How Cyclones WorkAs mentioned in Ch

How Cyclones Work
As mentioned in Chap. 1, cyclones work as a result of the centrifugal forces
acting on the particles suspended in the swirling gas stream. This causes the
particles, which are denser than the gas, to move outward to the cyclone wall,
along which they are transported downward to the dust exit. The cleaned
gas leaves near the centerline, in a reverse-flow cyclone through the roof.
In a ‘once-through’ or ‘flow-through’ cyclone, the cleaned gas exits out the
bottom1.
In this chapter we take a first look at the flow of gas and particles in
cyclones. We also introduce the two key performance indicators for cyclones:
their separation efficiency and their pressure drop.
3.1 Flow in Cyclones
The gas flow pattern in cyclones is fairly well known from experimental evidence
collected over decades. For particle trajectories, on the other hand, very
little experimental data are available, so for this we shall resort to computational
fluid dynamics (CFD) simulations.
3.1.1 Gas Flow Pattern
The velocity field in cyclones has been measured using hot-wire anemometers,
pitot tubes and, recently, laser-Doppler anemometry (LDA). See Chap. 10 for
more information about these techniques.
Figure 3.1.1 shows a sketch of a standard reverse-flow cylinder-on-cone
gas cyclone with a tangential entry. The global flow pattern is indicated. A
swirling motion is created in the separation space by the tangential injection
of the gas. The gas flows downward in the outer part of the swirl (the ‘outer
vortex’) and upward in the center (the ‘inner vortex’). The downward flow in
the outer part of the cyclone is critically important as it, and not gravity, is the
dominant mechanism for transporting collected solids (those at the wall) out
the bottom of the cyclone. In vertically oriented cyclones, gravity will assist
but its influence is important only for cyclones operating at high solids-loaded
conditions, for which ‘mass loading’ effects are important. More on this later.
At the same time there is a radial flow from the outer vortex to the inner one,
this is distributed—though not uniformly with height—over the length of the
body under the vortex finder.
Fig. 3.1.1. Sketch of a tangential-inlet cyclone with the flow pattern indicated.
The coordinate directions are shown, normally the z-axis coincides with the axis
of the cyclone or swirl tube. To the right, the radial distributions of the axial and
tangential gas velocity components are sketched. It is understood that the ‘dust
outlet’ may be the ‘liquid’ outlet for the case of a demisting cyclone
To the right in Fig. 3.1.1 the radial profiles of the axial and tangential
gas velocity components are sketched. The former shows the outer region of
downwardly directed axial flow and the inner one of upwardly directed flow.
As mentioned, the downward velocity at the wall is the primary mechanism
for particle transport out the dust outlet. The axial velocity often shows a
dip around the center line. Sometimes this is so severe that the flow there
is downwardly directed. The tangential velocity profile resembles a Rankine
vortex: a near loss-free swirl surrounding a core of near solid-body rotation.
We do not know enough about the radial velocity to graph it. It is generally
much smaller than the tangential velocity and more difficult to measure
accurately. It is generally inwardly directed below the lip of the vortex tube,
but it is not uniform with height. Rather, the greatest inward flow occurs
immediately below the vortex tube opening – this is related to the secondary
flows discussed below.
As the discussion in Sect. 2.1.1, and Eq. (2.A.12) show, in order for a
rotating fluid element to maintain its equilibrium (static position in the rdirection),
the pressure on its surface at higher r must exceed that on its
surface a lower r. Thus the static pressure must increase monotonically with
increasing radius. This, in fact, is borne out by experiment—a classic example
of which is the data of Ter Linden (1953), a sample of which is presented in
Fig. 3.1.2. Here the lower curves contained within each set of curves represents
the variation in static pressure, p, with radial position; the upper curves, the
total pressure, p+ (1/2)ρv2 (static plus dynamic). Comparing with Eq. (2.1.3)
and realizing, as before, that the second term in Bernoulli’s trinomial is small,
we see from the profiles of total pressure in Fig. 3.1.2 that Bernoulli’s trinomial
is almost constant in the outer, nearly loss-free part of the vortex, while it
decreases significantly in the center. This is as we would have expected
These data also show that the static pressure within the vortex finder also
increases with radial position. This is also what we would expect, since there
is still swirl present there. In this “core” region the velocity is approximately
that of solid-body rotation, i.e. Eq. (2.1.1). Additionally, the static pressure isobserved to be strongly dependent upon radial position and, like that within
the main body of the cyclone, has its maximum value at the wall. Clearly, a
simple static pressure measuring tap mounted flush with the inner wall of the
vortex finder is not representative of the average pressure within this tube.
