旋风除尘器毕业设计
学院：环境科学与工程学院 专业：环境工程 姓名：
学号：200710701141 指导老师：唐晓龙
目 录 一.简介············································· 二.旋风除尘器的结构及特点···························
三.旋风除尘器原理及其优点···························
四.选型依据·········································
五.影响旋风除尘器效的因素···························
六.影响旋风除尘器压降的因素·························
七.结论与建议·······································
八．参考文献········································
一、简介
旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的 一种干式气-固分离装置.旋风除尘器用于工业生产以来，已有百余年历史。该类 分离设备、机构简单、制造容易、造价和运行费用较底，对于捕集分离5～μm 以上的较粗颗粒粉尘，净化效率很高所以在矿山、冶金、耐火材料、建筑材料、煤 炭、化工及电力工业部门应用极为普遍。但旋风除尘器对于5～μm以下的 较细颗粒粉尘（尤其是密度小的细颗粒粉尘）净化效率极低所以旋风分离器通常 用于粗颗粒粉尘的净化或用于多级净化时的初步处理
二、旋风除尘器的结构及特点 旋风除尘器也称作旋风分离器，是利用器内旋转的寒碜气体所产生的离心
力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气固分离装 置。它主要由排灰管、圆锥体、圆柱体、进气管、排气 管以及顶盖组成。
旋风除尘器具有以下特点：
1.结构简单，器身无运动部件，不需要特殊的附属 设备，占地面积小，制造，安装投资较少。
2.操作维护简便，压力损失中等，动力消耗不大，运转，维护费用较低。
3.操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度，温度限制。对于粉尘的物理性质无特殊的要求同时可根 据化工生产的不同要求，选用不同的材料制作或内衬不 同的耐磨，耐热的材料，以提高使用寿命。
旋风除尘器一般用于捕集5-15微米以上的颗粒．除尘效率可达80％以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器，其除尘效率可达5％以上。旋风除尘器的缺 点是捕集微粒小于5微米的效率不高。
CLT/A型旋风除尘器主要由旋风筒体、集灰斗、蜗壳（或集风帽）组成，有 两种出风方式：X型（水平出风）一般用于负压操作；Y型（上部出风）一般用 于正或负压操作。
CLT/A型旋风除尘器为基本型旋风除尘器，属螺旋型旋风除尘器。其顶盖板 做成下倾15°的螺旋切线形，含尘气体进入除尘器后，沿倾斜顶盖的方向做下
旋流动，而不致形成上灰环，可消除引入气流向上流动而形成的小旋涡气流，减 少动能消耗，提高除尘效率。它的另一个特点是筒体细长和锥体较长，而且锥体 锥角较小，能提高除尘效率，但压力损失也较高。
所以，旋风除尘器广泛用于工业炉窑烟气除尘和工厂通风除尘，工业气力输
送系统气固两相分离与物料气力烘干回收等。
三、旋风除尘器的工作原理及其优点
1.旋风除尘器工作原理
旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除 尘装置。它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低．阻力中 等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集5-15微 米以上的颗粒．除尘效率可达80％以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器．其 除尘效率可达5％以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5微米的效率不高．
旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况：
旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运 动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大 于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动 量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部 后．沿除尘器的轴心部位转而向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管 排出。
自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气 管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽 气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。2.旋风除尘器的优点
按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同 类型减阻杆后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量占除尘器总 处理流量的百分比绘入，为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际 上、下地流区过流量差别的大小。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器
高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增 加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量
