因次分析法与数学模型法的比较19页PPT
流体力学_龙天渝_相似性原理和因次分析
将方程组无量纲化，也即将（１０－１６）式代入（１０－１５
u u u y x z 0 y z x u u u P p 2u 2u 2u x x x x x x u u u 2 x y z x y z V 2 x VL x y 2 z 2 K K u u u gL P p 2u 2u 2u z z z z z z u u 2 u 2 x y z 2 2 2 y z V V z VL x y z x 此式又可写成： u u u y x z 0 x y z u u u p 1 2u 2u 2u x x x x x x u u Eu u x y z 2 2 2 y z x Re x y z x K K u u u 1 p 1 2u 2u 2u z z z z z z u u Eu u 2 x y z 2 2 y z Fr z Re x y z x
lm vm
m
则长度与速度的比例关系为：
vn n m vm 即v
ln lm
，在多数情况下，模型和原型采用同一种流体，则 l
v
1
l
雷诺数相等，表示黏性力相似。原型和模型流动雷诺数相等 这个相似条件，称为雷诺模型律。按照上述比例关系调整原 型流动和模型流动的流速比例和长度比例，就是根据雷诺模 型律进行设计。
u x u y u z 0 y z x u 2u x 2u x 2u x u x u x 1 p x uy uz 2 2 u x x y z x x y 2 z 2 2 2 u u y u u y u u y 1 p u y u y u y 2 y z x x x y z y y 2 z 2 u z 2u z 2u z 2u z u z u z 1 p uy uz g 2 2 u x x y z z x y 2 z 引入无量纲量x、y、z 、u 、u 、u 和p。它们与相应的无量纲量之间的关系为： x y z x=Lx，y=Ly，z=Lz u x Vu，u y Vu，u Vu x y z z p Pp 式中L、V 、P均为定性量
《流体力学》第十章相似性原理与因次分析
第十章 相似性原理和因次分析
流体力学实验是研究问题的重要手段。 相似性原理用于指导实验非常有用。 相似性原理所研究的是相似物理现象之间的关系。只有同类的物理现象之间才能谈论相似问题。 同类的物理现象：是指那些用相同形式并具有相同内容的微分方程式所描写的现象。 电场和导热物体的温度场之间只有类比或比拟，但不存在相似。
例如：在考虑不可压缩流体流动的动力相似时， 决定流动平衡的四种力，粘滞力、压力、重力 和惯性力并非都是独立的，其中必有一力是被 动的，只要三个力分别相似，则第四个力必然 相似。因此，在决定动力相似的三个准则数Eu, Fr,Re中，也必有一个被动的，相互之间存在 依赖关系 Eu=f(Fr,Re)。 准则数之间的函数关系称为准则方程。
例题5：水翼船的阻力Ff与翼弦长度l,翼型截面积A,航行速度U,水的密度ρ,水的粘度μ有关,取U,A, ρ为基本量,用π定理确定阻力的函数关系式.
01
如果两个同一类的物理现象，在对应的时空点，各标量物理量的大小成比例，各向量物理量除大小成比例外，且方向相同，则称两个现象是相似的。
02
相似的条件：几何相似、运动相似、动力相似以及两个流动的边界条件和起始条件相似。
第一节 力学相似性原理
原型管流
模型管流
几何相似是指流动空间几何相似。即形成此空间任意相应两线段夹角相等，任意相应线段长度保持一定的比例。
1
同名作用力，指的是同一物理性质的力，如重力，粘性力，压力，惯性力，弹性力等。
2
动力相似是运动相似的保证
动力相似
01.
由动力相似的定义推导相似准数：
02.
由于惯性力与运动相似直接相关，把以上关系写为：
03.
原型流动
04.
模型流动
如何计算对流传热系数
Q ' m s 1 c p 1 ( T 1 T 2 ) m s 2 c p 2 ( t2 t1 )
原工况下 T1 T2 t1 t2 Δtm α1 α2 K? A?
ms1cp1? ms2cp2?
