化工原理 第三章教材
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① 干扰沉降：相邻颗粒的运动改变了原来单个颗粒周 围的流场，颗粒沉降相互干扰
② 壁效应：壁面，底面处曳力 ↓ ③ 颗粒形状：
例 5-1 颗粒大小测定 已测得密度为 ρp = 1630kg/m3 的塑料珠在 20℃ 的 CCl4 液体中的 沉降速度为 1.70×10-3m/s，20℃时CCl4 的密度ρ=1590kg/m3，粘度 μ=1.03×10-3Pa/s，求此塑料珠的直径
名称 阻力 曳力
感兴趣 阻力损失（外部问题） 阻力大小（内部问题）
区别 作用力的效果 作用力的本身
四、颗粒与流体相对运动时所受的阻力
A、两种曳力（阻力） 表面曳力和形体曳力
B、曳力与曳力系数
析因分析 : Fd f (d p , ,u, )
研究表明：Fd
Ap
1 2
u 2
曳力系数 ( d pu )
（3）流体以一定的速度向上运动
u ut ,颗粒向上运动 颗粒绝对速度 u p u ut u ut , 颗粒向下运动
u ut ,颗粒静止 ， 悬浮于流体中
D、沉降速度的计算与应用
1.计算
ut
4gd p ( p ) 3
方程组非线性，须试差求解
(d put )
方法：① 首先假设处于Stocks区,再校验Re p 2,否则， 假设 0.44,校验Re p 500,否则，Allen 区
gd
2 pc
(
p
)
18
细颗粒d p 或两密度差( p ) ,而改变因工艺而异 ut
离心沉降 : rw2代替g, r , w rw2 ut
一、离心分离因数
离心分离因数
:
Kc
rw 2 g
,同一颗粒所受的离心力
与重力之比
离心分离因数是表示离心力大小的指标
二、离心沉降速度
离心沉降速度：
ur
dr
是否是越多层越好？
③能降下60%的颗粒粒径 d ' p ?
r
H utc
0.6H u't
u't 0.6 u tc
d ' p 0.6 d pc
④ 温度对降尘室生产能力的影响
G不变，T
V
r
AH V
ut
t
H ut
除尘能力
3、过程计算
qV Autc
小颗粒：
utc
gd
2 pc
(
p
A、受力分析
重力：Fg
mg
6
d
3 p
p
g
浮力：
Fb
m
p
g
6
d
3 p
g
曳力： Fd
Ap
1 u2
2
B、重力沉降的几个阶段
1. 沉降的加速阶段：
设初始速度为0，根据牛顿第二定律：
Fg
Fb
Fd
m du
d
0
du
(p
)g
3
u2
d
p
4d p p
2. 沉降的等速阶段
u Fd
, du
d
某一时刻，du d
A、降尘室
1、结构特点
降尘室的特点： 1: 容积一般较大； 2: 气速低； 3: 气流进出口采用流线型设计； 4: 通常可捕获> 50μm 颗粒。
颗粒在降尘室的运动.swf
气流速度和颗粒速度的关系
在流体水平方向上颗粒的速度与流体速度相同， 故颗粒在室内的停留时间也与流体质点相同。
在垂直方向上，颗粒在重力作用下以沉降速度ut 向下运动。
由以上假设：ut
ui , R
Rm ur
d
2 p
(
p
)
ui2
18
Rm
沉降时间： t
b ur
d
2 p
18Rmb ( p )ui2
设气流的有效旋转圈为 n,
停留时间： r
除尘条件： r
2Rm n
ui
t
即 18Rmb
d
2 p
(
p
)ui2
2Rm n
ui
d pc 3
b nui ( p )
)
2
1
]3
d
p
(3)处于Newton区时,ut
3.03gd p ( p
) ,与无关;(d
p 较大)
C、颗粒的沉降运动
沉降的两个阶段：加速阶段、等速阶段
（1）流体静止：小颗粒加速阶段 可以忽略，近似认为始终
以速度 u t沉降
（2）流体水平运动：颗粒以与流体相同的速度水平运动，
又以u t 速度沉降
实验测定： ~ Re p
对于球形颗粒 ( 1)
Rep＜2 2≤Rep＜500
Stokes区 Allen区
24
Ret
10
Re
500≤Rep＜2×105 Newton 区 0.44
说明 (1) Re p 2, Fd u, 服从一次方定律 (2) Re p , 边界层开始脱体，形体曳力增大