沿流程的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下 降。但安装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上 插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各 断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量 减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。
短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在 除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆 虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。常规旋 风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体 除尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减 阻杆减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流 量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。
四、选型依据 确定旋风除尘器几何尺寸
确定进口面积 Fi=a×b= 其中，a——进气口高度；
b——进气口一侧宽（双筒进气口相同）；
现在需要确定Q 因为，PV=nRT ；同样，PNVN=nRTN 所以nR==，同时又能推出= 已知，QN=2800 Nm3/h，PN=101325 Pa，TN=273K，P=101325+(-340)=100985Pa，T=273+250=523K 可算出Q===5382.1621 m3/h Fi=a×b===0.04397 m2 又因为，根据经验可知
a:b=2～3，此处取a=2b 所以，2b2=0.0427 ；
计算后得b=0.148 m a=0.297m； 筒体尺寸D0和 h D0——旋风除尘器筒体直径
h——筒体高度 b=(0.2～0.25)D0，所以D0=(4～5)b 我们取D0=4b=0.593m ； 圆整D0=0.6m 所以b=0.15 m，a=0.3m；圆整Vi=16.6/s； h=1.5 D0=0.9 m
五、影响旋风除尘器效率的因素 5 55 5.1.1.1.1除尘器结构尺寸对其性能的影响
旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失。其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。5 55 5.1.1.1.1.1.1.1.1进气口
旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和 压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气 口面积相对于筒体断面小时，进入除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘 的分离。5 55 5.1.2.1.2.1.2.1.2圆筒体直径和高度
圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对 粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，筒体直径
D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕 集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若筒体直径选择过小，器壁
与排气管太近，粒子又容易逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是 对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可 采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘 器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻 力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡 而增大阻力。因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆 筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内 的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度 增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随 之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达 外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度 一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率。一般圆 筒体部分的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时，可获得较为理想的除尘效率。5 55 5.1.3.1.3.1.3.1.3排风管