Q = Q’
新工况下 ms2↑ m’s2=2ms2 α’1=α1 α’2 =20.8α2 K?
②其它参数一定，u一定， α与d的0.2次方成反比，改变管 径对α的影响不大。
③其它参数一定，V一定， α与d的1.8次方成反比，改变管 径，缩小管径将使 α ↑。
u 0.8
d 0.2
12
【补例】列管换热器的列管内径为15mm，长度为2.0m。管 内有冷冻盐水（25%CaCl2）流过，其流速为0.4m/s，温度自 -5℃升至15℃。假定管壁的平均温度为20℃，试计算管壁与 流体间的对流传热系数。
新工况下 α’2 =20.8α2
K ' 1
1
4.3 9W/2(K m )
1120.1 8 2 5 1 020.8 12000
23
t'mlt1n tt1 2t2
120t'2 T'215 ln120t'2 T'215
T T’2 ← 120 t 15 → t’2 △t T’2-15 120-t’2
T'215
120t'2 1.057
(5)
T'215
联立(3)和(5)，得：
t‘2=61.9℃， T '2=69.9℃
25
§4-17 流体作自然对流时的对流传热系数
大容积自然
Nu=f(Pr,Gr)
两种方法：
《化工原理》第十三讲
容易在光滑表面形成。原因是需要较大的过热度，暴沸之 后过热度丧失，蒸发过程不平稳，暴沸对传热过程不利
（4）大容积饱和沸腾 曲线 ①自然对流阶段 ②泡状沸腾阶段
nucleate boiling
③膜状沸腾阶段film boiling
问： 1、沸腾曲线分为几个阶段？各有什么特点? 2、工业生产中沸腾操作一般总是设法控制在什么阶段？为什么？
五、有相变的对流传热 特点：对流传热系数较无相变时大，为什么？
1、蒸汽冷凝
（1）蒸汽冷凝的特点 气相主体不存在温度差，没有热阻，蒸汽冷凝给热的热阻 几乎全部集中在冷凝液膜中
工业上使用饱和蒸汽作为加热介质的原因：
一是饱和蒸汽有恒定的温度
二是有较大的对流传热系数
（2）冷凝液在壁面上的流动方式
•膜状冷凝
•滴状冷凝
滴状冷凝系数比膜状冷凝系数可以高达几倍甚至十几 倍，为什么？ 但工业上冷凝器的设计却又总是按膜状冷凝来处理， 为什么？
因为即使采用了促进滴状冷凝的措施也不能持久
（3）影响冷凝传热的因素
不凝气体导致的附加热阻，蒸汽中有1%的不凝气体时，冷 凝给热系数将降低60% 蒸汽过热的影响，即壁温的影响，壁温与蒸汽的饱和温度比较 蒸汽的流速和流向对膜层厚度的影响
难点
流体无相变时管内强制湍流对对流传 热系数的影响因素及其影响机理
§4-5 对流传热系数关联式
一、获得α的方法
1、解析法
对所考察的流场建立动量传递、热量传递的衡算方程和速率方 程，在少数简单的情况下可以联立求解流场的温度分布和壁面 热流密度，然后将所得结果改写成牛顿冷却定律得形式，获得 给热系数的理论计算式，如：管内强制层流时的对流传热系数 求解
因次分析法与数学模型法的比较
它通过分析事物间的因果关系， 找出事物间的内在联系，从而对 事物的发展趋势和规律进行预测 和推断。
特点
因果性
因次分析法强调事物间的因果关 系，通过分析因果关系来揭示事 物的内在规律。
系统性
因次分析法将事物视为一个系统， 注重分析系统内各要素之间的关 系和相互作用。
综合性
因次分析法综合考虑各种因素， 力求全面、准确地揭示事物的内 在规律。
等；而数学模型法则适用于各种领域，如经济、生态、社会等，只要有
明确的数学关系和规律。
03
精确度
因次分析法在简化物理过程时可能会忽略一些次要因素，导致精度有所
