第三章-非均相系分离第一节.ppt

a.按状态分 液态非均相物系：固、液、气分散在液相中。分： 悬浮液(液固物系)：指液体中含有一部分固体颗粒 乳浊液(液液物系)：指一种液体分散在与其不互溶的另一种液体中 泡沫液(液气物系)：指液体中含有气泡的物系 气态非均相物系：固、液分散在气相中。分： 含尘气体(气固物系)：指气体中含有固体颗粒 含雾气体(气液物系)：指气体中含有少量液滴 1回收有用物质 如从气流干燥器排出尾气中回收带出的固体颗粒作为产品，或者从某些排泥中回收带走的液体等。 2净化物料 如除去浑液中的固相杂质而使其成为清液，或者使压缩后气体中的油滴分离而净化气体等。 3环境保护的需要 象烟道气的排放、废液的排放都要求其含固量达到一定标准，以防止对大气、河海等环境污染。 * * 第3章 非均相系的分离 3.1概论 1、混合物的分类：（均匀混合物与不均匀混合物） 1）、不均匀混合物 2）分离方法：将不同的相分开，一般可用机械方法， （沉降、筛分、过滤、离心分离）。 b.按颗粒大小分 粗悬浮系统：d100μm 悬浮系统：0.1μmd100μm 胶体系统：d0.1μm ?3、分离过程的目的： 3.2 颗粒及颗粒床层的特性 （1）球形颗粒 3.2.1．颗粒的特性 体积 表面积 比表面积 1．单一颗粒的特性 （2）非球形颗粒 非球形颗粒必须有两个参数才能确定其特性，即当量直径和球形度。 颗粒的当量直径 （1）等体积当量直径 （2）等比表面积当量直径 球形度（形状系数） 2、颗粒群的特性 1)、粒度分布 筛分是用单层或多层筛面将松散的物料按颗粒粒度分成两个或多个不同粒级产品的过程。 筛分时，筛面上有筛孔，尺寸小于筛孔尺寸的物料通过筛孔，称为筛下产品，其质量称为筛过量；尺寸大于筛孔尺寸的物料被截留在筛面上，称为筛上产品，其质量称为筛余量。若用n层筛面，可得n+1种产品。 各国标准筛的规格不尽相同，常用的泰勒制是以每英寸边长的孔数为筛号，称为目。例如100目的筛子表示每英寸筛网上有100个筛孔。 泰勒标准筛 295 208 147 104 74 53 38 0.0116 0.0082 0.0058 0.0041 0.0029 0.0021 0.0015 48 65 100 150 200 270 400 6680 4699 3327 2362 1651 1168 833 417 0.263 0.185 0.131 0.093 0.065 0.046 0.0328 0.0164 3 4 6 8 10 14 20 35 μm （英寸） 目 数 μm （英寸） 目 数 孔 径 孔 径 第i号筛网上的颗粒的尺寸应在di-1和di之间 2)、粒群的平均直径 i层上的 按算术平均值计算 颗粒群的平均直径 3)、颗粒的密度 单位体积内粒子的质量称为密度，kg/m3。 若粒子体积不包括颗粒之间的空隙，称为粒子的真密度，以ρs表示。 若粒子体积包括颗粒之间的空隙，称为粒子的堆积密度或表观密度，以ρb表示。 3.2.2．颗粒床层的特性 1、床层的空隙率 床层中颗粒之间的空隙体积与整个床层体积之比称为空隙率（或称空隙度） 影响因素： 非球形颗粒的球形度愈小，床层的空隙率愈大； 大小愈不均匀的颗粒，空隙率愈小； 颗粒愈光滑，空隙率愈小； 愈靠近壁面，空隙率愈大。 与颗粒的大小、形状、粒度分布、填充方式等有关，其值由实验测定 装填方法：干装 湿装 2、床层的比表面积 床层的比表面积也可用颗粒的堆积密度和真实密度估算，即 忽略颗粒相互重叠减少的面积，则： 3、床层的自由截面积 床层截面上未被颗粒占据的流体可以自由通过的面积，称为床层的自由截面积。即：床层中空隙的面积(流体的流通截面积)。 小颗粒乱堆床层可认为是各向同性的。各向同性床层的重要特性之一是其自由截面积与床层截面积之比在数值上与床层空隙率相等。同床层空隙率一样，由于壁效应的影响，壁面附近的自由截面积较大。 自由截面积分率： S0与ε关系：同样表明颗粒堆积的松散程度 均匀颗粒，则S0↑，ε↑。 3.2.3. 流体通过固定床流动的压力降 1．床层的简化模型 经简化而得到的等效流动过程称之为原真实流动过程的物理模型。 简化模型是将床层中不规则的通道假设成长度为L，当量直径为de的一组平行细管，并且规定： （1）细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙容积； （2）细管的内表面积等于颗粒床层的全部表面积。 以1m3床层体积为基准，细管的当量直径可表示为床层空