排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直 径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出；有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻 力损失增大。若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管 与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未 被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。一般认为排风 管直径为圆筒体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口 含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率；排风管插入过深，易增加气流 与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管与锥筒体底部距离 缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风 口底部的位置为宜。5 55 5.1.4.1.4.1.4.1.4排灰口 排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响。增大排灰口直径可使 除尘器提高压力降，对提高除尘效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘 的重新扬起。通常采用排灰口直径Do=（0.5-0.1）Dc。5 55 5.2.2.2.2操作工艺参数
在旋风除尘器尺寸和结构定型的情况下，其除尘效率关键在于运行因 素的影响。5 55 5.2.1.2.1.2.1.2.1流速
旋风除尘器是利用离心力来除尘的，离心力愈大，除尘效果愈好。在 圆周运动(或曲线运动)中粉尘所受到的离心力为：F=ma 式中：F——离心力，N；
m——粉尘的质量，kg；
a——粉尘的离心加速度，m/s2。因为，a=VT2/R 式中：VT——尘粒的切向速度，m/s； R——气流的旋转半径，m。所以，F=mVT 2/R 可见，在旋风除尘器的结构固定(R不变)，粉尘相同(m稳定)的情况下，增加旋风除尘器入口的气流速度，旋风除尘器的离心力就愈大。而旋风除 尘器的进口气量为：Q=3 600 AVT 式中：Q——旋风除尘器的进口气量，m3/h； A——旋风除尘器的进口截面积，m2。所以，在结构固定(R不变，A不变)、粉尘相同(m稳定)的情况下，除 尘器入口的气流速度与进口气量成正比，而旋风除尘器的进口气量是由引 风机的进风量决定的。
可见，提高进风口气流速度，可增大除尘器内气流的切向速度，使粉 尘受到的离心力增加，有利提高其除尘效率。但进风口气流速度提高，径 向和轴向速度也随之增大，紊流的影响增大。对每一种特定的粉尘旋风除 尘器都有一个临界进风口气流速度，当超过这个风速后，紊流的影响比分 离作用增加更快，使部分已分离的粉尘重新被带走，影响除尘效果。5 55 5.2.2.2.2.2.2.2.2粉尘的状况
粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风除尘器外旋流的 粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生 的离心力，使粉尘受到向外的推移作用；另一个是由旋转气流的径向速度 所产生的向心力，使粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上，如果切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离 心力的推动下向外壁移动，从而被分离出来；如果切向速度产生的离心力 小于径向速度产生的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内旋流，最后 经排风管排出。如果切向速度产生的离心力等于径向速度产生的向心力，即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面上不停 地旋转。实际上由于气流处于紊流状态及各种随机因素的影响，处于这种 状态的粉尘有50%的可能进入内旋流，有50%的可能向外壁移动，除尘效率 应为50%。此时分离的临界粉尘颗粒称为分割粒径。这时，内、外旋流的 交界面就象一张孔径为分割粒径的筛网，大于分割粒径的粉尘被筛网截留 并捕集下来，小于分割粒径的粉尘，则通过筛网从排风管中排出。旋风除 尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小 与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度 愈大，径向速度和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。气体中的灰分浓 度也是影响出口浓度的关键因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较 小的尘粒凝聚在一起而被捕集，同时，大颗粒向器壁移动过程中也会将小 颗粒挟带至器壁或撞击而被分离。但由于除尘器内向下高速旋转的气流使 其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外壁旋转向上到达顶 部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘效率 不可能为100%。
根据除尘效率计算公式：η=(1－So/Si)×100% 式中：η——除尘效率；
So——出口处的粉尘流出量，kg/h； Si——进口处的粉尘流入量，kg/h。因为旋风除尘器的除尘效率不可能为100%，当进口粉尘流入量增加后，除尘效率虽有提高，排风管排出粉尘的绝对量也会大大增加。所以，要使
排放口的粉尘浓度降低，则要降低入口粉尘浓度，可采取多个旋风除尘器 串联使用的多级除尘方式，达到减少排放的目的。
六、影响旋风除尘器压降的因素
1.进口管的摩擦损失。2.气体进入旋风除尘器时，因膨胀或压缩而造成的能 量损失。3.气体在旋风除尘器与器壁的摩擦所引起的能量损失。4.旋风除尘器内 气体因旋转而引起的能量损失。5.排气管内的摩擦损失，同时旋转运动较直线运 动消耗需要更高的能量。6.排气管内气体旋转时的动能转化成静压能的损失。
七、结论与建议
计算得排放浓度为
7.01g/m3，由下表得排放不达标。
因此，提出以下建议以提高除尘效率。1.保证排灰口的严密性
旋风除尘器下部的严密性是影响除尘效率的又一个重要因素。含尘气体进人 旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥 体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。旋风除尘器内的压力分布，是轴向各断 面的压力变化较小，径向的压力变化较大(主要指静压)，这是由气流的轴向速率 和径向速率的分布决定的。气流在筒内作圆周运动，外侧的压力高于内侧，而在 外壁相近静压最高，轴心处静压最低。即使旋风除尘器在正压下运动，轴心处也 为负压，且一直延伸到排灰口处的负压最大，略不严密，就会产生较大的漏风，已沉集下来的粉尘势必被上升气流带出排气管。所以，要使除尘效率达到设计要 求，就要保证排灰口的严密性，并在保证排灰口的严密性的情况下，及时清除 除尘器锥体底部的粉尘，若不能持续及时地排出，高浓度粉尘就会在底部流转。2.设置灰尘隔离室