损失；而数学模型法则可以根据实际需求选择合适的数学模型，从而获
得更高的精度。
应用方式的比较
应用步骤
因次分析法通常包括确定控制方程、确定因次方程、因次分析和简化模型等步骤；而数学模型法则包括建立数学模型 、选择合适的数学方法和求解模型等步骤。
因次分析法与数学模型法 的比较
• 引言 • 因次分析法概述 • 数学模型法概述 • 因次分析法与数学模型法的比较 • 案例分析 • 结论
01
引言
主题简介
因次分析法
是一种基于系统要素之间相互关系和 系统整体行为的分析方法，用于研究 系统内部各要素之间的相互作用和影 响。
数学模型法
是一种通过数学模型描述和预测系统 行为的方法，通过建立数学方程或模 型来描述系统的结构和行为。
案例名称
01
城市交通规划
案例描述
02
运用因次分析法对城市交通流量、道路等级、交通方式等指标
进行分析，确定城市交通规划方案。
案例总结
03
因次分析法能够综合考虑多种因素，为城市交通规划提供科学
因次分析法
什么是因次分析法因次分析法（Actor Analysis Method）是将各候选方案的成本因素和非成本因素同时加权并加以比较的方法。
列举各种影响因素，将这些因素分为客观因素和主观因素两类，客观因素能用货币来评价，主观因素是定性的，不能用货币表示。
确定主观因素和客观因素的比重，用以反映主观因素与客观因素的相对重要性。
确定客观量度值，再确定主观评比值和主观量度值，最后将客观量度值和主观量度值进行加权平均，得到位置量度值，即是选址方案的整体评估值，最大者入选。
[编辑]因次分析法的实施具体实施步骤如下：（1）研究要考虑的各种因素，从中确定哪些因素是必要的。
如某一选址无法满足一项必要因素，应将其删除。
如饮料厂必须依赖水源，就不能考虑缺乏水源的选址。
确定必要因素的目的是将不适宜的选址排除在外。
（2）将各种必要因素分为客观因素（成本因素）和主观因素（非成本因素）两大类。
客观因素能用货币来评价，主观因素是定性的，不能用货币表示。
同时要决定主观因素和客观因素的比重，用以反映主观因素与客观因素的相对重要性。
如主观因素和客观因素同样重要，则比重均为0.5。
主观因素的比重值可通过征询专家意见决定。
（3）确定客观量度值。
对每一可行选址可以找到一个客观量度值，此值大小受选址的各项成本的影响。
其计算方法用数学方程式可表示为：C ij—i可行位置的第j项成本C i—第i可行位置的总成本OM i—第i可行位置的客观量度值各可行位置的量度值相加，总和必等于1M—客观因素数目，N为可行位置数.（4）确定主观评比值。
各主观因素因为没有一量化值作为比较，所以用强迫选择法作为衡量各选址优劣的比较。
强迫选择法是将每一选址方案和其他选址方案分别作出成对的比较。
令较佳的比重值为1，较差的毕生值则为0。
此后，根据各选址方案所得到的比重与总比重的比值来计算该选址的主观评比值。
以数学方程式表示，则为：S ik—i位置对K因素的主观评比值W ik—i位置在K因素中的比重；主观评比值为一量化的比较值。
因次分析法
• 5、因次分析法• 将各候选方案的成本因素和非成本因素同时加权并加以比较的方法，其实施步骤如下：– (1)研究要考虑的各种因素，从中确定哪些因素是必要的。
如某一选址无法满足一项必要因素，应将其删除。
如饮料厂必须依赖水源，就不能考虑一个缺乏水源的选址。
确定必要因素的目的是将不适宜的选址排除在外。
– (2)将各种必要因素分为客观因素(成本因素)和主观因素(非成本因素)两大类。
同时要决定主观因素和客观因素的比重，用以反映主观因素与客观因素的相对重要性。
