第五节 流量的测量与调节 化工原理.ppt

第四章 非均相物系的分离 一、非均相物系的分离在工业生产中的应用 1、回收有用的分散相 2、净化连续相 3、环境保护和安全生产 第二节 过 滤 一、过滤的基本概念 1、过滤及过滤推动力 过滤推动力：过滤介质两侧的压力差。 （2）深层过滤：过滤介质是较厚的粒状介质的床层,过滤时悬浮液中的颗粒沉积在床层内部的孔道壁面上,而不形成滤饼。 3、过滤介质 过滤介质：多孔性介质， 其作用：支撑滤饼或截留颗粒，使滤液通过。 过滤介质应具有下列条件： a）多孔性，孔道适当的小，对流体的阻力小，又 能截住要分离的颗粒。 b)物理化学性质稳定，耐热，耐化学腐蚀。 c)足够的机械强度，使用寿命长。 d) 价格便宜。 过滤介质种类：织物介质、多孔性固体介质、颗粒状介质和微孔滤膜等。 ①织物介质 — 滤布(织物、网)，截留的粒径5μm以上，工业应用广泛 ②多孔固体介质—具有微细孔道的固体，截留粒径1～3μm的微细粒子 ③颗粒状介质—固体颗粒或纤维等堆积，适用于深层过滤 ④微孔滤膜：由高分子材料制成的薄膜状多孔介质 。适用于滤除0.02～10μm的混悬微粒。 4、滤饼的压缩性和助滤剂 （1）滤饼的压缩性 （2）助滤剂 助滤剂—具有一定刚性的颗粒或纤维状的固体。 加入助滤剂可减少可压缩滤饼的流动阻力 5、滤饼的洗涤 用洗涤液（通常为清水）进行滤饼洗涤，以回收滤饼中残存的滤液或除去其杂质。 二、过滤设备 1、过滤设备的生产能力 过滤机的生产能力通常用单位时间内所得到的滤液体积来表示，有时也可用单位时间内单位过滤面积上积聚的滤渣量表示。 2、过滤机的构造和操作 按操作方式可分为间歇过滤机和连续过滤机 ；按过滤推动力产生的方式可分为压滤机、真空过滤机和离心过滤机 （一）板框过滤机 （1）结构与工作原理 过滤： 滤浆由总管入框?框内形成滤饼?滤液穿过饼和布?经每板上旋塞排出(明流) 或?从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流) 洗涤： 洗涤液由总管入板?滤布?滤饼?滤布?非洗涤板?排出 （2）主要优缺点 优点：结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地小，操作压强高，滤饼含水少，对各种物料的适应能力强。 缺点：间歇手工操作，劳动强度大，生产效率低 二、转鼓（筒）真空过滤机 （1）结构与工作原理 工作过程 ① 当浸入滤浆中时，对应滤布—对应管—转动盘孔—凹槽2 —滤液真空管 —滤液通道—过滤 ②当位于水喷头下，对应滤饼、滤布—对应管—转动盘孔—凹槽1 —洗水真空管 —洗水通道—洗涤 ③吹气管—凹槽3—转动盘孔— 对应管—滤布—滤饼 —压缩空气通道—吹松 ④ 遇到刮刀 —卸渣 （2）主要优缺点： 优点：能连续自动操作，省人力，生产能力 大，适用于处理易含过滤颗粒的浓悬浮液。 缺点：附属设备较多，投资费用高，过滤面积不大。过滤推动力有限，不易过滤高温的悬浮液。 第三节 沉 降 一、重力沉降 1．自由沉降和沉降速度 (1)球形颗粒的自由沉降速度 自由沉降：颗粒不受其他颗粒的干扰及器壁的影响，在静止的流体中的沉降过程。 重力Fg、浮力Fb和阻力Fd分别为: 重力、浮力的大小一定； u?，阻力? ，加速度? 重力、浮力、阻力三者达到平衡，加速度为零 沉降速度ut:为 阻力系数一般由实验测定 ： 阻力系数与Ret 关系图 整理可得各区域的沉降速度公式为： （2）非球形颗粒的自由沉降速度 颗粒在沉降方向的投影面积A越大，沉降阻力越大，沉降速度越慢。 球形或近球形颗粒的沉降速度大于同体积非球形颗粒的沉降速度。 2．重力沉降设备及其生产能力 (1)降尘室 工作原理： 降尘室的生产能力：降尘室单位时间所处理的含尘气体的体积流量。符号：qv 。 （2）沉降槽 处理悬浮液的重力沉降设备，称为沉降器或增浓器。 沉降器可分间歇式、半连续式和连续式三种。 二、离心沉降 1、离心沉降速度和离心分离因数 （1）离心沉降速度 颗粒做圆周运动，其离心力和向心力相等， 即Fc＝Fb＝mα＝Vρω2r。 当三个力达到平衡时： Fc- Fb- Fd=0 颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置上的离心沉降速度。 (2)离心分离因数 离心分离因数:离心加速度和重力加速度之比称，即惯性离心力和重力之比。 2．旋风分离器 旋风分离器的构造和操作原理 含尘气体以较高的线速度切向进入器内，在外筒与排气管之间形成旋转向下的外螺旋流场，到达锥底后以相同旋向折转向上形成内螺旋流场直至达到上部排气管流出。颗粒在内、外旋转流场中均会受离心力作用向器壁方向抛出，在重力作用下沿壁面下落到排灰口被排出。