设置灰尘隔离室，即采用旁路式旋风除尘器，它主要是在平凡旋风除尘器的 基础上增加一个螺旋形的旁路分离室，在除尘器顶部形成的上涡旋粉尘环，从旁 路分离室引至锥体部分。这样可以使导致除尘效率降低的二次流变为能起粉尘聚 集作用的上涡旋气流，提高除尘效率。3.改进除尘器的结构
旋风除尘器在结构上主要改进如下： ①进口管下斜5~10°，使气流在旋转的 同时保证了向下的旋转。并且下倾角确保了尘粒反弹时绝对折射朝下。在传统旋 风除尘器结构中，由于气流从上部切线标的目的进入除尘器后向下旋转，引起除 尘器顶部倒空形成上涡旋气流产生顶部灰环，灰环在气管进口处与已净化废气的 上旋气流混淆，而后经排气管排出除尘器；②进口管采用180°的半圈螺旋管代 替了传统型的直吹进筒，从而进一步保证了气流的“下旋”，确保尘气高速旋转起 来后才进筒；③锥体长度加长并采用20°小锥角，增加了气流在分离器中的逗留 时间，有利于小颗粒的沉降完全，且使向下旋转的气体平缓地转变成折转向上的 旋转，从而使除尘效率得以提高；④除尘器下设缓冲料斗，有效改善废气在筒体 内的流动工况，削减了灰斗的反混现象和下灰环可能产生的二次扬尘。如何提高旋风除尘器除尘效率是当前饲料行业需要解决的一个重要课题。研 究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘
器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。由于旋风除尘器 内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要 我们进行全面分析，综合考虑，寻求最优设计方案和运行管理方法。
把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器。在卷烟工业中,由于厂房大,灰尘多,除尘设备的应用对于净化车间、安全生产起到很关键的作用。目前,车间除尘设备多数采用旋风除尘机理,其结构简单,但在实际使用过程中, 除尘效果存在一定问题。文中研究一种新型烟气双联旋风除尘器设计与改进。
1旋风除尘器的除尘机理与结构( 图1)
含尘气体从进气口以较高的速度沿圆筒切线方向进入,气流由直线运动变为圆周运动,并向上、向下流动,向上的气流被顶盖阻挡返回,向下的气流在筒体部分和锥体部分作自上而下的螺旋运动( 称为外旋流) 。含尘气体在旋转过程中产生离心加速度,由于尘粒产生的离心力比空气黏性阻力大很多倍,使尘粒产生径向远离旋转中心的运动,因此将尘粒甩向器壁,尘粒一旦与器壁接触便与气体相分离沿器壁经锥体排入集灰斗内。旋转下降的外旋气流在圆锥部分运动时随圆锥形收缩而向除尘器中心靠拢, 当气流到达锥体下端某一位置时,便以同样的旋转方向在除尘器中部形成一股作自下而上的螺旋运动气流( 称为内旋流) ,并经排气管向外排出,部分未捕集的粉尘颗粒也随气流而排入大气中[3]。
1—进气管; 2—顶盖; 3—排气管; 4—圆筒体;5—圆锥体; 6—外旋流; 7—内旋流; 8—排灰管
2基于边界层理论的设计方法
边界层理论是1972年Leith与Licht类比静电除尘器的分离机理提出的,并提出了由此机理得出的分级效率公式,由于考虑了所有几何尺寸的影响,因而结果与实际较吻合,已被广泛应用[4,5]。
Leith设计法是一种半经验设计法,Leith设计法在同时考虑了除尘效率和压降损失的基础上决定切向直入式旋风除尘器最佳尺寸比。计算旋风除尘器的分级效率有着不同的理论和方法,由于各自的假设前提不同,所得出的结果也不一致。Leith和Licht通过分析前人的方法,基于径向返混假设,以严密的数学理论导出了除尘效率计算公式,由于此公式几乎考虑了旋风除尘器中所有各重要尺寸对除尘性能的影响,完全能够反映旋风除尘器中流动状态,用其计算效率与实测值比较吻合。
其计算公式表示为:
其中，φ 为修正系数，且为烟尘密度kg/m3; dc为粒子直径m; μ 为气体粘度pa·m; D0为旋风除尘器筒体直径m; n为旋转指数。
Leith通过试算得出:
如果确定了的 P 值，就可由式( 2) 求得不同取值时的值。Leith 通过试算得出: 如果取，对应于最大的( 即分级效率最大) 值最大，P 值的范围在 5 ～ 140 之间。这样就计算出不同的值，从而取其最大值。
3新型烟气双联旋风除尘器
基于以上设计方法,赣州卷烟厂二氧化碳膨胀烟丝生产线新型烟气旋风除尘器采用双联并联模式,旋风除尘器采用隔板分开进风口,隔板将气体均匀分开,分别进入两个除尘器,含尘气流进入除尘器后,沿壳体内壁由上向下作旋转运动,同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后,转而向上沿轴心旋转,最后由两排气管排出,汇合后送入回风管道。结构如图2所示。
设计参数为: 空气密度 ρ = 112 kg/ m3,处理风量Q = 3. 44 m3/ s ,设计阻力F = 1750 Pa,进口风速v = 28 m / s, 气体温度T = 300 ℃ 。通过设计计算,最佳旋风除尘器结构尺寸见表1。
mm
新型烟气双联旋风除尘器在赣州卷烟厂为首次应用( 图3) 。观察一段时间的单机及整线运行情况为:
1) 观察图4中集灰斗实际情况,烟尘收集量明显增加。说明在整个热端气体循环系统中,通过新型烟气双联除尘器,能够有效的将烟尘收集到集灰斗中,除尘效率明显提高。
2) 新型烟气双联旋风除尘器的结构模式为左右对称,这种结构模式理论上可以改善设备振动特性。经过对其振动频率的测定,可以有效证明这一点。
3) 在膨胀烟丝生产线中,如果旋风除尘器除尘效果不佳,容易导致燃烧系统热交换器的管束内壁出现烟尘堵塞,热交换效率因此降低,从而增加量燃料消耗。经过拆解热交换器,发现各管道内壁无烟尘粘连,说明双联烟气尘器除尘效率较好。在比对燃烧炉升温后,发现在新型烟气除尘器系统下,升温时间平均减少10% 以上。如图5所示。
经初步测算,由于赣州卷烟厂项目使用了新型烟气除尘器,较之以往设计,每小时可节约30% 左右的天然气( 10 m3/ h) ,按每天设备运行8 h,每年工作240天计算,一年可节约天然气19 200 m3,如图6所示。
4结语
影响旋风除尘器效率的因素有：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量。