即X=主观因素的比重值，1-X=客观因素的比重值，0≤X ≤1。
如X 接近1，主观因素比客观因素更重要，反之亦然。
X 值可通过征询专家意见决定。
(3)OMi ，式中：i 项选址方案总成本Ci 为各项成本Cij 之和，即式中：Ci ——第i 选址方案的总成本； Cij ——i 选址方案的第j 项成本；∑==Mj iji C C 1OMi ——第i 选址方案的客观量度值； M ——客观因素数目； N ——选址方案数目。
(4)确定主观评比值。
各主观因素因为没有一量化值作为比较，所以1，较差的比重值则为0计算该选址的主观评比值Sik式中: Sik ——i 选址方案对K 因素的主观评比值； Wik ——i 选址方案A 因素中的比重。
(5)确定主观量度值。
各主观因素间的重要性不相同。
所以对各主观因素配上一个重要性指数Ik 。
Ik 的分配方法可用步骤(4)中所述的强迫选择法来确定，然后再以每因素的主观评比值与该因素的重要性指数Ik 相乘，分别计算每一选址方案的主观量度值SMi 。
可用下式表示式中Ik ——主观因素的重要性指数；∑==Mk ikk i S I SM 1Sik——i选址方案对于A因素的主观评比值；M——主观因素的数目。
•(6)确定位置量度值。
位置量度值LMi为选址方案的整体评估值，其计算式为•LMi=X.SMi+(1-X).OMi•式中：X——主观比重值；•（1-X）——客观比重值；•SMi——i选址的主观量度值；•OMi——i选址的客观量度值。
第二章-因次分析与定理讲课讲稿
第二节 因次和谐原理和因次分析方法
➢二、 因次分析方法
例： 一弦长为L的单摆,摆端有质量为m的摆球，要求用瑞利法求单摆
的摆动周期t的表达式。
根据单摆现象观测，周期t与弦长l、摆球质 量m为及重力加速度g有关，即：
tf(l,m,g)
用幂指数乘积来表示这一函数关系，即：
tf(lmg)
Ｌθθ
式中：，， 为待定常数。将上式写成因次式得： 图2-1 单摆
根据因次和谐原理，方程两侧同类因次的指数必须相同，即：
[M ]:0
[ L ]: 2 3
[T ]: 2 1
联解上列3式得：
1 ,4 , 1
从而有
Hale Waihona Puke [Q][pr41]l
写成函数关系式为
pr 4 Qk
l
其中，k为无因次系数，由试验结果分析得：
k 8
于是圆管中层流流量公式为：
Q pr 4 8 l
y为一运动学量 y为一动力学量
第一节 物理量的因次、量度单位和因次式
如面积是由两个长度的乘积组成的，则它们的因次为长度因次 的平方,[A]=[L2]或写成[A]=[M0L2T0]。
流速因次为[V]= [LT-1] = [M0LT-1]； 力的因次为[F]=[M][a]=[M LT-2]。
常见因次关系详见P34页表2－1
物理量
无因次量
有因次量
导出量
基本量
第二节 因次和谐原理和因次分析方法
➢1、因次和谐原理
凡是正确反映某一物理现象变化规律的完整的物理方程， 其各项因次都必须是一致的，这称为因次和谐原理。
只有类型相同的物理量才能相加减，即因次相同的物理 量才能相加减，两个不同类型的物理量相加减是没有意义的。 比如，1m+1kg是没有意义的。所以，方程中各项因次都必 须是一致的。
因次分析法
总比重值：2
因次分析法
• 步骤： • （1）研究要考虑的各种因素，从中确定哪些因素是
必要的。 • （2）将各种必要因素分为客观因素(成本因素)和主
观因素(非成本因素)两大类。
– 客观因素能用货币来评价，主观因素是定性的，不能用货 币表示。