现有一底面积为 2m2的降尘室，用以处理 20℃的常压含 尘空气。尘粒密度为 1800kg/m3。现需将直径为 25μm 以上 的颗粒全部除去，试求：
(1) 该降尘室的含尘气体处理能力，m3/s；
(2) 若在该降尘室中均匀设置 9 块水平隔板，则含尘气 体的处理能力为多少 m3/s？
B、增稠器----分离悬浮液（连续生产过程）
除尘条件： r
t
即： AH H qV ut
临界条件： AH H qV ut
临界粒径 d pc ,临界沉降速度 utc
小颗粒，Stocks 区, utc
gd
2 pc
(
p
)
18
d pc
处理能力： qV Aut
18 V (p )g A
此式表明对一定物系，降尘室的处理能力只取决于降尘 室的底面积，而与高度无关。
严格地说，旋风分离器内气流的运动情况相当复杂。由于细粉 的凝聚与分散，器壁对细粉的反弹作用以及粒子间的摩擦作用 等原因，分离机理很复杂，理论上的研究从未停止过。
1.构造
➢ 圆筒部分：矩形进口 管、圆形排气管、圆筒 ➢ 锥形部分： ➢ 集尘室----灰斗
2.工作原理
含固体颗粒的气体由矩形进品管切向进入器内， 以造成气体与颗粒的圆周运动，颗粒被离心力抛至器 壁并汇集于锥形底部的集斗中，被 净化后的气体从 中央排气管排出。
② 无因次判据：K
2. 影响的 u t 因素与应用
若在Stock s区, ut
gd
2 p
(
p
)
18
p ,ut
dp
, ut
,
d
影响最大，
p
尤其注意
, ut , ut , 气 : T
液 : T
问题
气体先冷后除尘，还是相反？ 液体先冷后除尘，还是相反？
E、其它因素对沉降速度的影响
(3) Re p 500,形体曳力 表面曳力, 0.44, Fd u2 ,服从平方定律
注意 计算阻力时 Ap应取颗粒的最大投影面 积.
第二节 重力沉降
一、静止流体中颗粒的自由沉降
前提 : P 重力场中
分析：静止流体中，颗粒在重力(或离心力)作用下将沿重力 方向(或离心力方向)作沉降运动。设颗粒的初速度为零，起 初颗粒只受重力和浮力的作用。如果颗粒的密度大于流体的 密度，作用于颗粒上的外力之和不等于零，颗粒将产生加速 度。但是，一旦颗粒开始运动，颗粒即受到流体施予的曳力。
旋风分离器
B
含尘气体
清洁气体 排气管
B
旋风分离器的离心分离因数约为 5～ 2500，一般可分离气体中 5～75μm 直径的粒子。
旋风分离器性能的评价指标
• 分离效率 • 气体经过旋风分离器的压降
(1) 在分离器内气流形成两个主旋涡
(2) 外旋涡造成的离心力将颗粒抛向 器壁
排尘
3. 性能指标
（1）临界粒径
悬浮液在任何设备内静置，均会发生沉降过程，其中固体颗粒在 重力作用下沉降与液体分离
➢ 工作原理： ➢ 沉降的两个阶段： 上部----自由沉降 下部----干扰沉降
➢ 双重功能：得到澄清液体，产率取决于D器 增稠悬浮液，必须有足够的停留时间
➢絮凝剂
第三节 离心沉降
问题：为什么要进行离心沉降？
答：
小颗粒，Stocks 区, utc
计算临界粒径的简化条件：
① 进入旋风分离器的气流严格按螺旋形路线作等速运动，其
切向速度 ut 等于进口气速
② 颗粒向器壁沉降时，必须穿过厚度等于整个进气口宽度B的 气体层，方能达到气壁面被分离。
③ 颗粒在stocks区，作自由沉降，其径向沉降速度可用stocks公式
ur
d
2 p
(
p
18
)
ut2 R
测量是在距液面高度 1/3 的中段内进行的，从而 免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。当 颗粒直径 dp 与容器直径 D 之比dp/ D <0.1、雷诺 数在斯托克斯定律区时，器壁对沉降速度的影 响可用下式修正
二、沉降分离设备
基础：颗粒在外力的作用下产生沉降，且以两相 ( P )为前提，
按作用于颗粒的外力分：重力沉降设备、离心沉降设备
0, Fg
Fb
Fd
0,此时u
ut
即：
(p p
)g
3 4d p p
ut 2
0
ut
4gd p ( p ) 3
ut 称为沉降速度或终端速 度
将的不同计算式代入即可 计算
(1)处于Stock s区时, ut
gd
2 p
( p 18
)
，(d
p
较小)
(2)处于Allen区时, ut
[
4
g
2( p 225