We will have more to say about this in Sect. 4.1.2.
Swirl flow near the walls of concave surfaces is inherently unstable. Pressure
gradients caused by the swirling motion create ‘secondary flows’ in the
cyclone body along the walls. We saw in Chap. 2 that the static pressure
increases toward the outer part of a swirling flow. This pressure gradient continues
to persist through the boundary layers at the roof and at the conical
wall. The tangential velocity, on the other hand, is low in these boundary
layers. The result is a net inwardly directed force acting on gas pockets in
the near-wall region, causing inwardly directed flows along the cyclone roof
and the conical wall as indicated in Fig. 3.1.3, so that this net inward force is
balanced by frictional drag with the wall and the bulk flow.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีการทำงานของไซโคลนดังกล่าวใน Chap. 1 ไซโคลนทำงานจากกองกำลังของแรงเหวี่ยงกระทำบนอนุภาคที่ถูกระงับในกระแสก๊าซ swirling ทำให้การอนุภาค ซึ่งเป็น denser กว่าก๊าซ การย้ายขาออกกับผนังไซโคลนตามที่พวกเขาถูกลำเลียงลงไปฝุ่นออก การทำความสะอาดก๊าซทิ้งใกล้ centerline ในพายุกลับไหลผ่านหลังคาในพายุ 'ครั้งเดียวผ่าน' หรือ 'กระแสผ่าน' ทำความสะอาดก๊าซออกออกbottom1ในบทนี้ เรามาดูครั้งแรกที่การไหลของก๊าซและอนุภาคในไซโคลน นอกจากนี้เรายังแนะนำตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักสองสำหรับไซโคลน:ประสิทธิภาพการแยกและการปล่อยแรงดัน3.1 กระแสในไซโคลนรูปแบบกระแสก๊าซในไซโคลนจะค่อนข้างรู้จักกันดีจากหลักฐานการทดลองรวบรวมกว่าทศวรรษที่ผ่านมา สำหรับอนุภาค trajectories บนมืออื่น ๆ มากข้อมูลเล็กน้อยทดลองมี ดังนั้นที่นี้ เราจะหันไปคำนวณจำลองพลศาสตร์ของไหล (CFD)3.1.1 รูปแบบการไหลก๊าซมีการวัดความเร็วฟิลด์ในไซโคลนใช้ hot-wire anemometersท่อ pitot และ ล่า สุด เลเซอร์ Doppler anemometry (LDA) ดู Chap. 10 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคเหล่านี้รูปที่ 3.1.1 แสดงร่างของมาตรฐานไหลกลับถังบนกรวยพายุไซโคลนแก๊สกับรายการ tangential ระบุรูปแบบของกระแสโลก Aมีสร้างในพื้นที่แยกเคลื่อนที่หมุนรอบ โดยฉีด tangentialของแก๊ส ก๊าซไหลลงในส่วนภายนอกของการหมุน (การ ' ภายนอกvortex') และลายในตัว ('ภายใน vortex') ขั้นตอนลงในส่วนภายนอกของพายุมีความสำคัญถึงเป็นมัน และไม่แรงโน้มถ่วง เป็นการกลไกหลักในการขนส่งเก็บของแข็ง (ผู้ที่กำแพง) ออกด้านล่างของไซโคลน