麒熊环保 · 守匠心 精匠艺
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重力沉降室的设计参数计算主要依据颗粒沉降时间小于气流停留时间的核心原理，结合流体力学和颗粒动力学公式完成。以下是关键设计参数的计算方法与步骤，综合自权威资料：
📐 一、核心设计公式
沉降室最小长度计算
确保颗粒沉降时间 ≤ 气流停留时间：
L = rac{H cdot u}{U_t}
L=
U
t
H⋅u
LL：沉降室长度（m）
HH：有效高度（不含灰斗）（m）
uu：水平气流速度（m/s），通常取 0.8~3 m/s（过高导致二次扬尘）146
U_tU
t
：颗粒终端沉降速度（m/s）
终端沉降速度 U_tU
t
计算
斯托克斯公式（适用于层流区，Re）：
U_t = rac{d^2 ( ho_s - ho) g}{18mu}
U
t
=
18μ
d
2
(ρ
s
−ρ)g
dd：颗粒粒径（m）
ho_sρ
s
：颗粒密度（kg/m³），如石英砂约 2600 kg/m³
hoρ：气体密度（kg/m³），空气常温下为 1.2 kg/m³
muμ：气体黏度（Pa·s），空气 20℃ 时为 1.8 imes 10^{-5}1.8×10
−5
35
直接查表法（密度 1000 kg/m³ 颗粒在空气中的 U_tU
t
）：
粒径（μm） 40 100 400
U_tU
t
(m/s) 0.048 0.246 1.57
⚙️ 二、关键参数设计原则
气流速度 uu
推荐范围：0.8~3 m/s（超过颗粒“拾取速度”易导致二次扬尘）16
拾取速度参考：
木屑：3.9 m/s
钢粉：4.6 m/s
石灰石：6.4 m/s 4
高度 HH 与宽度 WW
结构比例：按“矮、宽、长”布局（如 HH=1~2 m，WW 按处理量调整）711
处理量关联：
W = rac{Q}{3600 cdot H cdot u}
W=
3600⋅H⋅u
Q
QQ：气体流量（m³/h）510
多层沉降室隔板数 nn
提升效率需增设水平隔板：
n = rac{Q}{b cdot L cdot U_t} - 1
n=
b⋅L⋅U
t
Q
−1
bb：单层高度（一般 0.1~0.3 m）59
💡 效率提升：隔板数增加可使 50 μm 以上颗粒效率达 60%~80%2
⚠️ 三、设计注意事项
适用条件
最佳颗粒范围：>50 μm（效率 60%~80%），<20 μm 需结合其他除尘器26
温度限制：最高 350~550℃（结构材料需耐高温）7
结构优化
入口设导流板/整流板，保证气流均匀47；
出口流速 > 沉降速度，防管道积灰1；
灰斗倾角 > 粉尘安息角，保障排灰顺畅。
压降与能耗
压降仅 50~130 Pa，无需额外动力。
📝 四、设计案例演示
工况：处理气量 Q = 3000 ext{m}^3/ ext{h}Q=3000m
3
/h，捕集 100 μm 石英砂（ ho_s = 2600 ext{kg}/ ext{m}^3ρ
s
=2600kg/m
3
），空气 20℃。
计算 U_tU
t
：
U_t = rac{(100 imes 10^{-6})^2 imes (2600-1.2) imes 9.8}{18 imes 1.8 imes 10^{-5}} pprox 0.78 ext{m/s}
U
t
=
18×1.8×10
−5
(100×10
−6
)
2
×(2600−1.2)×9.8
≈0.78m/s
取 u = 1.5 ext{m/s}u=1.5m/s，H = 1.8 ext{m}H=1.8m，则：
L = rac{1.8 imes 1.5}{0.78} pprox 3.5 ext{m}
L=
0.78
1.8×1.5
≈3.5m
计算宽度：
W = rac{3000}{3600 imes 1.8 imes 1.5} pprox 0.31 ext{m} quad ext{（需调整至合理尺寸）}
W=
3600×1.8×1.5
3000
≈0.31m（需调整至合理尺寸）
✅ 结论：设计尺寸 L imes W imes H = 3.5 ext{m} imes 1.2 ext{m} imes 1.8 ext{m}L×W×H=3.5m×1.2m×1.8m（加宽保证结构稳定）。
📚 数据来源说明
终端沉降速度表、拾取速度引自工业实测数据14；
多层隔板效率公式源于环境工程教材案例59；
结构参数和限制条件综合设备手册与工程规范。
建议结合具体工况校验参数，必要时通过 CFD 流场模拟优化结构（如导流板布局）。