1、二次效应
在旋风除尘器操作中得到的实际效率曲线与理论操作曲线是不一致的。造成差异的原因主要是二次效应，即被捕集粒子重新进入气流。在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。在较大粒径区间，实际效率低于理论效率，是因为理论沉降入灰斗的尘粒随净化后的气流一起排走，其起因主要为粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起。通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应。
2、比例尺寸
2.1 进气口
旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。
2.2 圆筒体直径和高度
圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。
2.3 排出管
排出管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排出管直径必须选择一个合适的值，排出管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排出管排出，有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大；若增大排出管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排出管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排出管中排出，从而降低除尘效率。
3、烟尘的物理性质
3.1 气体的密度和粘度、尘粒的相对密度、烟气含尘浓度 在流量不变的情况下，下式可估算它们的影响：(100―ηa)/(100－ηb)=（μa/μb）½
(100―ηa)/(100－ηb)= [（ρb－ρgb）/(ρa－ρga)] ½(100―ηa)/(100－ηb)=(ρ1b－ρ1a)0.182 压力损失与含尘量之间的关系为： ΔPd=ΔPc/[0.013﹙2.29ρ1＋1﹚½] 式中：ΔPd——随含尘浓度变化而变化的压力损失； ΔPc——干净空气的压力损失；ρ1——入口含尘浓度，g/m ³。
3.2 尘粒的大小
粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。旋风除尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大，除尘效果愈好。气体中的灰分浓度也是影响出口浓度的关键因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较小的尘粒凝聚在一起而被捕集。但由于除尘器内向下高速旋转的气流使其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外壁旋转向上到达顶部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘效率不可能为100%。
4、操作变量
4.1 烟气入口流速
旋风除尘器|多管旋风除尘器|扩散式旋风除尘器-XD-Ⅱ型多管旋风除
旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。与布袋除尘器、布袋式除尘器、静电除尘器、脱硫除尘器相比，以其结构简单、体积小、制造维修方便、除尘效率较为理想等优点，成为目前主要的除尘设备之一。广泛应用于工厂窑炉烟气除尘、锅炉除尘器和工厂通风除尘等，如何提高旋风除尘器除尘效率是当前除尘器行业需要解决的一个重要课题。
研究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。由于旋风除尘器内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，寻求最优设计方案和运行管理方法。当前，除尘器的许多理论还待研究和探讨。随着对旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在除尘脱硫行业中发挥更大的作用。
一、旋风除尘器的结构与原理
旋风除尘器按气流进气方式分为切流反转式、轴流反转式、直流式等。切流反转式旋风除尘器工作时含尘气体通过进口起旋器产生旋转气流，进人旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的作用下移向外壁，在气流和重力共同作用下沿壁面落人灰斗，去除了粉尘的气体汇向轴心区域由排气芯管排出。
旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、没有运动部件、造价便宜、除尘效率较高、维护管理方便以及适用面宽的特点，对于收集5～10μm以上的尘粒，其除尘效率可达90%左右。多管旋风除尘器的性能通常以其处理量、效率、阻力降3个主要技术指标来表示。处理量系指除尘装置在单位时间内所能处理的含尘气体量，它取决于装置的型式和结构尺寸;效率是除尘装置除去的粉尘量与未经除尘前含尘气体中所含粉尘量的百分比;阻力降有时称压力降，它代表含尘气体经过除尘装置所消耗能量大小的一个主要指标。压力损失大的除尘装置，在工作时能量消耗就大，运转费用高。许多旋风除尘器运行效率并不高，排放指标未到达设计要求，研究和探讨旋风除尘器除尘效率影响因素，对提高其除尘效率具有重要的现实意义。
二、影响除尘器效果的因素
(一)、除尘器结构
旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。
1、进气口
旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。
2、圆筒体直径和高度
圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若简体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸;筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力，因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率，一般圆筒体部分的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时，可获得较为理想的除尘效率。