ในแนวไซโคลน แรงโน้มถ่วงจะช่วยให้แต่อิทธิพลของมันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับไซโคลนที่ดำเนินงานที่สูงของแข็งโหลดเงื่อนไข ผล 'โดยรวมการโหลด' มีความสำคัญ เพิ่มเติมภายหลังขณะเดียวกัน มีกระแสรัศมีจาก vortex ภายนอกกับภายในนี้กระจายตัวแต่ไม่สม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียงกับความสูง — ช่วงการร่างกายภายใต้ค้นหา vortexFig. 3.1.1 ร่างของพายุทางเข้าของ tangential ลายขั้นตอนที่ระบุแสดงคำแนะนำประสานงาน ปกติ z-axis กรุณาแกนท่อไซโคลนหรือหมุน ทางด้านขวา การกระจายรัศมีของแกน และส่วนประกอบของความเร็วแก๊ส tangential เป็นร่างแผน มันเป็นความเข้าใจที่จะ ' ฝุ่นร้าน ' อาจร้าน 'น้ำ' ในกรณีของพายุ demistingทางด้านขวาใน Fig. 3.1.1 รัศมีโปรไฟล์แกน และ tangentialส่วนประกอบของความเร็วแก๊สกำลังร่างแผน แสดงพื้นที่ด้านนอกของเดิมdownwardly โดยตรงไหลตามแนวแกนและหนึ่งภายในขั้นตอน upwardly โดยตรงดังกล่าว ความเร็วลงที่ผนังเป็นกลไกหลักสำหรับการขนส่งอนุภาคออกร้านฝุ่น มักจะแสดงความเร็วตามแนวแกนจุ่มใกล้เส้นศูนย์ บางครั้งเป็นรุนแรงเพื่อที่การไหลมีมี downwardly โดยตรง โพรไฟล์ความเร็ว tangential มีลักษณะเป็นอย่างไร Rankinevortex: หมุนองค์กรขาดทุนฟรีใกล้หลักของใกล้กับร่างกายของแข็งหมุนรอบเราไม่รู้ความเร็วแนวเล็งไปกราฟก็พอ โดยทั่วไปเป็นขนาดเล็กกว่าความเร็ว tangential และยากต่อการวัดถูกต้อง มันเป็นโดยทั่วไปสองอย่างภายในโดยตรงด้านล่างของท่อ vortex, lipแต่ไม่สม่ำเสมอ มีความสูง ค่อนข้าง การเกิดขึ้นของการไหลเข้าด้านในสุดทันทีด้านล่างเปิดท่อ vortex นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาขั้นตอนที่อธิบายไว้ด้านล่างใน Sect. 2.1.1 และแสดง Eq. (2.A.12) ให้การองค์ประกอบของเหลวหมุนเพื่อรักษาความสมดุล (คงตำแหน่ง rdirection),ความดันบนพื้นผิวของที่ r สูงต้องเกินที่ในการผิว r ต่ำ ดังนั้น ความดันคงต้องเพิ่ม monotonically ด้วยเพิ่มรัศมี นี้ ในความเป็นจริง จะแบกรับออก โดยการทดลองตัวอย่างคลาสสิกซึ่งเป็นข้อมูลของเธอลินเดน (1953), ตัวอย่างที่นำเสนอในFig. 3.1.2 ที่นี่อยู่ภายในแต่ละชุดของเส้นโค้งเส้นโค้งด้านล่างแทนเปลี่ยนแปลงในความดันสถิต p มีรัศมีตำแหน่ง เส้นโค้งด้านบนความดันรวม p + ρv2 (1/2) (แบบสแตติก และไดนามิก) เปรียบเทียบกับ Eq. (2.1.3)และ เป็น ก่อนที่สองระยะในตรีนามของ Bernoulli เล็กเราดูจากค่าของแรงดันทั้งหมดใน Fig. 3.1.2 ว่า Bernoulli ของกำลังอยู่เกือบคงที่ในส่วนภายนอก เกือบขาดทุนฟรีของ vortex ขณะลดลงอย่างมีนัยสำคัญในตัว นี่คือเราต้องคาดข้อมูลเหล่านี้ยังแสดงว่าความดันสถิตภายในค้นหา