氣體最大流速的一般範圍

1. 基於沉降速度的限制：
   • 氣體流速應小於液滴的終端沉降速度 Vt V_t Vt​，以確保液滴能夠沉降分離。Vt V_t Vt​ 可通過 Stokes 定律或 Souders-Brown 公式計算： Vt=g(ρl−ρg)d218μg(Stokes 定律)V_t = \frac{g (\rho_l - \rho_g) d^2}{18 \mu_g} \quad \text{(Stokes 定律)}
   • Vt=Kρl−ρgρg(Souders-Brown 公式)V_t = K \sqrt{\frac{\rho_l - \rho_g}{\rho_g}} \quad \text{(Souders-Brown 公式)}​
   •  
   • • 其中 K K 是經驗常數，典型值為 0.07-0.15 m/s（根據分離器類型和液滴特性調整）。
     • 例如，若液滴直徑 $d=100\mu \text{m}$、氣體密度 ρg=1.2 kg/m3 \rho_g = 1.2 \, \text{kg/m}^3 ρg​=1.2kg/m3、液體密度 ρl=1000 kg/m3 \rho_l = 1000 \, \text{kg/m}^3 ρl​=1000kg/m3、氣體黏度 μg=1.8×10−5 Pa\cdotps \mu_g = 1.8 \times 10^{-5} \, \text{Pa·s} μg​=1.8×10−5Pa\cdotps，則： Vt=9.81×(1000−1.2)×(10−4)218×1.8×10−5=0.03024 m/sV_t = \frac{9.81 \times (1000 - 1.2) \times (10^{-4})^2}{18 \times 1.8 \times 10^{-5}} = 0.03024 \, \text{m/s}Vt​=18×1.8×10−59.81×(1000−1.2)×(10−4)2​=0.03024m/s 這時，氣體流速應控制在 $0.03\text{m/s}$ 以下。
   • 經驗值（Souders-Brown 公式）：
     • 使用 Souders-Brown 公式時，Vt V_t 通常在 0.1-0.4 m/s 之間： Vt=Kρl−ρgρgV_t = K \sqrt{\frac{\rho_l - \rho_g}{\rho_g}}​​
     • $K=0.1\text{m/s}$（無除霧器時保守值）
       例如，ρl=1000 kg/m3 \rho_l = 1000 \, \text{kg/m}^3 ρl​=1000kg/m3、ρg=1.2 kg/m3 \rho_g = 1.2 \, \text{kg/m}^3 ρg​=1.2kg/m3： Vt=0.11000−1.21.2=0.1×28.85=2.885 m/sV_t = 0.1 \sqrt{\frac{1000 - 1.2}{1.2}} = 0.1 \times 28.85 = 2.885 \, \text{m/s}Vt​=0.11.21000−1.2​
     • 若加裝除霧器，K K 可提高到 0.15-0.35 m/s，則 Vt V_t Vt​ 可達 4-10 m/s。
     • 工業設計中的典型值：
       • 無除霧器：氣體流速一般控制在 0.2-0.5 m/s，以確保液滴沉降。
       • 有除霧器：氣體流速可放寬到 1-3 m/s，甚至更高（取決於除霧器效率）。
       • 水平分離器：由於沉降路徑較短，流速通常更低（如 0.1-0.3 m/s）。
       • 垂直分離器：流速可稍高（如 0.3-1 m/s），因為氣流方向與重力相反。
     • 實際應用中的限制：
       • 如果氣體流速過高（例如超過 1 m/s 且無除霧器），液滴會被夾帶，導致分離效率下降。因此，一般建議氣體流速不超過 1 m/s，除非有特殊設計或附加設備。