Ut：可根据不同的情况，用公式求解。
2.过程数学描述
降尘室 : 底面积A LB,高H
含尘气 : 在流动截面上均匀分布 ,Vm3 / s
任一流体质点（颗粒）的停留时间（水平
）： r
L u
AH qV
位于降尘室最高点的颗粒降至室底所
需时间 (沉降时间，垂直方向) 为：
t
H ut
为满足除尘要求，气流的停留时间τr至少必须与颗粒的沉降时间τt相等，
)
18
7个变量，自由度为5
Hale Waihona Puke Baidu
设计型：已知 : qV , p ,工艺要求 d pc , 选择， ， 求A
操作型：(1)已知 : A, p , ， ，d pc , 求处理能力 qV
(2)已知 : A, p , ， ，q V , 求d pc (3)由一种工况推算另一种 工况
例 5-3 降尘室空气处理能力的计算
标准型n 5
讨论
d pc 3
b nui ( p )
• b , d pc ,分离效率 • n , d pc 细长型有利 • ui , d pc ,分离效率 • p , d pc ,分离效率
例 5-2 落球粘度计 使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降可以测定液体的粘度。
现有密度为 8010kg/m3、直径为 0.16mm 的钢球置于密度为 980kg/m3 的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为 20mm。测得小球的沉降 速度为 1.70mm/s，试验温度为 20℃，试计算此时液体的粘度。
讨论
①什么是“能100%除下的最小颗粒？”及d pc
②降尘室有隔板与无隔板时的
d
之比
pc
无：V Autc
有： 1 V 2
Au'tc
utc
gd
2 pc
(
p
)
18
utc d pc 2 2 u'tc d ' pc 2 1
d ' pc
1 2 d pc
降尘室应设计 成扁平形状， 或在室内设置 多层水平隔板。
Chongqing Technology and Business University
3 沉降与过滤
本章将考察流固两相物系中固体颗粒与流体间的相对运动。
讲解内容
➢ 概述 ➢ 颗粒的沉降运动 ➢ 沉降分离设备 ➢ 过滤原理及设备
第一节 概述
一、混合物的分类
均相混合物：物系内部各处物料性质均匀，且不存在相界面 非均相混合物：内部有隔开两相的界面存在，且界面两侧物料性质截然不同
d
18
三、旋风分离器
旋流器：旋风和旋液分离器 旋液分离器：用于液-固体系 旋风分离器：用于气-固体系
旋风分离器
旋风分离器.swf
用途：适用于含颗粒浓度为0.01～500g/m3、粒度不小于5um 的气体净化与颗粒回收操作，尤其是各种气-固流态化装置 的尾气处理。
旋风分离器结构和工作原理：
含尘气体以较高的线速度切向进入器内，在外筒与排气 管之间形成旋转向下的外螺旋流场，到达锥底后以相同的旋 向折转向上形成内螺旋流场直至达到上部排气管流出。颗粒 在内、外旋转流场中均会受离心力作用向器壁方向抛出，在 重力作用下沿壁面下落到排灰口被排出。
d
4d p ( p ) r 2 3
离心沉降速度的计算公式只将重力沉降速度g计算公式中的 加速度改为离心加速度 r 2或 uT2 r
重力沉降速度不变，离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化
沉降方向不是向下，而是沿半径向外
小颗粒沉降时一般处于斯托克斯区，故
dr d p2 ( p ) r2
分散物质（分散相）+分散介质（连续相） 气态非均相物系：含尘气体，含雾气体 液态非均相物系：悬浮液
二、分离非均相混合物的目的
➢回收有价值的分散物质 ➢净化分散介质 ➢环境保护和安全生产
三、分离方法
机械分离法，使流-固物系发生相对运动实现分离。
1. 研究内容：流-固物系发生相对运动的规律
涉及流固物系发生相对运动的化工过程：
沉降分离：重力沉降，离心沉降
某些物理、化学过程：固体干燥
过 滤：
催化反应
固体流态化
2.相对运动的特殊性
相对运动包括： 颗粒静止，流体绕流 流体静止，颗粒沉降 两相都运动，但保持一定的相对速度
就流体对颗粒的作用力面言，只要相对速度相同，三者无本质区别。
