻之间的权衡·视频提到，有些方法可以提高分离效果，但同时也会显著增加风阻，而有些方法虽然能提高分离效果，但风阻增加不明显。·然而，通常情况下，后者对于提升分离效果的效果不如前者明显。·这强调了在设计过程中需要进行权衡，找到最佳的平衡点，以达到既定的分离要求和可接受的风阻水平。设计过程中的突出与妥协·视频指出，设计过程是一个突出与妥协的过程，即尽可能发挥某些参数的性能，同时尽可能规避或控制不可避免的缺陷。·通过这种策略，设计师可以最终获得一个相对理想的设计方案。·这个过程需要反复验证和修正，以提高设计的准确度和可靠性。

出料口结构对沉底流的影响·视频介绍了出料口结构对沉底流的影响，指出沉底流在某些构型中会影响跑粉率。·通过CFD仿真图，可以看到沉底流在接近出口的位置折返向上至排风口，但实际上沉底流会深入得更深。·为了防止沉底流跑粉，需要在关风器或避风阀之前确保排料顺畅，底部密封良好，以及使用隔断结构阻止沉底流的下探。切断沉底流跑粉的措施·视频详细说明了如何切断沉底流跑粉，包括确保排料顺畅、底部密封良好和使用隔断结构。·对于两层交替开关的避风阀，需要在第一集之前留有足够的缓冲空间，以防止物料堆积被沉底流卷走。·此外，还需要确保底部的密封，避免气流从外界进入，托起下落粉体，并与沉底流会合，造成下料停滞和严重跑粉。