– 同时要决定主观因素和客观因素的比重，用以反映主观因 素与客观因素的相对重要性。
– 如主观因素和客观因素同样重要，则比重均为0.5。即X＝ 主观因素的比重值，1－X＝客观因素的比重值，0≤X≤1。 如X接近1，主观因素比客观因素更重要，反之亦然。X值 可通过征询专家意见决定。
（4）确定主观评比值
（5）确定主观量度值
（6）确定位置量度值
解：首先计算D、E、F三处的Fra bibliotek置量度
因次分析与定理课件
线性变换可以通过矩阵运算来实 现，通过研究线性变换的性质和 行为，可以进一步了解其对应的
矩阵表示。
最小二乘法
最小二乘法是一种数学优化技术，它 通过最小化预测值与实际观测值之间 的平方误差和来估计最佳参数。
通过最小二乘法，可以找到最佳拟合 数据的参数，使得预测值与实际观测 值之间的误差最小化。
在因次分析中，最小二乘法常用于估 计模型参数和进行预测。
拓展应用领域
随着理论的不断完善和应 用需求的增加，因次分析 将逐渐拓展到其他领域， 如经济学、社会学等。
提高数据分析能力
未来将进一步提高数据处 理和分析的技术水平，以 便更好地挖掘数据中的信 息和规律。
与其他领域的交叉研究
与机器学习的结合
通过结合机器学习算法，利用因次分析对数据进行降维处理，提 高数据分析和处理的效率。
因次分析的基本思想是通过分析系统内各要素之间的因果关系、相关关系和序关系，来揭示系统的内在结构和 本质特征。
因次分析的历史与发展
因次分析的思想起源于古希腊哲学家亚里士 多德，他提出了“因”、“果”、“本原” 等概念，奠定了因次分析的基础。
19世纪中叶，英国数学家布尔和德国数学家 弗雷格等人发展了因次分析的理论和方法， 将其应用于数学、逻辑学和哲学等领域。
总结词
化学反应模拟是因次分析在化学领域的应用，有助于理解化 学反应的机理和过程。
详细描述
在化学反应模拟中，因次分析可以帮助确定反应过程中的关 键因素和影响反应速率的主要变量，从而简化复杂的化学反 应网络。此外，因次分析还可以用于优化化学反应条件和提 高产物的选择性。
在生物系统模拟中的应用
总结词
生物系统模拟是因次分析在生命科学领 域的应用，有助于揭示生物系统的复杂 性和动态性。
因次分析法
因次分析法一篇文章有观点，论据，例子等，这些都是组成一篇作文的基本要素，有了这些，写出来的文章就可以称之为好文章。
但写好作文并不是简单地把文字堆积在一起，而需要在头脑中先理清思路，确定一个大致的方向，然后再逐步展开，由此及彼，去芜存菁。
我们常说作文要善于提炼观点，也就是要在写作之前先明确文章所表达的主题。
怎样才能明确文章的主题呢？要掌握如何审题，正确选材，围绕主题进行构思、立意，也就是明确文章的观点。
1、相关概念因次分析法又称“对比分析法”，它是根据同类事物或现象之间的共性，将事物进行对照比较，从而得出结论。
因次分析法常用的方法有： (1)纵向对比。
指在文章中找出能体现事物发展的趋势、具有代表性的细节或局部，然后与其他相关的文章、现象、人物或事件进行比较，从而分析出事物的特征、本质或规律，以揭示事物的内涵。
例如，《微笑》中举例《离骚》和《诗经》中表现微笑情景的句子，以及屈原生平的历史背景，从而分析出屈原微笑的原因，即：前者表现他忧国忧民的爱国思想，后者表现他追求美政的品质。
(2)横向对比。
指在文章中找出能体现不同事物之间相互联系的对应性情节或细节，通过对这些情节或细节的比较分析，揭示事物的内在联系。
2、应用原则(1)内容上的因果关系和逻辑联系。
要求做到四个“是否”：即事物的本质属性是否得到充分展示；事物的本质属性和基本事实是否得到交代；相关材料是否支撑了观点；分析的角度是否科学。