3、排气管直径和深度
使用说明书
一 概述
KL-XFCC-1型旋风除尘器是本公司研制的实验室型设备，主要供大专院校或科研院所选用作大气污染控制领域废气除尘教学科研之用。该设备由全不锈钢制造，具有较高的控制水平，并具有自动发尘装置，特别适合用于教学科研场合，是环境、矿物加工、暖通等专业的废气处理实验室理想的实验装备。二 主要技术参数
除尘器直径 400mm 引风风机 交流220V 1100w 2900r/min 控制水平风机转速无级可调
具有自动发尘置
具有电子定时装置，可自行设定运行时间
具有短路保护及漏电保护功能 制造材质 全不锈钢
检测设施 配有便携式风速计一台以供测定进口风速
三 使用说明
（一）除尘器处理风量测定实验
1）未通电之先，首先将板面功能开关置于“不定时”档，电源开关置于“关”位置，风机转速调节旋钮逆时针调至最小位置，自动发尘装置开关置于“关”位置； 接上交流220V电源；
将电源开关打到“开”位置；
顺时针缓缓调节风机转速调节旋钮至某一位置以获得某一对应风速风量；
将风速仪置于方管敞开式进风口大约5－10cm,读取风速数值；
将风速测量值乘以方管切面积(150×150mm)，即得到对应风速下的旋流器处理风量（M3/min M3/h）； 2）
3）4）5）6）
7）重复1-5的操作，测得一系列对应风速下的处理风量。
（二）除尘器平均进出口尘浓度的测定计算实验
1）按前述步骤开机；
2）将风机调速电位器调至某固定位置，然后用风速计测定进口风速，并算出相应的进风量；
3）4）然后在不再动调速电位器已有位置的状况下，关闭风机电源开关； 在事前己经检查确认自动发尘装置运转灵活的前提下，往自动发尘装置料杯中装入定量粉尘； 5）6）7）在电子定时器上设定发尘时间（亦即旋风除尘处理时间）；
将自动发尘装置电源开关打到“开”位置；
将风机电源开关打到“开”位置，于是所设定的风将定量粉尘匀速带入旋风除尘器处理；
8）待设定发尘时间到时，全机自动断电；
9）然后从底部卸开不锈钢密封箍，拿出降尘罐，倒出被离心沉降的粉尘并加以称重；
10）然后通过进风量Q、装入发尘杯已知发尘量Gj及发尘时间T计算出平均进口粉尘浓度Cj：
Cj=Gj /(Q×T)g/m
11)同理通过进口风量Q、已知发尘量Gj、已知降尘量（降入降尘罐中粉尘量）Gz、发尘时间T计算出出口平均粉尘浓度Cz： Cz =(Gj –Gz)/(Q×T)g/m
12）重复如上步骤，即可获得一系列对应风量下的进出口粉尘平均浓度。
（三）除尘效率n计算：n = Gz/Gj×％
（四）分级效率的测定计算
分级效率即是旋风除尘器分别对混合粒级尘样中各个粒度级别的粉尘的收尘效率，因此，只要对原发尘和沉降尘分别进行筛分，然后对每个级别粉尘加以称重，然后用
（四）中的算法即得每个粒级的筛分效率（％）
备注： 以上论述只是为了讲述设备操作而举例，谨供参考。而更完美的实验则敬请老师据实际情况自行设计。四 注意事项
1.鉴于环境工程实验室不可避免与水接触，且潮湿，为确保安全，在实验前请务必将紫外反应器不锈钢支架上的接地螺丝和控制器后板上的接地接线柱分别用导线和接地极可靠连接，接地线截面积不小于2.5mm2，接地电阻小于10Ω。此举是为确保使用安全的不可忽视之举措。将支架与控制器并联接地，是为了增加接地的可靠性。切切注意！2.这里所说的“可靠接地”，是指将接地线可靠接至水处理实验室的总接地线上去。对于新设计的实验室，一般都安装了与户外大地相接的总接地；而对于
3尚未有实验室总接地线之使用方，建议加装之，因为这对于以多水潮湿为特点的水处理实验室来说，是确保安全的至关重要措施。
关键词：旋风除尘器,分离,煅后焦
1 环流式旋风除尘器简介
气流在做旋转运动时,气流中的粉尘颗粒会因受离心力的作用从气流中分离出来。利用离心力进行除尘的设备称为旋风除尘器。旋风除尘器可捕集粒径为5μm以上的粉尘,允许最高进口含尘质量浓度为1000 g/m3,最高温度450℃,进口气流速度15~25 m/s,阻力损失588~1960 Pa,除尘效率50%~90%。它具有结构简单、制造安装容易和维护管理方便、造价和运行费用低、操作方便、占地面积小等特点,广泛用于化工、冶金、采矿、环保、轻工、医药、发电、食品等领域。主要用于高浓度粉尘的预除尘和物料分离与回收。按其旋风子的数量,可分为单管式和多管式[1]。
国内回转窑[2]煅烧煅后焦装置冷却机的烟气处理一直是各生产厂的难点。部分企业冷却机的烟气处理采用经布袋除尘器后直排的方式,但由于生产过程中烟气量不稳定且温度高、含湿量高,致使采用布袋除尘器直排的方式并不理想。大多数企业还是采用旋风分离器将烟气引入燃烧室或沉降室,由于没有形成烟气直排,因此对旋风分离器的效率要求不高,但降低了产品回收量及增加了因磨损而导致的设备检修费用。目前国内外对以旋风分离器为主体的除尘器的研究与开发,主要是基于石油化工及干法企业的烟气理化性能基础上,借助FLUENT软件工具,对现有结构组成的流场特性进行详细的分析,并且对各结构参数和流体特性的变化对分离效率和压力损失都做了详尽分析并有了相应的结论,尽管在实验室可实现提高5μm以下粉尘的效率,但在大规模工业生产中的应用还有相当大的差距。因此只能采用有针对性地开发新结构或优化各部分尺寸匹配关系的方法,减少不利因素的影响以达到高效的目的。已有许多研究机构及学者在这方面做出了大量实验研究,也提出了许多切实可行的措施和设计方案,但也只能应用于石油化工及干法生产企业,对于煅后焦煅烧装置,至今并无高效旋风分离器的应用。
中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司40万吨煅后焦装置于2010年5月投产,该装置主要设备回转窑引进美国美卓矿机回转窑煅烧工艺包,按照工艺包的要求,40万吨煅后焦装置在生产过程中,约1200℃的高温物料经回转窑中转溜槽滑落至冷却机,冷却机内设有直冷水喷水设施,喷出的冷却水迅速将高温物料冷却至80~140℃,成品物料随着冷却机的转动而进入成品输送系统。在冷却机排烟口设置一台多管旋风除尘器,高温物料冷却产生的高温含尘、含水烟气在引风机的作用下进入多管旋风除尘器(8管并联),回收高温烟气中夹带的煅后焦颗粒。粉尘回收作为产品返送至成品储运系统,而高温烟气(约160~260℃)经冷却机引风机驱动经水平烟道、后燃烧室风管引入后燃烧器作为助燃空气,在后燃烧器内进行焚烧,回收余热。(流程图见图1),该装置采用8组旋风分离器(8-φ1000)回收冷却机高温烟气中夹带的煅后焦颗粒,原设计多管旋风分离器分离效率为85%,经过五年的运行,在实际生产中旋风分离器分离效率仅有43%,部分煅后焦粉尘颗粒难于有效回收,烟气中粉尘浓度高,导致后续设备积灰严重、磨损大、装置检修频率高,装置频繁开工,这无疑增大了装置的检修和开停工费。目前,该装置仅冷却机废气处理设备每年的计划外检修费就多达30余万元,装置计划外开停工所耗重油的费也多达150余万元,这严重影响了装置的经济效益和安全、清洁生产。
