影響旋風除塵器效率的因素
影響旋風除塵器效率的因素主要為除塵器結構尺寸和操作工藝參數兩大類：
1除塵器結構尺寸對其性能的影響
旋風除塵器的各個部件都有一定的尺寸比例，每一個比例關系的變動，都能影響旋風除塵器的效率和壓力損失。其中除塵器直徑、進氣口尺寸、排氣管直徑為主要影響因素。
1.1進氣口
旋風除塵器的進氣口是形成旋轉氣流的關鍵部件，是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進氣的進口面積對除塵器有很大的影響，進氣口面積相對于筒體斷面小時，進入除塵器的氣流切線速度大，有利于粉塵的分離。
1.2圓筒體直徑和高度
圓筒體直徑是構成旋風除塵器的最基本尺寸。旋轉氣流的切向速度對粉塵產生的離心力與圓筒體直徑成反比，在相同的切線速度下，筒體直徑D越小，氣流的旋轉半徑越小，粒子受到的離心力越大，塵粒越容易被捕集。因此，應適當選擇較小的圓筒體直徑，但若筒體直徑選擇過小，器壁與排氣管太近，粒子又容易逃逸；筒體直徑太小還容易引起堵塞，尤其是對于粘性物料。當處理風量較大時，因筒體直徑小處理含塵風量有限，可采用幾臺旋風除塵器并聯運行的方法解決。并聯運行處理的風量為各除塵器處理風量之和，阻力僅為單個除塵器在處理它所承擔的那部分風量的阻力。但并聯使用制造比較復雜，所需材料也較多，氣體易在進口處被阻擋而增大阻力。因此，并聯使用時臺數不宜過多。筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度，可增加氣流在除塵器內的旋轉圈數，使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機會增多，但筒體總高度增加，外旋流中向心力的徑向速度使部分細小粉塵進入內旋流的機會也隨之增加，從而又降低除塵效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒體直徑為宜，錐筒體部分，由于其半徑不斷減小，氣流的切向速度不斷增加，粉塵到達外壁的距離也不斷減小，除塵效果比圓筒體部分好。因此，在筒體總高度一定的情況下，適當增加錐筒體部分的高度，有利提高除塵效率。一般圓筒體部分的高度為其直徑的1.5倍，錐筒體高度為圓筒體直徑的2.5倍時，可獲得較為理想的除塵效率。
1.3排風管
排風管的直徑和插入深度對旋風除塵器除塵效率影響較大。排風管直徑必須選擇一個合適的值，排風管直徑減小，可減小內旋流的旋轉范圍，粉塵不易從排風管排出；有利提高除塵效率，但同時出風口速度增加，阻力損失增大。若增大排風管直徑，雖阻力損失可明顯減小，但由于排風管與圓筒體管壁太近，易形成內、外旋流“短路”現象，使外旋流中部分未被清除的粉塵直接混入排風管中排出，從而降低除塵效率。一般認為排風管直徑為圓筒體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風管插入過淺，易造成進風口含塵氣流直接進入排風管，影響除塵效率；排風管插入過深，易增加氣流與管壁的摩擦面，使其阻力損失增大，同時，使排風管與錐筒體底部距離縮短，增加灰塵二次返混排出的機會。排風管插入深度一般以略低于進風口底部的位置為宜。
1.4排灰口
排灰口的大小與結構對除塵效率有直接的影響。增大排灰口直徑可使除塵器提高壓力降，對提高除塵效率有利，但排灰口直徑太大會導致粉塵的重新揚起。通常采用排灰口直徑Do=（0.5-0.1）Dc。
2操作工藝參數
在旋風除塵器尺寸和結構定型的情況下，其除塵效率關鍵在于運行因素的影響。