vortex ยังขึ้นกับตำแหน่งรัศมี ยังเป็นสิ่งเราจะคาดหวังได้ เนื่องจากมีมียังคงหมุนอยู่ ในภูมิภาคนี้ "หลัก" ความเร็วประมาณเป็นที่ร่างกายของแข็งหมุน เช่น Eq. (2.1.1) นอกจากนี้ isobserved ความดันสถิตจะขออ้างอิง ตามตำแหน่งรัศมี และ เช่นภายในบอดี้ของพายุไซโคลน มีค่าสูงสุดที่ผนัง อย่างชัดเจน มีวัดความดันสถิตอย่างเคาะล้างติดกับผนังด้านในของค้นหา vortex ไม่ใช่ตัวแทนของความดันเฉลี่ยในท่อนี้เราจะมีมากกว่าที่จะพูดเกี่ยวกับเรื่องนี้ใน Sect. 4.1.2กระแสหมุนใกล้ผนังพื้นผิวที่เว้าจะมีความเสถียร ความดันไล่ระดับสีที่เกิดจากการเคลื่อนไหว swirling สร้าง "กระแสรอง" ในการร่างกายไซโคลนตามผนัง เราเห็นใน Chap. 2 ที่ความดันคงเพิ่มไปที่ส่วนนอกของกระแส swirling การไล่ระดับความดันนี้ยังคงฝืนผ่านชั้นขอบหลังคา และ ที่ทรงกรวยผนัง ความเร็ว tangential ในทางกลับกัน มีขอบเขตเหล่านี้ชั้น ผลที่ได้คือ การทำหน้าที่กองทัพโดยตรงสองอย่างภายในสุทธิบนกระเป๋าก๊าซในภูมิภาคใกล้ผนัง ก่อให้เกิดสองอย่างภายในโดยตรงไหลตามหลังคาพายุไซโคลนฝาทรงกรวยระบุใน Fig. เป็น 3.1.3 ให้แรงเข้าข้างในนี้สุทธิเป็นสมดุล โดยลาก frictional ผนังและขั้นตอนจำนวนมาก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธีการทำงานไซโคลน
ดังกล่าวใน Chap 1 ไซโคลนทำงานเป็นผลมาจากแรงเหวี่ยง
ที่กระทำต่ออนุภาคแขวนลอยในกระแสก๊าซหมุน นี้ทำให้เกิด
อนุภาคที่มีความหนาแน่นกว่าก๊าซที่จะย้ายออกไปด้านนอกผนังพายุไซโคลน
ตามที่พวกเขาจะถูกส่งลงไปสู่ทางออกฝุ่น ทำความสะอาด
ก๊าซใบใกล้กลางในพายุหมุนย้อนกลับไหลผ่านหลังคา.
ใน 'ครั้งหนึ่งผ่าน' หรือ 'ไหลผ่าน' พายุไซโคลนก๊าซทำความสะอาดออกจาก
bottom1.
ในบทนี้เราจะดูเป็นครั้งแรกที่ การไหลของก๊าซและอนุภาคใน
พายุไซโคลน นอกจากนี้เรายังแนะนำสองตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับพายุไซโคลน:
ประสิทธิภาพในการแยกและความดันของพวกเขาลดลงของพวกเขา.
3.1 การไหลในไซโคลน
รูปแบบการไหลของก๊าซในพายุไซโคลนเป็นธรรมที่รู้จักกันดีจากหลักฐานการทดลอง
เก็บรวบรวมในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา สำหรับไบอนุภาคในอีกมาก
ข้อมูลการทดลองเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มีอยู่ดังนั้นสำหรับวันนี้เราจะรีสอร์ทเพื่อการคำนวณ
พลศาสตร์ของไหล (CFD) จำลอง.
3.1.1 แก๊สรูปแบบการไหล
สนามความเร็วในพายุไซโคลนได้รับการวัดโดยใช้ anemometers ร้อนลวด ,
ท่อ Pitot และเมื่อเร็ว ๆ นี้การวัดความเร็วลมเลเซอร์ Doppler (LDA) ดู Chap 10 สำหรับ
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคเหล่านี้.