假设颗粒静止，流体绕流
比较 颗粒对流体的作用力 流体对颗粒的作用力
② 壁效应：壁面，底面处曳力 ↓ ③ 颗粒形状：
例 5-1 颗粒大小测定 已测得密度为 ρp = 1630kg/m3 的塑料珠在 20℃ 的 CCl4 液体中的 沉降速度为 1.70×10-3m/s，20℃时CCl4 的密度ρ=1590kg/m3，粘度 μ=1.03×10-3Pa/s，求此塑料珠的直径
名称 阻力 曳力
感兴趣 阻力损失（外部问题） 阻力大小（内部问题）
区别 作用力的效果 作用力的本身
四、颗粒与流体相对运动时所受的阻力
A、两种曳力（阻力） 表面曳力和形体曳力
B、曳力与曳力系数
析因分析 : Fd f (d p , ,u, )
研究表明：Fd
Ap
1 2
u 2
曳力系数 ( d pu )
（3）流体以一定的速度向上运动
u ut ,颗粒向上运动 颗粒绝对速度 u p u ut u ut , 颗粒向下运动
u ut ,颗粒静止 ， 悬浮于流体中
D、沉降速度的计算与应用
1.计算
ut
4gd p ( p ) 3
方程组非线性，须试差求解
(d put )
方法：① 首先假设处于Stocks区,再校验Re p 2,否则， 假设 0.44,校验Re p 500,否则，Allen 区
gd
2 pc
(
p
)
18
细颗粒d p 或两密度差( p ) ,而改变因工艺而异 ut
离心沉降 : rw2代替g, r , w rw2 ut
一、离心分离因数
离心分离因数
:
Kc
rw 2 g
,同一颗粒所受的离心力
与重力之比
离心分离因数是表示离心力大小的指标
二、离心沉降速度
离心沉降速度：
ur
dr
是否是越多层越好？
③能降下60%的颗粒粒径 d ' p ?
r
H utc
0.6H u't
u't 0.6 u tc
d ' p 0.6 d pc
④ 温度对降尘室生产能力的影响
G不变，T
V
r
AH V
ut
t
H ut
除尘能力
3、过程计算
qV Autc
小颗粒：
utc
gd
2 pc
(
p
A、受力分析
重力：Fg
mg
6
d
3 p
p
g
浮力：
Fb
m
p
g
6
d
3 p
g
曳力： Fd
Ap
1 u2
2
B、重力沉降的几个阶段
1. 沉降的加速阶段：
设初始速度为0，根据牛顿第二定律：
Fg
Fb
Fd
m du
d
0
du
(p
)g
3
u2
d
p
4d p p
2. 沉降的等速阶段
u Fd
, du
d
某一时刻，du d
A、降尘室
1、结构特点
降尘室的特点： 1: 容积一般较大； 2: 气速低； 3: 气流进出口采用流线型设计； 4: 通常可捕获> 50μm 颗粒。
颗粒在降尘室的运动.swf
气流速度和颗粒速度的关系
在流体水平方向上颗粒的速度与流体速度相同， 故颗粒在室内的停留时间也与流体质点相同。
在垂直方向上，颗粒在重力作用下以沉降速度ut 向下运动。
由以上假设：ut
ui , R
Rm ur
d
2 p
(
p
)
ui2
18
Rm
沉降时间： t
b ur
d
2 p
18Rmb ( p )ui2
设气流的有效旋转圈为 n,
停留时间： r
除尘条件： r
2Rm n
ui
t
即 18Rmb
d
2 p
(
p
)ui2
2Rm n
ui
d pc 3
b nui ( p )
)
2
1
]3
d
p
(3)处于Newton区时,ut
3.03gd p ( p
) ,与无关;(d
p 较大)
C、颗粒的沉降运动
沉降的两个阶段：加速阶段、等速阶段
（1）流体静止：小颗粒加速阶段 可以忽略，近似认为始终
以速度 u t沉降
（2）流体水平运动：颗粒以与流体相同的速度水平运动，
又以u t 速度沉降
实验测定： ~ Re p
对于球形颗粒 ( 1)
Rep＜2 2≤Rep＜500
Stokes区 Allen区
24
Ret
10
Re
500≤Rep＜2×105 Newton 区 0.44
说明 (1) Re p 2, Fd u, 服从一次方定律 (2) Re p , 边界层开始脱体，形体曳力增大
现有一底面积为 2m2的降尘室，用以处理 20℃的常压含 尘空气。尘粒密度为 1800kg/m3。现需将直径为 25μm 以上 的颗粒全部除去，试求：
(1) 该降尘室的含尘气体处理能力，m3/s；
