第三章_沉降过程.ppt

第三章 沉降与过滤 3.1 概述 3.1 概述 颗粒与流体相对运动时所受的阻力 当流体密度为ρ，黏度为μ，颗粒直径为dp，颗粒在运动方向上的投影面积为A，颗粒与流体的相对运动速度为u时，颗粒所受的阻力为： 3.2 重力沉降 沉降速度 球形颗粒的自由沉降 影响沉降速度的因素 自由沉降 干扰沉降 流体的黏度 沉降速度的计算 重力沉降设备 沉降室 沉降槽 间歇的 连续的 第三节 离心沉降 惯性离心力作用下的沉降速度 第三节 离心沉降 离心沉降与重力沉降的区别 离心加速度rω2代替了g ur的值随位置r而变化 ur不是颗粒的真实速度，是其速度在径向上的分速度 颗粒受重力否 离心分离因数：同一颗粒在同种介质中的离心力与重力的比值Kc 二 旋风分离器的操作原理 旋风分离器的结构 三旋风分离器的性能 临界粒径 分离效率 气体经旋风分离器的压强降 临界粒径 假设： 进入旋风分离器的的气流严格按螺旋形线路做等速运动，其切向速度等于进口气速ui 颗粒向器壁沉降时，必须穿过厚度等于整个进气宽度b的气流层 颗粒在层流情况下作自由沉降 三旋风分离器的性能 三旋风分离器的性能 分离效率 总效率?o 粒级效率?p 三旋风分离器的性能 压强降 第四节 过滤 3-4-1 过滤操作的基本概念 过滤的动力 重力 压强差 离心力 过滤方式 饼层过滤 过滤介质 特点 多孔性 承受一定的压力 耐腐蚀性、耐热性 分类 织物介质 堆积介质 多孔固体介质 滤饼的压缩性和助滤剂 不可压缩滤饼 可压缩滤饼 助滤剂：硅藻土，珍珠岩，石棉，炭粉、纸浆粉等 助滤剂的添加方式 四、悬浮液量、固体量、滤液量及滤渣量之间的关系 3-4-2 过滤基本方程式 过滤通过饼层的流动 3-4-2 过滤基本方程式 过滤速率与过滤速度 3-4-2 过滤基本方程式 过滤介质的阻力 3-4-2 过滤基本方程式 过滤基本方程式 令?为滤饼体积与相应的滤液体积之比 3-4-2 过滤基本方程式 3-4-3 恒压过滤 3-4-3 恒压过滤 3-4-5 过滤常数的测定 过滤常数：K、qe、 τe 3-4-5 过滤常数的测定 恒压下K、qe、τe的测定 3-4-5 过滤常数的测定 压缩指数s的测定、物料特性常数k的测定 3-4-6 过滤设备 按操作方式 间歇 连续 按压强差 压滤 吸滤 离心过滤 常用设备 板框过滤机 叶滤机 转筒真空过滤机 3-4-8 过滤机的生产能力 连续过滤机的生产能力 浸没度?：转筒表面浸入滤浆中的分数 恒压过滤方程： 方法1： τ1-q1 τ2-q2 K、qe τe 方法2： * 非均相混合物分离的目的 1 收集分散物质 2 净化分散介质 3劳动保护与环境卫生 流体相对与颗粒运动时的Re： 当 10-4 Re 2时，层流 当 2 Re 500时，过渡区 当500 Re2x105时，湍流区 根据牛顿第二定律： 当 10-4 Re 2时，层流 当 2 Re 500时，过渡区 当103 Ret 2x105时，湍流区 当颗粒向下沉降时，流体被置换而向上运动，阻滞了靠 得很近的其它颗粒的沉降 器壁效应 颗粒形状的影响 颗粒的体积分数：当颗粒浓度很高时，沉降速度比自由 沉降速度减少 颗粒实质上是在密度和粘度都比清液为大的悬浮液内沉降 球形颗粒比同体积非球形颗粒的沉降快 非球形颗粒的形状Φs及投影面积A都影响沉降速度 d（d 0.5μm） 假设流型 ut Re 判断 是 否 ut 试差法 长度L，m 高度H，m 宽度W，m 若沉降室设置n层水平隔板，则多层沉降室的生产能力为： 气体流速为层流 Ut为最小颗粒的沉降流速 而这能100%除去的最小 颗粒称为临界粒径dpc 为了增大沉降速度，通常采用的措施： 在悬浮液中加入少量电解质，使细粒发生“凝聚”或“絮凝” 加热悬浮液，降低其粘度 沉聚过程为干扰沉降 大颗粒相对于小颗粒进行沉降 液体被沉降颗粒置换而上升的速度不可忽略 悬浮液中小颗粒有被沉降较快的颗粒向下拖曳的趋势，使小 颗粒的沉降被加速 uT R ? 做圆周运动时，向心加速度： uT r ? u ur 离心力： 当流体带着颗粒旋转时： 离心力： 浮力： 阻力： 达平衡时： 离心沉降速度： 气芯 上旋气流 负压 外旋气流 对于5?m以下的颗粒 湿法捕集 滤袋器 r可取平均值rm 气流中颗粒离心沉降速度为： 颗粒到达器壁所需的沉降时间： 令气流的有效旋转圈数为n 在器内运行的距离为2?rmn 气流停留时间为： 若理论上能完全被分离下最小的颗粒所需的沉降时间为τt 临界粒径 xi：粒径在第i段内的颗粒占全部颗粒的质量分率 影响旋风分离器性能的因素 颗粒密度、大小、进口气速高及粉尘浓度高有利于分离 旋风分离器的结构 采