รูปที่ 3.1.1 แสดงให้เห็นร่างของมาตรฐานการไหลย้อนกลับกระบอก-on-กรวย
พายุไซโคลนก๊าซกับรายการสัมผัส รูปแบบการไหลของโลกจะแสดง
การเคลื่อนไหวหมุนถูกสร้างขึ้นในพื้นที่แยกโดยการฉีดวง
ของก๊าซ ก๊าซไหลลงในส่วนด้านนอกของการหมุน ('ด้านนอก
วน) และสูงขึ้นในศูนย์ ('น้ำวนภายใน') ไหลลงใน
ส่วนที่ด้านนอกของพายุไซโคลนที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในขณะที่มันและไม่แรงโน้มถ่วงเป็น
กลไกที่โดดเด่นสำหรับการขนส่งของแข็งเก็บ (คนที่ผนัง) ออกจาก
ด้านล่างของพายุไซโคลน พายุไซโคลนที่มุ่งเน้นในแนวตั้ง, แรงโน้มถ่วงจะช่วย
แต่อิทธิพลของเป็นสิ่งสำคัญเพียงเพื่อการปฏิบัติงานที่พายุไซโคลนโหลดของแข็งสูง
เงื่อนไขที่ 'มวล loading' ผลกระทบที่มีความสำคัญ เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลัง.
ในขณะเดียวกันมีการไหลเวียนของรัศมีจากกระแสน้ำวนรอบนอกที่จะหนึ่งภายใน
นี้จะกระจาย แต่ไม่เหมือนกันที่มีความสูงกว่าความยาวของ
ร่างกายภายใต้การค้นหาน้ำวน.
รูป 3.1.1 ร่างของพายุหมุนวง-เข้ากับรูปแบบการไหลที่ระบุ.
ประสานทิศทางที่จะแสดงตามปกติแกน z สอดคล้องกับแกน
ของพายุไซโคลนหรือท่อหมุน ไปทางขวา, การกระจายรัศมีของแกนและ
ส่วนประกอบความเร็วก๊าซวงเป็นร่าง เป็นที่เข้าใจว่า 'ฝุ่น
เต้าเสียบ 'อาจจะ' น้ำ 'ทางออกสำหรับกรณีของพายุไซโคลน demisting
ทางด้านขวาในรูป 3.1.1 โปรไฟล์รัศมีของแกนและวง
ส่วนประกอบความเร็วก๊าซเป็นร่าง อดีตแสดงให้เห็นว่าภูมิภาคด้านนอกของ
การไหลกำกับ downwardly แกนและภายในหนึ่งในผู้กำกับการไหลบ่า.
ดังกล่าวความเร็วลงที่ผนังเป็นกลไกหลัก
ในการขนส่งอนุภาคฝุ่นออกทางออก ความเร็วตามแนวแกนมักจะแสดงให้เห็นถึง
การแช่รอบสายกลาง บางครั้งนี้มีความรุนแรงเพื่อให้การไหลมี
เป็นผู้กำกับ downwardly รายละเอียดความเร็ววงคล้ายแรน
วน. การสูญเสียหมุนฟรีใกล้รอบแกนของการหมุนของแข็งที่อยู่ใกล้ตัว
เราไม่ได้รู้เพียงพอเกี่ยวกับรัศมีความเร็วกราฟมัน มันเป็นเรื่องปกติ
มากน้อยกว่าความเร็ววงและยากที่จะวัด
ได้อย่างถูกต้อง มันเป็นเรื่องปกติที่กำกับในใจริมฝีปากด้านล่างของท่อน้ำวน,
แต่มันก็ไม่เหมือนกันที่มีความสูง แต่การไหลเข้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้น
ทันทีด้านล่างเปิดท่อน้ำวน - นี้จะเกี่ยวข้องกับรอง
กระแสกล่าวถึงด้านล่าง.