2 多管旋风除尘器问题分析
针对多管旋风除尘器在现场应用过程中出现的问题[3],结合设计进行分析如下:
(1)烟气量偏离设计。多管旋风除尘器设计烟气量为109300~138000 Nm3/h,而在现场实际测烟气量不超过80000 Nm3/h,致使多管旋风除尘器效率低下;
(2)旋风分离器分离效率低,40%~60%左右,使后续设备引风机集流器及叶轮磨损严重。由于烟气含水量大(约39%),因此分离下来的粉料极易在排料板处板结,降低了分离效率。由于生产负荷不稳定造成烟气量不稳定,也是造成分离效率低的原因。此外还有设备老化,如衬里脱落造成内壁不光滑等。
(3)旋风分离器内衬高铝浇注料衬里出现局部脱落。40万吨煅后焦装置旋风除尘器衬里使用25 mm厚的高铝浇注料,中间连接钢丝网,随着生产的运行,出现了浇注料局部脱落现象,脱落的衬里不但堵塞排料口,而且使旋风体内壁不光滑,降低分离效率,并使脱落后的基体因磨损而穿孔,造成了检修困难。
(4)底部排灰口经常堵料,疏通困难。40万吨煅后焦装置旋风除尘器排灰口采用重力翻版式密封,该设计允许在排灰口重力翻板上存有一定的料量,而由于烟气中含水量大,且烟温低、密封不好或因衬里脱落导致保温效果差时,极易在旋风体内部冷凝成水,致使排灰口处的物料形成板结,且疏通困难。
(5)排气管弯头和旋风体出现磨损穿孔,出风管法兰连接处腐蚀严重,有穿孔现象。旋风除尘器原设计出风管材质为Q235B,厚12 mm的弯管,旋风体壳体材质为Q235B,厚6 mm。由于烟气含水量大,保温效果差和无伴热等原因,装置内部露点腐蚀严重,经过长期的粉尘冲刷和烟气腐蚀,致使弯管管壁和旋风除尘器壳体出现穿孔,增加了系统的检修工作量,提高了装置环保风险。
针对以上设备问题,制定了改造目标,详细如下:
(1)改进内衬形式,要求内衬浇注料或其他形式内衬使用应至少保证在5年内无局部脱落;
(2)对出风口弯管选材升级,出风口弯管选材应耐腐蚀;
(3)增加伴热管线和保温设施,保证装置内烟气温度高于露点温度;
(4)优化除尘器设计参数,提高除尘效率,要求除尘器的热态除尘效率>90%;
(5)对装置引风机利旧,为了匹配引风机处理,要求除尘器的热态除尘器阻力<1000 Pa;除尘器的漏风率<3%。
3 环流式旋风除尘器的应用
青岛科技大学李隆基教授等发明的环流式旋风除尘器(见图2),环流式旋风除尘器的外型与常规型旋风除尘器相似,但器内增设了一个与筒体同心的内件,内件中有强化分离效率的整流装置。启用时,含尘气体从直筒段下部切向进入内件,在内件中(一次分离区Ⅰ)螺旋上升进行一次分离,达到分离要求的气体大部分直接从顶部排气口排出,少部分气体连同固体颗粒由顶部特设旁路(Ⅲ)引入锥体,在锥体内(二次分离区Ⅱ)气体先沿边壁螺旋下降再沿轴心螺旋上升返回一次分离区,固体颗粒在锥体底部富集并从排灰口排入灰仓或排向器外,从而使气固两相得到分离[4]。
该旋风除尘器的主要优点是:大部分净化气体经内件直筒段直接从排气管排出,流动路径短,且沿径向、轴向速度梯度小,流体内剪应力小,故压该除尘器流体流动路线短,速度梯度小,降小,能耗低(约为常规型旋风除尘器的1/3~1/2);在大直径、大处理量的情况下,一次分离区内的流体均作向上的旋转运动,故仍能保持理想的流动状况,因此放大效应小,处理量大,效率高;气体进口位于直筒段的下方,操作条件的波动不会造成流体的短路,且不影响流体的流型,只能引起旋转速度的轻微变化,不会产生分离效率的明显变化,故操作稳定性好。内件的设置和流型的改变,消除了上灰环,避免了上、下旋流的干扰摩擦,故能耗低[5]。
本次旋风分离器改造主要采用环流式旋风除尘器,由于该分离器的设计难度在于:气体量大、波动范围大。针对上述难题,经研究制定以下改造方案:
(1)由于烟气流量大,约为50000~80000 m3/h,且设计中要求能满足较大烟气波动。而工业用常规旋风除尘器仅对10μm以上粉尘有较好的分离效果,且因放大效应显著,当单台设计风量为40000 m3/h时,旋风除尘器直径达2 m以上时仅对20μm以上粉尘有较好的分离效果,且操作弹性仅为±15%;采用常规旋风除尘器无法满足分离要求。大量工业应用表明环流式旋风分离器可对3μm粉尘的分离效率达到96%以上。因而选用环流式旋风分离器对上述工况进行改造,改造后分离效率保证大于92%,约为92%~98%。
(2)由于气体量大,为降低设备的放大效应需采用多台并联的操作方式,初步设计需采用2台并联操作,每台处理量约为32500 m3/h,总设计风量为65000 m3/h,该设计值可满足总风量在50000~80000 m3/h间波动,需要说明的是当风量处于55000~75000 m3/h时分离效率变化不大,当风量低于55000 m3/h或高于75000 m3/h时分离效率会略有下降,但仍大于85%。
(3)设备采用Q345R制作,考虑到设备磨损等腐蚀裕量,壳体壁厚为10 mm,在旋风入口、内筒体、下锥体等易磨损部位增加衬里,衬里选用耐磨刚玉。
(4)为减少能量损耗,在旋风分离器外部增加保温材料;为避免水蒸汽在排灰凝结造成排灰口堵塞,在锥体及灰仓上设置蒸汽伴管。
4 效果评价及结论
2015年12月,中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司完成40万吨煅后焦装置2#多管旋风除尘器改造工作,并于12月15日至12月17日期间对装置进行标定,标定期间烟气流量为60000 Nm3/h,入口粉尘浓度为128 mg/Nm3,出口粉尘浓度为2 mg/Nm3,除尘效率高达98%,与改造前相比,每小时可多回收4.2 kg煅后焦,年累计多回收煅后焦约33.6 t。标定期间塔压差控制在1000 Pa以内,无任何堵塞现象,各项指标满足改造目标要求。环流式旋风除尘器的应用,不但可以减少设备维修费用,降低开停工频次,还可以提高产品收率,现场应用效果良好。
参考文献
[1]姜凤有.工业除尘设备:设计、制作、安装与管理[M].北京:冶金工业出版社,2007:1.
[2]樊文国,刘志山,赵天荣,等.Ф3.43×67.06 m回转窑在国内的应用[J].轻金属,2006(12):59-61.
[3]陈宏基,姜大志.旋风除尘器性能及改进方案[J].化工环保,2005,25(5):409-411.
[4]王伟文,王立新,李建隆.环流式旋风除尘器的性能[J].天津大学学报,2003,37(3):207-211.
