粉体力学4-1.ppt

2、〖说明〗 沉降速度ut应按需要分离下来的最小颗粒计算； 气流速度u不应太高，以免干扰颗粒的沉降或把已经沉降下来的颗粒重新卷起。为此，应保证气体流动的雷诺准数处于滞流范围之内； 降尘室结构简单，流动阻力小，但体积庞大，分离效率低，通常仅适用于分离直径大于50μm的颗粒，用于过程的预除尘。 多层降尘室虽能分离细小的颗粒，并节省地面，但出灰麻烦。 例1 拟采用降尘室回收常压炉气中所含的固体颗粒，降尘室底面积为10m2，宽和高均为2m，炉气处理量为4m3/s。操作条件下气体密度为0.75kg/m3，粘度2.6×10-5Pa·s,固体密度为 3000kg/m3。求(1)理论上能完全捕集下来的最小粒径；(2)粒径为40μm颗粒的回收百分率；(3)若完全回收直径为15μm的尘粒，对降尘室应作如何改进? (2)直径为40μm的颗粒必在滞流区沉降，其沉降速度ut′： (3)要完全回收直径为15μm的颗粒，则可在降尘室内设置水平隔板，使之变为多层降尘室。降尘室内隔板层数n及板间距h的计算为： 固体颗粒容易聚集在一起，尤其是细颗粒 —— 颗粒之间存在附着力 粉体的摩擦特性、流动性、分散性、可压缩性等 分子间的范德华力 颗粒间的范德华力 附着水分的毛细管力 颗粒间的静电力 磁性力 颗粒表面不平引起的机械咬合力 分子间的范德华力(van der Waals interaction force)来源：取向力、诱导力和色散力 取向力 二个极性分子的固有偶极将同极相斥而异极相吸，定向排列，产生分子间的作用力 诱导力 非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下，发生极化，产生诱导偶极，然后诱导偶极与固有偶极相互吸引而产生分子间的作用力 色散力 非极性分子之间，由于组成分子的正、负微粒不断运动，产生瞬间正、负电荷重心不重合，出现瞬时偶极，瞬时偶极间的作用力 分子间的范德华力(van der Waals interaction force)来源：色散力、诱导力和取向力 极性分子间有色散力，诱导力和取向力； 极性分子与非极性分子间有色散力和诱导力； 非极性分子间只有色散力。 颗粒间的毛细力 当粉体暴露在湿空气中时，颗粒将吸收空气中的水分。当空气的湿度接近饱和状态时，不仅颗粒本身吸水，而且颗粒间的空隙也将有水分凝结，在颗粒接触点处形成液桥（liquid bridge）。形成液桥的临界湿度不仅取决于颗粒的性质，还于温度和压力有关。实验研究表明，形成液桥的临界湿度在60-80%之间。 1-130 当颗粒间形成液桥时，由于表面张力和毛细压差的作用，颗粒间将有作用力存在，称为毛细力。 颗粒间毛细力的计算公式为： 表面张力 * * 1.3.3重力沉降设备 1、降尘室 借重力沉降从气流中除去 尘粒的设备称为降尘室。 令 l——降尘室的长度，m； h——降尘室的高度，m； b——降尘室的宽度，m； u——气体在降尘室的水平 通过速度，m/s； Vs——降尘室的生产能力 （即含尘气通过降尘室的体积流量），m3/s。 颗粒沉降所需沉降时间为 则 气体的停留时间为 H b l u u t 沉降分离满足的基本条件为 T ≥Tt 或 降尘室的生产能力为 理论上降尘室的生产能力只与其沉降面积bl及颗粒的沉降速度ut有关，而与降尘室高度h无关。故降尘室应设计成扁平形，或在室内均匀设置多层水平隔板，构成多层降尘室。 多层降尘室生产能力： VS≤(n+1)ut·lb 3、降尘室的计算 降尘室的计算 设计型 操作型 已知气体处理量和除尘要求，求降尘室的大小 用已知尺寸的降尘室处理一定量含尘气体时，计算可以完全除掉的最小颗粒的尺寸，或者计算要求完全除去直径dp的尘粒时所能处理的气体流量。 解：(1)能完全分离出的最小颗粒的沉降速度 假设沉降属于滞流区，因而能除去最小颗粒直径： 核算沉降流型 ∴原假设正确 颗粒沉降所需的时间为：T=lb·H/VS=10×2/4=5s 故理论上直径40μm的颗粒在此时间内沉降高度 设降尘室入口炉气均布，在降尘室入口端处于顶部及其附近的 d=40μm的尘粒，因其ut0.4m/s，它们随气体到达出口时还没 有沉到底而随气体带出，而入口端处于距室底0.503m以下的 40μm的尘粒均能除去，所以40μm尘粒的除尘效率： η=H′/H=0.503/2=25.15% 取n=28,则隔板间距 h=H/(n+1)=2/29=0.069m 因而在原降尘室内设置28层隔板理论上可全部回收直径 为15μm的颗粒。 例题二：拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为427℃，相应的密度ρ