02非均相物系的分离和固体流态化.ppt

第二章 非均相物系的分离和固体流态化（heterogenous system separation）; 在非均相混合物中，处于连续状态的流体称为连续相，处于分散状态的称为分散相， ;（1）沉降（重力） （2）过滤 （3）惯性碰撞 （4）洗涤; 实现沉降操作的作用力可以是重力或惯性离心力，沉降过程又分为重力沉降和离心沉降两种方式。 ;a=A/VP= （2-1） ;a——不规则颗粒比表面积 ;Φ= （2-4）; 一般的颗粒都可以看作是球形的，下面就以光滑球形颗粒在静止流体中沉降为例来讨论沉降过程。 ;根据牛顿第二定律，颗粒就会在此净力的作用下产生向下运动的加速度 ，a=du/dθ;沉降过程刚开始时，u=0, Fd=0,此时颗粒所受到向下的力最大，a 具有最大值 ;因此，实际上可以忽略颗粒沉降时的加速度阶段，而认为颗粒在流体中始终以沉降速度（终端速度下降???。 ;要算ut，关键是要算ξ（阻力系数）; ut = d2g(ρs-ρ) 10-4Ret1 ;3、ut的计算 ;∵ Ret2=　; 根据物系的 d、ρ、ρS、μ 可算出ξRet2 ，查Ret ，反算ut ;这些影响因素归纳起来有三类。 ;如果流体在流出设备以前，颗粒能沉到器底，则颗粒就能留到器中与流体分开，否则仍随流体流出而不能分离 。; θt=H/ ut;Vs≤ut L b (2-13);要注意的一点 ;3、 沉降槽(subsider);顶层已无颗粒，称为清液区（A）；上层内固相分布均匀，浓度与原悬浮液相同，称为等浓区（B）； ;自此以后，便是沉聚区的压紧过程，沉聚区中液体含量逐渐降低，压紧过程一般很慢，经常占沉聚过程的大部分时间。 ; 因此要求：;为了提高分离效率，提高颗粒的沉降速度，可利用离心力场的作用。 ;同时，颗粒在流体中受到向心力的作用（向心力与重力场的浮力相当），方向向圆心。; 此时颗粒受到的净力为;但是，与重力沉降过程不同，uT2/R 为离心加速度， ;我们把同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值称为离心分离系数(centrifugul factor);旋风分离器主要用于除去5μm 以上的颗粒，其结构为：主体为圆筒，上部为圆筒形，下部为圆锥形。 ;临界粒径的计算： ;则停留时间为 ;一般旋风分离器是以圆筒直径C为主要参数，其他尺寸都与D成一定比例。; 分效率 ?p （又称为粒级效率）; 一般来讲，颗粒粒径起大，效率越高。;§2-4 过滤 (filtration); 由于滤浆所含的固体颗粒往往不一样，而一般所用的过滤介质孔径基本是一致的，且比其中的一部分颗粒大，故在过滤开始时，过滤介质往往不能完全阻止细小颗粒的通过，因此开始阶段所得的滤液常常是浑浊的，循环使用。 ;B、过滤阶段;E、吹干 ;A、按机理;3、过滤介质 ;4、过滤设备;二、过滤基本方程 ; 把流体在滤饼层中的流通通道看作是一组长度为L的平行管。经过简化以后，就可与普通管中流体流动的情况相仿，我们知道，计算直管的阻力必须知道d、L，那么对于滤饼层这些参数如何定义？; a= m2/m3 ;流道容积=1×ε=εm3 ; u1=u/ε d;2、过滤速率;滤饼阻力 R=rL;如把滤布也看作一定厚度的滤饼。Rm= r Le ; 则有L= ? V /A , 同样Le=?Ve /A ;r=r’(△P)s s— 压缩系数0~1 （s=0不可压缩） ; 若过滤时在恒压差的条件下进行称为恒压过滤。 ; ; q=V/A qe=Ve/A ;四、过滤常数的测定.（K、qe、?e、S） ;∵ K=2k△P1-s;五、滤饼的洗涤;洗涤是在过滤完了才进行的，因此它与洗涤的终止状态有关： ; （2-23） ;∴ 洗涤所需的时间（一定体积的洗液Vw） ; θDθW按上式计算，θD根据实际操作定 ;七、加快过滤速率的三种途径;