(2)分析深刻，具有启发意义。
(3)结构严谨，衔接自然。
3、常见问题(1)观点含混模糊。
所谓观点，是指作者在文章中表达的某种倾向或主张，因此，在审题时必须弄清观点的范围和指向，对作者没有明确限制的，一般就是作者的观点。
例如：《诚信赢得尊重》一文，作者表明了文章的观点——“诚信是赢得别人尊重的最佳途径。
”(诚信既包括社会公德和职业道德，也包括个人品德)，但却在文中没有对其加以具体解释和展开，文章看起来似乎可以任由合理性，却缺乏深层次的挖掘，很难让读者信服。
第二章因次分析
F (N1, N2 , N3, N4 Nn ) 0 N1 f (N2 , N3, N4 Nn )
F1 1,2, ,nm 0
2.3 π定理及应用
N1
N N N x1 2
y1 3
z1 4
N2
N N N x2 2
y2 3
z2 4
N3
N N N x3 2
y3 3
z3 4
N4
N N N x4 2
❖ 遗漏了主要多没有决定性意义的物理量，造成方程中 出现累赘的因次。
❖ 把有因次的某些常数或系数视为无因次数而未作 为参变量；遇到因次相同而物理意义不同的量， 在分析时难以区分（如弯矩与功）。
❖ 在所求得的若干无因次准数中，仅凭因次分析法 无法确定哪些是决定性的，哪些是次要的。
出各参变量的指数值； ⑤ 将解得的指数值回代到原假定的函数关系式，并加整
理、化简； ⑥ 通过模型试验或现场观测，验证所得的函数表达式的
完整性和正确性，确定表达式中的待定系数或指数， 获得描述该物理现象的完整的表达式。
2.2 因次和谐原理
❖ 瑞利因次分析方法的局限性
① 只能假定物理方程式的模式是参变量幂指数的乘积； ② 所建立方程式的正确与否，很大程度取决于参变量的选
本章小结
❖ 因次及单位的概念、分类、联系 ❖ 因次换算 ❖ 因次和谐原理 ❖ 瑞利法
❖ π定理及其应用
❖ 作业
本章完
有因次的量：数值大小随单位的变换而改变 物理量
无因次的量：数值大小不随单位的变换而改变
2.1 因次与单位
❖因次独立条件
dim A x dim B y dimC z M 0L0T 0 1
（幂积不是无因次数，或不存在非零解，即只有零解）
计算题重心法选址因次分析法选址课件
j 1
计算题重心法选址因次分析法选址
10
迭代计算步骤
1. 确定仓库地址初始位置（xd(0),yd(0)）。 2. 计算出与（xd(0),yd(0)）相应的总运输费用CT(0)。 3. 将（xd(0),yd(0)）代入公式中，计算出仓库地址的改进位置（xd(1),yd(1)）。 4. 计算出与（xd(1),yd(1)）相应的总运输费用CT(1)。 5. 将CT(1)与CT(0)进行比较，若CT(1)＜CT(0)，则返回步骤3，将（xd(1),yd(1)）
（一）根据成本因素的评价方法
盈亏点平衡法 重心法 精确重心法 多重心法
计算题重心法选址因次分析法选址
1
2、重心法
计算题重心法选址因次分析法选址
2
***中心
在一个连接图G中，令d(vi )
max
v j V
d
vi , v j
为点vi到点vj的最大距离，若G中的一点v*满
足：dv
*
min
15
2、因次分析法
1. 研究要考虑的各种因素，从中确定哪些因素是必要的
2. 将各种必要因素分为客观因素（成本因素）和主观因
素（非成本因素）两大类。
3.
确定客观量度值 OM i
N
CTi
i0
1 1
CTi
4.
确定主观评比值 Sik
Wik
N
Wik
i 1
M
CTi Cij j0
5.
