环境工程学原理-沉降.ppt

第二节 重力沉降 第二节 重力沉降 水处理：平流沉淀池 气净化：降尘室 三、沉降分离设备 第二节 重力沉降 净化气体 净化液体 含尘气体 含悬浮物液体 ui l b h 沉淀池或降尘室工作过程示意图 dc 位于沉淀池（降尘室）最高点的颗粒 沉降至池底需要的时间为 ： 流体通过沉淀池（降尘室）的时间为: 为满足除尘或悬浮物要求， t停?t沉 即： 流体中直径为dc的颗粒完全去除的条件。 第二节 重力沉降 沉降室结构简单，流动阻力小，但体积庞大，分离效率低，一般只适用于分离粒度大于50微米的颗粒，一般作为预沉降使用 气体在沉降室内的速度不应过高，一般要保证气体流动在层流区，以免干扰颗粒的沉降或将沉降的颗粒重新扬起。 第二节 重力沉降 沉降室的生产能力为 理论上，沉降室的生产能力只与沉降面积和沉降速度有关，与沉降室高度无关， 沉降室应设计成扁平形，或在室内均匀设置多层水平隔板构成多层沉降室，隔板距离一般为40-100毫米 (1)简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。 (2)层流区颗粒的重力沉降速度主要受哪些因素影响。 (3)影响层流区和湍流区颗粒沉降速度的因素有何不同，原因何在。 (4)流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么。 (5)列出你所知道的环境工程领域的重力沉降过程。 本节思考题 第二节 重力沉降 (6)分析说明决定降尘室除尘能力的主要因素是什么。 (7)通过重力沉降过程可以测定颗粒和流体的哪些物性参数，请你设计一些测定方法。 本节思考题 第二节 重力沉降 第三节 离心沉降 一、离心力场中颗粒的沉降分析 二、旋流器工作原理 三、离心沉降机工作原理 本节的主要内容 定义;依靠惯性离心力的作用而实现的沉降为离心沉降。 适用于重力沉降效率很低或不能实现分离的场合;两相密度差较小、颗粒粒度较细的非均相物系。 优点；分离效率高，设备尺寸小 缺点；离心机运行费用较重力沉降高。 设备； 旋流器；设备静止，流体在设备中旋转运行产生离心作用，分为旋风分离器和旋流分离器。 离心沉降机；装有液体混合物的设备高速旋转。 第三节 离心沉降 一、离心力场中颗粒的沉降分析 ? r 颗粒与流体之间产生相对运动，颗粒还会受到来自流体的阻力（曳力）FD的作用。 ……CD与Re有关 第三节 离心沉降 浮力(向心力)Fb （6.3.2） 惯性离心力Fc （6.3.1） 如果这三项力能达到平衡 du/dt=0 重力沉降 沉降方向不是向下，而是向外，即背离旋转中心。 由于离心力随旋转半径而变化，致使离心沉降速度也随粒径所处的位置而变。 离心沉降速度在数值上远大于重力沉降速度。 （6.3.3） 颗粒在此位置上的离心沉降速度： （6.3.4） 第三节 离心沉降 离心加速度与重力加速度的比值（离心分离因素）Kc 大小可以人为调节 旋流器的特点：设备静止，流体在设备中作旋转运行而产生离心作用。Kc 一般在几十～数百 离心沉降机的特点：装有液体混合物的设备本身高速旋转并带动液体一起旋转，从而产生离心作用。Kc可以高达数十万。 第三节 离心沉降 （6.3.5） 旋风分离器：用于气体非均相混合物分离 旋流分离器：用于液体非均相混合物分离 （一）旋风分离器 旋风分离器在工业上的应用已有近百年的历史。 旋风分离器结构简单、操作方便，在环境工程领域也应用广泛。 在大气污染控制工程中，作为一种常用的除尘装置，主要用于去除大气中的粉尘，常称为旋风除尘器。 二、旋流器工作原理 第三节 离心沉降 第三节 离心沉降 1. 基本操作原理 ui 旋风分离器中的惯性离心力是由气体进入口的切向速度ui产生的。 离心加速度为rm?2＝ui2/rm， 其中rm为平均旋转半径。 分离因数为： 其大小为5～2500，一般可分离气体中直径为5～75?m的粉尘。 外旋流 内旋流 （气芯） 2. 主要分离性能指标 表示旋风分离器的分离性能的主要指标有临界直径和分离效率。 (1) 临界直径 临界直径是指在旋风分离器中能够从气体中全部分离出来的最小颗粒的直径，用dc表示。 为分析简单，对气体和颗粒在筒内的运动作如下假设： 气体进入旋风分离器后，规则地在筒内旋转N圈后进入排气筒，旋转的平均切线速度等于入口气体速度ui。 颗粒在筒内与气体之间的相对运动为层流。 颗粒在沉降过程中所穿过的气流最大厚度等于进气口宽度B。 第三节 离心沉降 根据颗粒离心沉降速度方程式，假设气体密度?颗粒密度?P，相应于临界直径dc的颗粒沉降速度为： 根据假设③，颗粒最大沉降时间为： 第三