ขณะที่การอภิปรายในนิกาย 2.1.1 และสมการ (2.A.12) แสดงเพื่อให้
องค์ประกอบของเหลวหมุนเพื่อรักษาสมดุล (ตำแหน่งคงที่ใน rdirection),
ความดันบนพื้นผิวที่ R ที่สูงขึ้นจะต้องสูงกว่าที่ตัวของมัน
พื้นผิว R ต่ำ ดังนั้นความดันคงต้องเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ด้วย
รัศมีที่เพิ่มขึ้น ซึ่งในความเป็นจริงเป็น borne โดยทดลองตัวอย่างคลาสสิก
ซึ่งเป็นข้อมูลของ Ter Linden (1953) ตัวอย่างของการที่จะนำเสนอใน
รูป 3.1.2 นี่คือเส้นโค้งที่ต่ำกว่าที่มีอยู่ภายในชุดของเส้นโค้งแต่ละ
รูปแบบความดันคงที่, p, กับตำแหน่งรัศมี; เส้นโค้งบน
ความดันรวม p + (1/2) ρv2 (คงที่บวกแบบไดนามิก) เปรียบเทียบกับสมการ (2.1.3)
และตระหนักถึงความเป็นมาก่อนที่ระยะที่สองใน trinomial ของ Bernoulli มีขนาดเล็ก
ที่เราเห็นจากโปรไฟล์ของความดันรวมในรูป 3.1.2 ที่ trinomial ของ Bernoulli
เกือบจะคงที่ในด้านนอกเป็นส่วนหนึ่งสูญเสียเกือบฟรีของกระแสน้ำวนในขณะที่มัน
ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในศูนย์ นี่คือในขณะที่เราคาดว่าจะมี
ข้อมูลเหล่านี้ยังแสดงให้เห็นว่าความดันคงที่ภายในค้นหากระแสน้ำวนยัง
เพิ่มขึ้นกับตำแหน่งรัศมี และนี่ก็เป็นสิ่งที่เราคาดว่าจะได้เนื่องจากมี
ยังคงหมุนปัจจุบันมี ในการนี้ "แก่น" ภาคความเร็วจะอยู่ที่ประมาณ
ว่าของการหมุนของแข็งร่างกายคือสมการ (2.1.1) นอกจากนี้ความดันคง isobserved จะเป็นขึ้นอยู่กับตำแหน่งรัศมีและเหมือนว่าภายใน
ตัวหลักของพายุไซโคลนที่มีค่าสูงสุดที่ผนัง เห็นได้ชัดว่า
ความดันคงง่ายวัดประปาติดให้ล้างออกด้วยผนังด้านในของ
การค้นหาน้ำวนไม่ได้เป็นตัวแทนของความดันเฉลี่ยภายในหลอดนี้.
เราจะมีขึ้นที่จะพูดเกี่ยวกับเรื่องนี้ในนิกาย 4.1.2.
การไหลหมุนใกล้ผนังของพื้นผิวเว้าไม่แน่นอนโดยเนื้อแท้ ความดัน
การไล่ระดับสีที่เกิดจากการเคลื่อนไหวหมุนสร้างกระแสรองใน
ร่างกายพายุหมุนตามแนวผนัง ที่เราเห็นใน Chap 2 ที่ความดันคงที่
เพิ่มขึ้นไปยังส่วนนอกของการไหลของการหมุน แรงกดดันทางลาดนี้ยังคง
ที่จะยังคงมีอยู่ผ่านชั้นขอบเขตที่หลังคาและที่กรวย
ผนัง ความเร็ววงบนมืออื่น ๆ ที่อยู่ในระดับต่ำในขอบเขตเหล่านี้
ชั้น ผลที่ได้คือสุทธิใจกำกับแรงที่กระทำในกระเป๋าก๊าซใน
ภูมิภาคใกล้ผนังก่อให้เกิดกระแสกำกับใจพร้อมหลังคาพายุไซโคลน
และผนังกรวยตามที่ระบุไว้ในรูป 3.1.3 เพื่อให้มีผลบังคับใช้ภายในสุทธินี้จะ
มีความสมดุลโดยการลากเสียดทานกับผนังและการไหลเวียนของกลุ่ม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธีพายุหมุน
ตามที่กล่าวถึงใน CHAP 1 ไซโคลนทำงานผลของพลังแรงเหวี่ยง
การแสดงบนอนุภาคแขวนลอยในวังวนแก๊ส กระแส นี่เป็นสาเหตุที่
อนุภาคที่หนาแน่นกว่าแก๊ส เพื่อย้ายไปที่พายุผนัง
ตามที่พวกเขาขนลงให้ฝุ่นออก ทำความสะอาด
ก๊าซใบใกล้ซีเมนต์เพสต์ , น้ำปูนข้น ในตรงกันข้ามการไหลของไซโคลนผ่านหลังคา
ใน ' ' หรือ ' ' เมื่อผ่าน flow-through พายุไซโคลนทำความสะอาดก๊าซทางออกออก

bottom1 . ในบทนี้เราจะมาดูครั้งแรกที่การไหลของก๊าซและอนุภาคใน
ไซโคลน เรายังแนะนำสองดัชนีชี้วัดสำหรับไซโคลน :
ประสิทธิภาพในการแยกของพวกเขาและความดันที่ลดลงของพวกเขา การไหลในไซโคลน

3.1 อัตราการไหลของแก๊สรูปแบบในพายุไซโคลนค่อนข้างรู้จักกันดี
หลักฐานจากการทดลองเก็บรวบรวมกว่าทศวรรษที่ผ่านมา สำหรับวิถีของอนุภาคบนมืออื่น ๆที่ข้อมูลน้อยมาก
มีอยู่ ดังนั้นเราจะต้องรีสอร์ทเพื่อการคำนวณพลศาสตร์ของไหล ( CFD ) จำลอง
.

