球形颗粒沉降速度的计算

3.0.2 非均相物系的分类
•1.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) •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 n2.按颗粒大小分 粗悬浮系统：d>100μm –悬浮系统：0.1μm>d>100μm –胶体系统：d<0.1μm
6 da ap
(4)形状系数
• 亦称球形度，用于表征颗粒的形状与球形的差异程度。 • 定义：体积与实际颗粒相等时球形颗粒表面积与实际颗粒 的表面积之比，即：
S 当V Vp时， s Sp
• 〖说明〗 • 由于体积相同时，球形颗粒的表面积最小，故非球形颗粒 的s <1,而且颗粒与球形差别愈大，其s值愈小。 • 对非球形颗粒必须有两个参数才能确定其几何特性，通常 选用de和s来表征。
3.1 颗粒及颗粒床层的特性
•3.1.1 颗粒的特性(单颗粒的几何特性参数) •固体颗粒由于其形成的方法和条件不同，致使它们具有不同 的几何形状和尺寸，在工程计算中，常需要知道颗粒的几何 特性参数：即大小(尺寸)、形状和表面积(或比表面积)等。 •3.1.1.1 特征尺寸 •1.球形颗粒：常用直径 d作为特征长度，其体积、表面积和
6Vp • 3 de •(2) 表面积当量直径 ds：表面积等于实际颗粒表面积 Sp 的球 形颗粒的直径定义为非球形颗粒的表面积当量直径。即： Sp ds • •(3) 比表面积当量直径 da: 比表面积等于实际颗料比表面积 ap 的球形颗粒的直径定义为非球形颗粒的比表面积当量直径。
3.0.4 非均相物系分离的目的
• 1 • 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 • 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 • 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。
3.0.3 连续相与分散相
• 分散相(分散物质)：处于分散状态的物质 • 连续相 (分散介质)：包围着分散物质而处于连续状态的物质 • 由于非均相物系中连续相与分散相之间具有不同的物理性质 (如密度、粒子的大小与另一相分子尺寸等 )，受到外力作用 时运动状态就不同，因而可应用机械方法将它们分开。 • 要实现这种分离，其方法是使分散物质与分散介质之间发生 相对运动，所以非均相物系的分离操作也遵循流体流动的基 本规律。本章主要讨论液固非均相物系和气固非均相物系分 离所依据的基本原理和设备，即颗粒相对于流体而运动的沉 降操作和流体相对于固粒而运动的过滤操作。
3.颗粒群的特性
• 工业中碰到的颗粒大多是由大小和形状不同的若干颗粒组 成的集合体，称为颗粒群。但通常认为它们的形状一致， 而只考虑其大小分布，这样就提出了其粒度分布及其平均 直径的问题。 • (1). • 按颗粒尺寸对颗粒群进行排列划分的结果称为粒度分布。 根据颗粒大小的范围不同，采用不同的方法测量颗粒群的 粒度分布，对工业上常见的尺寸大于40μm的颗粒群，一 般采用标准筛进行测量，称为筛分。 • a.筛分：标准筛由一系列筛孔大小不同的筛组成，筛的筛 网由金属丝网制成，筛孔呈正方形。一套标准筛的各个筛 的网孔大小按标准规定制成，通用的是泰勒(Tyler)标准筛 系列。
第三章 颗粒与流体之间的相对运动
• 3.0 概述
• 3.0.1 均相物系和非均相物系 • 均相物系：物系内部各处物料性混合物都是均相物系，它们的分离 方法将在后面章节讨论。 • 非均相物系：物系内部有明显的相界面存 在而界面两侧物料的性质不同的混合物系。
• 它的各个筛用其筛网上每英寸长度上的孔数作为筛号，也 称为目，且每个筛的筛网金属丝的直径也有规定，因此一 定目数的筛孔尺寸一定(见表3-1)。如100号筛，1英寸长有 筛孔 100 个，它的筛网的金属丝直径规定为 0.0042in，故 筛孔的净宽度为：(1/100-0.0042)=0.0058in=0.147mm，因 而筛号愈大，筛孔愈小，相邻筛号的筛孔尺寸之比为 20.5(即筛孔面积按2的倍数递增)。 • 筛分时，将一系列的筛按筛号大小次序由下到上叠起来， 最底为一无孔底盘。把要筛分的颗粒群放在最上面的筛中， 然后将整叠筛均衡的摇动(振动)，小颗粒通过各筛依次下 落。对每一筛，尺寸小于筛孔的颗粒通过而下落，称为筛 下产品；尺寸大于筛孔的颗粒留在筛上，称为筛上产品。 振动一定时间后，称量每个筛上的筛余物，得到筛分分析 的基本数据。
•式中： a —— 单位体积颗粒所具有的表面积，m2/m3。 •对一定直径的颗粒，比表面积一定；颗粒的直径愈小，比表 面积愈大，因此可以根据比表面积的大小，来表示颗粒的大
•2.非球形颗粒：常用颗粒的当量直径和球形度表示其特性。 •(1)体积当量直径de：与实际颗粒体积Vp相等的球形颗粒的 直径定义为非球形颗粒的当量直径。
• b.
•筛分得到各筛网上筛余物的颗粒尺寸，应在上层筛孔尺寸 和该层筛孔尺寸范围之内，一般定义第 i 层筛网上颗粒的筛 分尺寸dpi •dpi=(di-1+di)/2 •式中： di-1 —— 第i-1层筛网的筛孔尺寸，mm; •di —— 第i层筛网的筛孔尺寸，mm。 •根据其筛分尺寸dpi wi • xi－di粒径段内的质量分率
3.0.5 非均相物系的分离方法
•1.沉降：依据重力、离心力、惯性力，使分散相与连续相分 离。据力的不同分： –重力沉降 –离心沉降 •2.过滤：借助压力或离心力使混合物通过某介质(固体)，使 液相与固相截留于介质两侧而达到分离的目的。主要用于分 离液态非均相物系。 •3.气体湿法净制：让含尘气体通过水或其它液体中，使颗粒 溶于液体中或润湿颗粒，而使颗粒粘在一起，通过重力沉降 分离。 •4.电子除尘：使含有悬浮尘粒或雾滴的气体通过金属电极间 的高压直流静电场，气体电离产生离子附着于悬浮尘粒或雾 滴上而使之荷电。荷电的尘粒、雾滴在电场力的作用下至电 极后发生中和而恢复中性从而达到分离。