2.1流速
旋風除塵器是利用離心力來除塵的，離心力愈大，除塵效果愈好。在圓周運動(或曲線運動)中粉塵所受到的離心力為：F=ma
式中：F——離心力，N；
m——粉塵的質量，kg；
a——粉塵的離心加速度，m/s2。
因為，a=VT2/R
式中：VT——塵粒的切向速度，m/s；
R——氣流的旋轉半徑，m。
所以，F=mVT2/R
可見，在旋風除塵器的結構固定(R不變)，粉塵相同(m穩定)的情況下，增加旋風除塵器入口的氣流速度，旋風除塵器的離心力就愈大。而旋風除塵器的進口氣量為：Q=3 600 AVT
式中：Q——旋風除塵器的進口氣量，m3/h；
A——旋風除塵器的進口截面積，m2。
所以，在結構固定(R不變，A不變)、粉塵相同(m穩定)的情況下，除塵器入口的氣流速度與進口氣量成正比，而旋風除塵器的進口氣量是由引風機的進風量決定的。
可見，提高進風口氣流速度，可增大除塵器內氣流的切向速度，使粉塵受到的離心力增加，有利提高其除塵效率。但進風口氣流速度提高，徑向和軸向速度也隨之增大，紊流的影響增大。對每一種特定的粉塵旋風除塵器都有一個臨界進風口氣流速度，當超過這個風速后，紊流的影響比分離作用增加更快，使部分已分離的粉塵重新被帶走，影響除塵效果。
2.2粉塵的狀況
粉塵顆粒大小是影響出口濃度的關鍵因素。處于旋風除塵器外旋流的粉塵，在徑向同時受到兩種力的作用，一是由旋轉氣流的切向速度所產生的離心力，使粉塵受到向外的推移作用；另一個是由旋轉氣流的徑向速度所產生的向心力，使粉塵受到向內的推移作用。在內、外旋流的交界面上，如果切向速度產生的離心力大于徑向速度產生的向心力，則粉塵在慣性離心力的推動下向外壁移動，從而被分離出來；如果切向速度產生的離心力小于徑向速度產生的向心力，則粉塵在向心力的推動下進入內旋流，最后經排風管排出。如果切向速度產生的離心力等于徑向速度產生的向心力，即作用在粉塵顆粒上的外力等于零，從理論上講，粉塵應在交界面上不停地旋轉。實際上由于氣流處于紊流狀態及各種隨機因素的影響，處于這種狀態的粉塵有50%的可能進入內旋流，有50%的可能向外壁移動，除塵效率應為50%。此時分離的臨界粉塵顆粒稱為分割粒徑。這時，內、外旋流的交界面就象一張孔徑為分割粒徑的篩網，大于分割粒徑的粉塵被篩網截留并捕集下來，小于分割粒徑的粉塵，則通過篩網從排風管中排出。旋風除塵器捕集下來的粉塵粒徑愈小，該除塵器的除塵效率愈高。離心力的大小與粉塵顆粒有關，顆粒愈大，受到離心力愈大。當粉塵的粒徑和切向速度愈大，徑向速度和排風管的直徑愈小時，除塵效果愈好。氣體中的灰分濃度也是影響出口濃度的關鍵因素。粉塵濃度增大時，粉塵易于凝聚，使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集，同時，大顆粒向器壁移動過程中也會將小顆粒挾帶至器壁或撞擊而被分離。但由于除塵器內向下高速旋轉的氣流使其頂部的壓力下降，部分氣流也會挾帶細小的塵粒沿外壁旋轉向上到達頂部后，沿排氣管外壁旋轉向下由排氣管排出，導致旋風除塵器的除塵效率不可能為100%。
根據除塵效率計算公式：η=(1－So/Si)×100%
式中：η——除塵效率；
So——出口處的粉塵流出量，kg/h；
Si——進口處的粉塵流入量，kg/h。
因為旋風除塵器的除塵效率不可能為100%，當進口粉塵流入量增加后，除塵效率雖有提高，排風管排出粉塵的絕對量也會大大增加。所以，要使排放口的粉塵濃度降低，則要降低入口粉塵濃度，可采取多個旋風除塵器串聯使用的多級除塵方式，達到減少排放的目的。