3.1.1 อัตราการไหลของแก๊สรูปแบบความเร็วในเขต ไซโคลนได้ถูกวัดโดยใช้ anemometers ลวดร้อน ท่อปิโตต์
, laser doppler anemometry ( lda เมื่อเร็วๆ นี้ ) เห็นหมอ 10
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคเหล่านี้ .
รูปร่าง 3.1.1 แสดงมาตรฐานการไหลย้อนกลับในก๊าซไซโคลนกระบอกกรวย
กับรายการสัมผัส . รูปแบบการไหล ( ระบุ a
หมุนเคลื่อนไหวที่ถูกสร้างขึ้นในการแยกพื้นที่ตามแนวฉีด
ของก๊าซ แก๊สไหลลงในส่วนด้านนอกของหมุน (
' นอกน้ำวน ' ) และขึ้นในศูนย์ ( ' ภายใน ' วอร์ ) การไหลลงใน
ส่วนนอกของไซโคลน เป็นวิกฤตที่สำคัญ และไม่แรงโน้มถ่วงเป็นกลไกเด่นในการขนส่งการเก็บรวบรวมของแข็ง
( กำแพง )
ด้านล่างของพายุไซโคลน ในแนวตั้งแบบไซโคลน แรงโน้มถ่วงจะช่วย
แต่อิทธิพลสำคัญเพียงไซโคลนอุณหภูมิสูงตะกอน
เงื่อนไข ซึ่งมวลชนโหลดผล ' เป็นสำคัญ เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลัง .
ในเวลาเดียวกันมีรัศมีจากการไหลภายนอกภายในหนึ่ง
นี้กระจายแต่ไม่เสมอกัน มีความสูงมากกว่าความยาวของร่างกายภายใต้ vortex finder
.
รูปที่ 3.1.1 .ร่างของพายุไซโคลนเข้าสัมผัสกับรูปแบบการไหล พบ .
พิกัดเส้นทางแสดง ปกติสอดคล้องกับแกน z
ของพายุไซโคลนหรือหลอดหมุน . ด้านขวา กระจายรัศมีของแกนและ
ส่วนประกอบความเร็วแก๊สสัมผัสถูกร่าง . เป็นที่เข้าใจว่าฝุ่น '
ร้านอาจจะเป็นเหลว ' ' ร้าน สำหรับกรณีของ demisting ไซโคลน
ให้อยู่ในรูปที่ 3.1.1 โปรไฟล์รัศมีของแนวแกนและสัมผัส
ส่วนประกอบความเร็วก๊าซร่าง . อดีตแสดงเขตรอบนอกของ
downwardly กำกับแบบไหลตามแกน และภายในหนึ่งสามกำกับการไหล .
ดังกล่าว ความเร็วลดลงที่ผนังเป็นกลไกสำหรับการขนส่งอนุภาคฝุ่น
ออกจากเต้าเสียบ ความเร็วแกนมักจะแสดง
จุ่มอยู่กลางบรรทัด บางครั้งนี้เป็นดังนั้นรุนแรงที่ไหลมี
เป็น downwardly กำกับ . โปรไฟล์ความเร็วสัมผัสคล้ายกับ Rankine vortex
: ใกล้สูญเสียฟรีหมุนรอบแกนหมุนใกล้ร่างกายแข็ง .