(2) 若在该降尘室中均匀设置 9 块水平隔板，则含尘气 体的处理能力为多少 m3/s？
B、增稠器----分离悬浮液（连续生产过程）
除尘条件： r
t
即： AH H qV ut
临界条件： AH H qV ut
临界粒径 d pc ,临界沉降速度 utc
小颗粒，Stocks 区, utc
gd
2 pc
(
p
)
18
d pc
处理能力： qV Aut
18 V (p )g A
此式表明对一定物系，降尘室的处理能力只取决于降尘 室的底面积，而与高度无关。
严格地说，旋风分离器内气流的运动情况相当复杂。由于细粉 的凝聚与分散，器壁对细粉的反弹作用以及粒子间的摩擦作用 等原因，分离机理很复杂，理论上的研究从未停止过。
1.构造
➢ 圆筒部分：矩形进口 管、圆形排气管、圆筒 ➢ 锥形部分： ➢ 集尘室----灰斗
2.工作原理
含固体颗粒的气体由矩形进品管切向进入器内， 以造成气体与颗粒的圆周运动，颗粒被离心力抛至器 壁并汇集于锥形底部的集斗中，被 净化后的气体从 中央排气管排出。
② 无因次判据：K
2. 影响的 u t 因素与应用
若在Stock s区, ut
gd
2 p
(
p
)
18
p ,ut
dp
, ut
,
d
影响最大，
p
尤其注意
, ut , ut , 气 : T
液 : T
问题
气体先冷后除尘，还是相反？ 液体先冷后除尘，还是相反？
E、其它因素对沉降速度的影响
(3) Re p 500,形体曳力 表面曳力, 0.44, Fd u2 ,服从平方定律
注意 计算阻力时 Ap应取颗粒的最大投影面 积.
第二节 重力沉降
一、静止流体中颗粒的自由沉降
前提 : P 重力场中
分析：静止流体中，颗粒在重力(或离心力)作用下将沿重力 方向(或离心力方向)作沉降运动。设颗粒的初速度为零，起 初颗粒只受重力和浮力的作用。如果颗粒的密度大于流体的 密度，作用于颗粒上的外力之和不等于零，颗粒将产生加速 度。但是，一旦颗粒开始运动，颗粒即受到流体施予的曳力。
旋风分离器
B
含尘气体
清洁气体 排气管
B
旋风分离器的离心分离因数约为 5～ 2500，一般可分离气体中 5～75μm 直径的粒子。
旋风分离器性能的评价指标
• 分离效率 • 气体经过旋风分离器的压降
(1) 在分离器内气流形成两个主旋涡
(2) 外旋涡造成的离心力将颗粒抛向 器壁
排尘
3. 性能指标
（1）临界粒径
悬浮液在任何设备内静置，均会发生沉降过程，其中固体颗粒在 重力作用下沉降与液体分离
➢ 工作原理： ➢ 沉降的两个阶段： 上部----自由沉降 下部----干扰沉降
➢ 双重功能：得到澄清液体，产率取决于D器 增稠悬浮液，必须有足够的停留时间
➢絮凝剂
第三节 离心沉降
问题：为什么要进行离心沉降？
答：
小颗粒，Stocks 区, utc
计算临界粒径的简化条件：
① 进入旋风分离器的气流严格按螺旋形路线作等速运动，其
切向速度 ut 等于进口气速
② 颗粒向器壁沉降时，必须穿过厚度等于整个进气口宽度B的 气体层，方能达到气壁面被分离。
③ 颗粒在stocks区，作自由沉降，其径向沉降速度可用stocks公式
ur
d
2 p
(
p
18
)
ut2 R
测量是在距液面高度 1/3 的中段内进行的，从而 免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。当 颗粒直径 dp 与容器直径 D 之比dp/ D <0.1、雷诺 数在斯托克斯定律区时，器壁对沉降速度的影 响可用下式修正
二、沉降分离设备
基础：颗粒在外力的作用下产生沉降，且以两相 ( P )为前提，
按作用于颗粒的外力分：重力沉降设备、离心沉降设备
0, Fg
Fb
Fd
0,此时u
ut
即：
(p p
)g
3 4d p p
ut 2
0
ut
4gd p ( p ) 3
ut 称为沉降速度或终端速 度
将的不同计算式代入即可 计算
(1)处于Stock s区时, ut
gd
2 p
( p 18
)
，(d
p
较小)
(2)处于Allen区时, ut
[
4
g
2( p 225
Ut：可根据不同的情况，用公式求解。
2.过程数学描述
降尘室 : 底面积A LB,高H
含尘气 : 在流动截面上均匀分布 ,Vm3 / s