摘要:把吸尘器设计为卡通小精灵的式样，具有自动工作，自动检测、躲离障碍物，纠偏和定位等功能。为了吸引儿童的注意力，吸尘器的按钮比较大并能够旋转发光，这样可以以语音和音乐的方式提示不同的工作状态；儿童在玩耍中打扫卫生，开发智力，从小养成爱劳动的习惯。在集尘箱的设计上，有两种倒垃圾的方式，一种专门为儿童而设计，另一种通过具有的密码锁通道专供大人使用，所有这些都使吸尘器对来说儿童更安全，更容易。
关键词：吸尘器儿童快乐遥控劳动习惯
0引言
18J.瑟曼发明世界上第一台电动吸尘器。19J.M.斯潘格勒研制出移动式真空吸尘器[1]。目前吸尘器的设计达到日已精湛完善的地步。出现了七重过滤干净排气系统，尘满显示，无需更换滤尘袋，自动停吸功能；采用五重分段过滤技术，滤尘袋采用新型SMS材料，稍加冲洗便可洗净；龙卷风集尘设计，将尘气分离，避免二次污染[2，3]；“海尔”的“除螨系列ZW1200-8”[4]设计等等。随着吸尘器开发越来越智能化，使吸尘器由原来的复杂劳动变成了非常简单轻松得愉快劳动，如最新产品全自动智能模糊控制的吸尘器，吸尘过程不需人的参与，达到了摆脱劳动的目的，但是由于该产品的高度智能化，因此也带来了高成本。本设计正是在这样的基础上，提出用遥控代替全自动智能模糊控制的吸尘器，而且由于操作的简单有趣使儿童在玩耍的过程中有一种一边劳动，一边享受快乐，达到培养儿童爱劳动的好习惯，开发儿童智力的目的。
1吸尘器功能设计
吸尘器的设计应当尽量避免噪音，能自动清洁灰尘和碎屑；不需要人弯着腰操作，拖着电线移来移去；不需要把它拆开把累积在内部的垃圾倾倒出来；它能自动充电，同时它还应很安全和不易损坏。
2自动吸尘部分设计
“快乐吸尘器”的行走方式是吸尘器的底部安装了可以通过遥控驱动的车轮，以实现自动行走和靠指定路线行走两种方式，在“快乐吸尘器”的前部有一个传感器，它主要用于检测障碍物、移动中纠偏和定位，而且它能自动躲离障碍物，无论是何种相对障碍物繁多的房间，还是某种套房，它都能走得到，不留死角，重复线路很少，除非您用遥控强制它向回走。在它的行走方式上采用了传统的左右轮驱动加上万向轮辅助支撑的二自由度移动方式，它在向左或右运动时需有一个转弯的过程，改变吸尘路径。遥控器的设计采用游戏手柄式的设计，这样做是让儿童在吸尘的过程中，就像在控制玩具赛车似的，真正体验游戏的快乐。在吸尘的过程中，可以用遥控器来控制吸尘的路线，吸引儿童在玩耍的过程中不知不觉地将家里打扫得一尘不染，让小儿童有一种满足感，也渐渐养成了他们热爱劳动的习惯。
在结构上，“快乐吸尘器”采用的.是一种新的气流运行装置，它能将吸尘电机排出的气流返回机器底部，把吸尘器传统的单一吸尘模式改为吸和吹的统一方式，吸力更大并且噪音较小，同时该装置具有能将吸尘器内局部气流逆转的功能，在需排尘时可自动将机器内部垃圾逆向吹出、吹进大容量垃圾箱中。
3音乐部分设计
在每次打开吸尘器前部的控制按钮时，都会自动播放一段悦耳的音乐，在“快乐吸尘器”的后部有一个大的突起的“球”，每当手摸着这个“球”时，它发出好听的儿童歌曲，很能吸引儿童的注意力。这个“球”在吸尘的过程中将自动旋转并且闪光。这个“球”还有另一个功能，就是在吸尘器的充电的过程中，它会自动亮“绿光”，在充电完成时，它会自动亮“红光”，表示充满了。
4除尘部分设计
在吸尘器上设计两个出尘口，一个专门是为儿童而设计，即在吸尘器的底部，因为体积较小为300mm×180mm×130mm，只要抱起吸尘器，在语音提示下，让儿童走到垃圾箱跟前，然后将吸尘器平放在垃圾箱上，按住倾倒垃圾按钮，吸尘口将自动打开，把垃圾就直接倒入垃圾箱里了。提起时，倾倒口自动闭合，并有快乐的音乐与语音提示，告诉孩子很棒，已经顺利完成任务，增加儿童继续工作的信心和敢于挑战的乐趣。这种倒垃圾方式比较简单，而且不会有很多细小灰尘飞出，但是这种方式不能很彻底的将集尘箱里的垃圾都倒出去。在集尘箱的内壁会残留很多像头发等脏东西，要想彻底的将集尘箱里垃圾清理干净，只有将整个集尘箱取下来。这样的工作，不能交给儿童来完成。因为残留垃圾里有很多细菌，对小儿童的健康很不利，家长也不放心儿童倾倒集尘箱里的残留垃圾，因此设计了专供大人使用的出尘口，并且设计了防止儿童打开的装置―密码锁。这种密码锁一共有8个长方形的左右移动键，大人只要正确输入“密码”，吸尘器中部的集尘箱将自动跳开，轻松的将它拿到水池里浸泡清洗。在集尘箱的设计上，它体积占了整个吸尘器的体积70%以上，不用经常清洗，可以每隔一段时间清洗一次就可以了。每当尘满时，吸尘器上会有倒垃圾提示。
5结束语
经过以上的分析说明，要想在占领吸尘器的市场，吸尘器的设计必须具有自己的特色和价值。本课题正是从这方面入手，快乐吸尘器，让儿童们不仅在玩耍中将地面打扫干净，使儿童不仅得到了乐趣，而且还养成了一种爱清洁，爱劳动的好习惯。
参考文献：
[1]吸尘器.中国制造网[EB].：cn.made-in-china.com..
[2]宁绍强.产品形象设计[M].北京:化学工业出版社..
[3]阿尔文.人体工程图解――设计中的人体因素[M].北京:中国建筑工业出版社.2004.
