旋风分离器

旋风分离器是一种通过涡旋分离在不使用过滤器的情况下从空气、气体或液体流中去除微粒的方法。从液体中去除颗粒物时，使用水力旋流器。从气体中使用气旋。 旋转效应和重力用于分离固体和流体的混合物。该方法也可以用于从气流中分离出细小液滴。

在称为旋风分离器的圆柱形或圆锥形容器内建立了高速旋转流。空气以螺旋形式流动，从旋风分离器的顶部（宽端）开始，然后在底部（窄端）终止，然后以直流的形式通过旋风分离器的中心离开旋风分离器并从顶部流出。旋转流中较大的（较密）颗粒具有很大的惯性，无法遵循流的紧密曲线，因此撞击外壁，然后掉到旋风分离器的底部，可以将其除去。在锥形系统中，随着旋转流向旋风分离器的狭窄端移动，流的旋转半径减小，从而分离出越来越小的颗粒。旋风分离器的几何形状以及体积流量定义旋风分离器的切割点。这是将以50％的效率从流中除去的颗粒大小。大于切点的颗粒将以更高的效率被去除，而较小的颗粒将以较低的效率被去除，因为它们更难以分离，或者当空气涡旋反转方向以朝出口方向移动时，它们可能会被重新夹带。

另一种旋风分离器设计在旋风分离器内使用二次气流，以防止收集到的颗粒撞击壁面，从而保护壁面免受磨损。包含微粒的主要空气流从旋风分离器的底部进入，并被固定的旋转叶片强迫旋转。二次空气流从旋风分离器的顶部进入，并向下移向底部，从而拦截一次空气中的颗粒。二次气流还允许将收集器选择性地水平安装，因为它会将微粒推向收集区域，并且不仅仅依靠重力来执行此功能。

大型旋风分离器用于锯木厂，以从抽出的空气中去除锯末。旋风分离器还用于炼油厂以分离油和气，并在水泥工业中用作窑炉预热器的组成部分。作为无袋式便携式吸尘器和中央吸尘器的核心技术，旋风越来越多地用于家庭。旋风分离器还用于工业和专业厨房通风中，以从抽油烟机中的废气中分离油脂。较小的旋风分离器用于分离空气中的颗粒以进行分析。有些小得足以穿在衣服上，并被用来分离可吸入颗粒物，以便以后进行分析。

上述方程式在许多方面受到限制。例如，不考虑分离器的几何形状，假定粒子达到稳态，并且也忽略了旋风分离器底部涡旋反转的影响，所有在旋风分离器中不可能实现的行为实际操作条件。

由于许多作者已经研究了旋风分离器的性能，因此存在更完整的模型。已开发出简化的模型，可以快速计算旋风分离器，但存在一些局限性，可用于过程工业中的常见应用。使用计算流体动力学的数值模型也已广泛用于气旋行为的研究。旋风分离器的任何流体力学模型的主要局限性是无法预测细颗粒与大颗粒的团聚，这对旋风分离器的收集效率有很大影响。