เราไม่ทราบว่าพอเกี่ยวกับความเร็วแนวเล็งกราฟมัน มันเป็นโดยทั่วไป
น้อยกว่าความเร็วสัมผัสและอื่น ๆยากที่จะวัด
ได้อย่างถูกต้องมันมักจะเข้ามากำกับด้านล่าง ริมฝีปากของ vortex tube ,
แต่มันไม่สม่ำเสมอกับความสูง แต่การไหลขาเข้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้น
ทันทีด้านล่างหลอด vortex เปิด–นี้จะเกี่ยวข้องกับการไหลที่กล่าวถึงด้านล่าง
.
เป็นการอภิปรายในกลุ่ม 2.1.1 และอีคิว ( 2 a.12 ) แสดง เพื่อให้
หมุนองค์ประกอบที่จะรักษาสมดุลของของเหลว ( ตำแหน่งคงที่ใน rdirection )
ความกดดันบนพื้นผิวสูงกว่า R ต้องเกินนั้น
ผิวลด R . ดังนั้นความดันคงที่จะต้องเพิ่ม monotonically กับ
เพิ่มรัศมี นี้ในความเป็นจริงเป็น borne โดย
ตัวอย่าง experiment-a คลาสสิกซึ่งเป็นข้อมูลของเทอร์ลินเดน ( 1953 ) ตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 3.1.2
.ที่นี่โค้งล่างที่มีอยู่ภายในแต่ละชุดของเส้นโค้งที่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงในความดันคงที่
, P , ตำแหน่งรัศมี ; เส้นโค้งบน
ความดันรวม , P ( 1 / 2 ) ρ V2 ( คงที่และแบบไดนามิก ) เปรียบเทียบกับอีคิว ( ทาง )
และรู้ตัวเช่นเดิม ว่า ในระยะที่สองของ Bernoulli trinomial ขนาดเล็ก
เราดูจากโปรไฟล์ของความดันรวมในรูปของ Bernoulli trinomial
ดาวน์โหลดที่เกือบจะคงที่ในชั้นนอก ส่วนเกือบขาดทุนฟรี . ในขณะที่มัน
ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในศูนย์ นี้เป็นอย่างที่เราคาดหวัง
ข้อมูลเหล่านี้ยังแสดงให้เห็นว่าความดันคงที่ภายใน vortex finder ยัง
เพิ่มตำแหน่งรัศมี นี้ยังเป็นสิ่งที่เราคาดหวัง เนื่องจากมี
ยังคงหมุนในปัจจุบันมี ใน " หลัก " ภาคความเร็วประมาณ
ที่การหมุนตัวแข็ง เช่น อีคิว ( 2.1.1 ) นอกจากนี้ จะขอ isobserved ความดันคงที่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งรัศมี เช่นว่าภายใน
ตัวหลักของไซโคลนมีมูลค่าสูงสุดที่ผนัง ชัดเจน ,
ง่ายความดันคงที่วัดแตะติดตั้งเสมอกับผนังด้านในของ vortex finder
ไม่ใช่ตัวแทนของความดันเฉลี่ยภายในหลอดนี้
.เราจะมีมากที่จะพูดเกี่ยวกับเรื่องนี้ ในนิกาย 4.1.2 .
หมุนไหลใกล้ผนังของพื้นผิวเว้าเป็นอย่างโดยเนื้อแท้ที่ไม่เสถียร ไล่กดดัน
เกิดจากการหมุนเคลื่อนไหวสร้างกระแส ' ' รองใน
ไซโคลนตัวตามแนวผนัง เราเห็นหมอ 2 ที่ความดันคงที่
เพิ่มต่อส่วนนอกของการหมุนเวียน ความดันนี้ยังคง
ไล่ระดับยืนกรานผ่านชั้นขอบที่หลังคาและผนังกรวย

ความเร็วสัมผัส , บนมืออื่น ๆ , ต่ำในชั้นขอบเขต
เหล่านี้ ผลที่ได้คือสุทธิเข้ามากำกับบังคับทำแก๊สกระเป๋าใน
ภูมิภาคผนังใกล้เข้ามากำกับ ทำให้ไหลตามพายุหลังคา
และกรวยผนังตามที่ระบุในรูปที่ 3.1.3 ดังนั้นแรงสุทธิ
เข้านี้ความสมดุลโดยการลากกับผนังและการไหลของกลุ่ม