任一流体质点（颗粒）的停留时间（水平
）： r
L u
AH qV
位于降尘室最高点的颗粒降至室底所
需时间 (沉降时间，垂直方向) 为：
t
H ut
为满足除尘要求，气流的停留时间τr至少必须与颗粒的沉降时间τt相等，
)
18
7个变量，自由度为5
Hale Waihona Puke Baidu
设计型：已知 : qV , p ,工艺要求 d pc , 选择， ， 求A
操作型：(1)已知 : A, p , ， ，d pc , 求处理能力 qV
(2)已知 : A, p , ， ，q V , 求d pc (3)由一种工况推算另一种 工况
例 5-3 降尘室空气处理能力的计算
标准型n 5
讨论
d pc 3
b nui ( p )
• b , d pc ,分离效率 • n , d pc 细长型有利 • ui , d pc ,分离效率 • p , d pc ,分离效率
例 5-2 落球粘度计 使用光滑小球在粘性液体中的自由沉降可以测定液体的粘度。
现有密度为 8010kg/m3、直径为 0.16mm 的钢球置于密度为 980kg/m3 的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为 20mm。测得小球的沉降 速度为 1.70mm/s，试验温度为 20℃，试计算此时液体的粘度。
讨论
①什么是“能100%除下的最小颗粒？”及d pc
②降尘室有隔板与无隔板时的
d
之比
pc
无：V Autc
有： 1 V 2
Au'tc
utc
gd
2 pc
(
p
)
18
utc d pc 2 2 u'tc d ' pc 2 1
d ' pc
1 2 d pc
降尘室应设计 成扁平形状， 或在室内设置 多层水平隔板。
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3 沉降与过滤
本章将考察流固两相物系中固体颗粒与流体间的相对运动。
讲解内容
➢ 概述 ➢ 颗粒的沉降运动 ➢ 沉降分离设备 ➢ 过滤原理及设备
第一节 概述
一、混合物的分类
均相混合物：物系内部各处物料性质均匀，且不存在相界面 非均相混合物：内部有隔开两相的界面存在，且界面两侧物料性质截然不同
d
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三、旋风分离器
旋流器：旋风和旋液分离器 旋液分离器：用于液-固体系 旋风分离器：用于气-固体系
旋风分离器
旋风分离器.swf
用途：适用于含颗粒浓度为0.01～500g/m3、粒度不小于5um 的气体净化与颗粒回收操作，尤其是各种气-固流态化装置 的尾气处理。
旋风分离器结构和工作原理：
含尘气体以较高的线速度切向进入器内，在外筒与排气 管之间形成旋转向下的外螺旋流场，到达锥底后以相同的旋 向折转向上形成内螺旋流场直至达到上部排气管流出。颗粒 在内、外旋转流场中均会受离心力作用向器壁方向抛出，在 重力作用下沿壁面下落到排灰口被排出。
d
4d p ( p ) r 2 3
离心沉降速度的计算公式只将重力沉降速度g计算公式中的 加速度改为离心加速度 r 2或 uT2 r
重力沉降速度不变，离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化
沉降方向不是向下，而是沿半径向外
小颗粒沉降时一般处于斯托克斯区，故
dr d p2 ( p ) r2
分散物质（分散相）+分散介质（连续相） 气态非均相物系：含尘气体，含雾气体 液态非均相物系：悬浮液
二、分离非均相混合物的目的
➢回收有价值的分散物质 ➢净化分散介质 ➢环境保护和安全生产
三、分离方法
机械分离法，使流-固物系发生相对运动实现分离。
1. 研究内容：流-固物系发生相对运动的规律
涉及流固物系发生相对运动的化工过程：
沉降分离：重力沉降，离心沉降
某些物理、化学过程：固体干燥
过 滤：
催化反应
固体流态化
2.相对运动的特殊性
相对运动包括： 颗粒静止，流体绕流 流体静止，颗粒沉降 两相都运动，但保持一定的相对速度
就流体对颗粒的作用力面言，只要相对速度相同，三者无本质区别。
假设颗粒静止，流体绕流
比较 颗粒对流体的作用力 流体对颗粒的作用力