华北理工环境工程原理课件06沉降.pptVIP

沉降过程 作用力 特 征 重力沉降 离心沉降 电沉降 惯性沉降 扩散沉降 重力 离心力 电场力 惯性力 热运动 沉降速度小，适用于较大颗粒分离 适用于不同大小颗粒的分离 带电微细颗粒（0.1?m）的分离 适用于10－20?m以上粉尘的分离 微细粒子（0.01?m）的分离 沉降过程类型与作用力 第一节 沉降分离的基本概念 1.试差法 2. 磨擦数群法 3.无因次判据 二、沉降速度的计算 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 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 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（离心分离因数）Kc 大小可以人为调节 离心沉降分离设备有两种型式：旋流器和离心沉降机 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。 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： 第三节 离心沉降 （6.3.6） （6.3.7） 若气体进入排气管之前在筒内旋转圈数为N，则运行的距离为2?rmN，故气体在筒内的停留时间为 一般旋风分离器以圆筒直径D为参数，其它参数与D成比例，B=D/4。 D增加，dc增大，分离效率减少。 第三节 离心沉降 （6.3.8） 令t沉=t停，得： （6.3.9） 第三节 离心沉降 第三节 离心沉降 总效率与粒级效率之间的关系： xi为粒径di的颗粒占总颗粒的质量分率 (2) 分离效率 总效率：指进入旋风分离器的全部粉尘中被分离下来的粉尘的质量分率。 ?1， ? 2分别为旋风分离器入口和出口气体中的总含尘量 （6.3.10） 粒级效率：表示进入旋风分离器的粒径为di的颗粒被分离下来的质量分率。 （6.3.11） 第三节 离心沉降 第 II 篇 分离过程原理 为什么要学习分离过程？ 在环境领域哪些问题涉及分离过程？ 分离都有什么手段？ 本篇主要讲授内容？ 第II篇 分离过程原理 混合体系 自然界是混合体系。在生活和生产过程中常常会遇到对混合体系中的物质进行分离的问题。 在环境污染防治领域，研究对象都是混合体系（非均相