冶金设备基础固液分离课件.pptVIP

多媒体教学课程：冶金设备基础第1页/共32页多媒体教学课程：冶金设备基础任课教师：徐瑞东昆明理工大学材料与冶金工程学院FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineeringKunmingUniversityofScienceandTechnology昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第2页/共32页第4章固液分离学习目的与要求?掌握固体颗粒的物理性质；颗粒体与流体相对运动的阻力；球形颗粒固液分离应用的冶金领域：在静止流体中的自由沉降。?掌握悬浮液的性质；沉降槽的构造。了解悬浮液的沉降过程，沉降槽湿法：浸出液的分离、浓缩、脱水等的设计；絮凝剂在液-固分离中的作用。?掌握过滤的基本理论；了解典型的过滤设备。火法：火法精炼除渣、铝液除氧化铝等?了解离心分离基本概念，离心机构造。学会计算过滤机的生产能力。昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第3页/共32页4.1液固两相流悬浮液：固体微粒分散在液相中所形成的分散物系固体颗粒的物理性质气态非均相物：系：系含内尘或含有含隔雾开气的体两相界面存在且界面两侧物(1)颗粒大小的表示方法(3)颗粒密度与堆积密度料液性态质非截均然相物不同系：称悬为浮液多相混乳合浊物液或及非含有均相气物泡系的液体。球形颗粒:用直径大小表示颗粒粒径可通过电镜法、筛分法或沉降速度法测真量密度：单位实体体积非球形颗粒：代表尺寸(粒径)表示。颗粒具有的质量；堆积密度(假密度)：单位(2)颗粒形状体积颗粒(含颗粒间空隙、颗粒上裂缝与小孔的球形系数ψ=与该颗粒体积相同的s颗粒形状往往以它与等体积的球形颗球体表面积S/该颗粒的表面积Sp，又称粒的偏离程度来表示。为球状系数(球形度)。体积)具有的质量(4)颗粒填充特性孔隙率ε=孔隙体积/颗粒群总体积=孔隙体积/(颗粒体积+孔隙体积)粒径均一的球形粒子群：立方体排列时ε=0.4764菱形排列时任意填充时ε=0.2595ε≈0.4昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第4页/共32页1.球形物体的阻力4.1.2颗粒体与流体相对运动的阻力流体以一定的速度绕过截止的固体颗粒时，由于流体具有对粘于性非球会形颗对粒颗粒产d用生d反代作替用：pe力；相反，当固体颗粒在静止流体中流动时，流体同样对颗粒产生作用力。两种情况作用力的性能相同，称为阻力。实ε与Re的关系曲线0际上，只要流体与颗粒之间有相对运动，就会有这种阻力产生。阻力系数ε与雷诺准数Re的关系曲线0昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第5页/共32页球形颗粒ε–Re曲线的区域：(ψs=1的曲线)05时：除球体周围(1)Re1时：ε=24/Re为层流区域。0的边界层以外，流动完全发展为湍流，流体围绕球体的流线是平滑的，而且在球后面发生了边界层分离，产生了球体前半部与后半部大体相对称，此大量的漩涡，能量损失主要是由于大时的边界属于层流边界层，阻力决定量漩涡造成的，称为形状阻力，该区于流体粘性力的大小，称为表面阻力。域称为涡流阻力区。其阻力系数ε0=0.44(2)1Re1000时：流体与球体的相对速度增大时，流动渐渐过渡到湍流流动，球体四周一方面保持平滑的流线，同时也产生了一定数量的漩涡，此时粘性力与惯性力同时影响ε，称球形颗粒ε–Re曲线的三个区域00为过渡阻力区；昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第6页/共32页4.1.3球形颗粒在静止流体中的自由沉降阻力重力颗粒沉积的运动方程---球形颗粒的自由沉降速度----球形颗粒的有效重力----颗粒的绝对速度，称沉降速度，颗粒在静止流体中运动时u=us----球形颗粒的有效重力加速度，与颗粒和流体密度有关-----阻力加速度昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第7页/共32页球形物体在不同流动类型的自由沉降终速(1)层流区域Re1时，斯托克斯沉积终速公式；(2)过渡区域，1Re1000，艾伦公式：(3)湍流区域，Re1000，牛顿公式：昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第8页/共32页例题4.12.沉降终速的计算---试差法沉降终速的计算公式沉降终速的计算步骤：第一步：假设流体的流动型态，初步确定出Re的范围第二步：与流体流动型态相对应的公式求出uo第三步：用求得的u核算出Re,看其值是否在假设范围内。o昆明理工大学材料与冶金工程学院

多媒体教学课程：冶金设备基础第9页/共32页例题：一直径为1.0mm，密度为2500kg/m20℃的水中沉降，试求其沉降终速。3的玻璃球在解：已知条件：20℃水