确定主观量度值 SM i
工厂及其 地理位置 坐标/km
年配送量/t
P1
x1
y1
P2
x2
y2
P3
x3
y3
20 70 60 60 20 20
第二节颗粒床层的特性w
流体通过颗粒层的流动多呈爬流（滞流） 流体通过颗粒层的流动多呈爬流（滞流） ，单位体积床层所具有的表面积对流动阻 力有决定性的作用。 力有决定性的作用。 l
第二节 颗粒床层特性
（1）康采尼（Kozeny）实验结果： ）康采尼（ ）实验结果：
康采尼通过实验发现，在流速较低，床层雷诺数 康采尼通过实验发现，在流速较低，床层雷诺数Reb<2 的层流情况下，模型参数λ'可用下式表示 可用下式表示： 的层流情况下，模型参数 可用下式表示：
K′ λ′ = Reb
（1）定义： ）定义：
床层截面上未被颗粒占据的、流体可以自由流过的面积。 床层截面上未被颗粒占据的、流体可以自由流过的面积。
（2）注意： ）注意：
①工业上，小颗粒床层一般用乱堆的方法堆成，而非球形颗粒的定 工业上，小颗粒床层一般用乱堆的方法堆成， 向是随机的，所以一般认为流体通过的自由截面（即空隙截面） 向是随机的，所以一般认为流体通过的自由截面（即空隙截面）与 床层截面之比在数值上等于空隙率ε； 床层截面之比在数值上等于空隙率 ； ②实际上会有壁效应出现，本章研究范围按①处理。 实际上会有壁效应出现，本章研究范围按①处理。 壁效应出现 壁效应：壁面附近床层的孔隙率总是大于床层内部的， 壁效应：壁面附近床层的孔隙率总是大于床层内部的，较多的流体 必趋向近壁处流过，使床层截面上流体分布不均匀， 必趋向近壁处流过，使床层截面上流体分布不均匀，这种现象称为 壁效应。 壁效应。
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互不相通的扇形格，每 表面的每一部分，都依次经历过滤、
格都有单独的孔道与分 洗涤、吸干、吹松、卸渣等到阶段。
配头的转动盘上相渔的 孔相连。
因此，每旋转一周，对任何一部分表 面来说，都有经历了一个操作循环。
洗涤区
吹干区
卸渣区 过滤区
回转真空过滤机上的转筒
回转过滤机的突出优点是操作连续、自动。适合于处理各 种不同的悬浮液；管理简单。
互不相通的扇形格，每 表面的每一部分，都依次经历过滤、
格都有单独的孔道与分 洗涤、吸干、吹松、卸渣等到阶段。
配头的转动盘上相渔的 孔相连。
因此，每旋转一周，对任何一部分表 面来说，都有经历了一个操作循环。
▪厢式压滤机
主要结构及操作
厢式过滤机外表 与板框过滤机相似， 仅由滤板组成。每块 滤板凹进的两个面与 另外的滤板压紧后组 成过滤室。料浆由中 心孔加入，滤液从下 脚排出。带有中心孔 的滤布覆盖在滤板上。
悬浮液固含量两种表示方法：
质量分数ω（kg固体/kg悬浮液）
体积分数φ(m3固体/m3悬浮液)
/ P P (1)
P、分别为固体颗粒和密 滤度 液。
V悬 V LA
V悬 LA(1) 滤饼厚度 L q q
1 1 每单位体积滤液所的 形滤 成饼体积 LA
V 1
V悬 :为获得滤液V量并形成厚度L为 的滤饼所消耗的悬总 浮量 液。
框。可以通过手动、电动或液压传动压紧装置。
悬浮液 入口
板
框
3
4
悬浮液 入口
1
2
2
4
1
3
洗水 5 入口
6 滤液流出
（A）过滤阶段 1-板；2-框；3-滤布；4-悬浮液入口 5-滤饼；6-滤液流出
6
8
7关
洗水流出
（B)洗涤阶段 1-非洗涤板；2-洗涤板；3-框；4-滤布； 5-洗水入口；6-滤饼；7-阀门；8-洗水流出
▪回转真空过滤机
主要结构及操作
回转真空过滤机是
应用最广的一种连续操
作的过滤设备。
依靠真空系统造成的
转筒内外压差进行过滤。
它的主体是能转动的圆
筒，其表面有一层金属
网，网上覆盖滤布。筒 圆筒旋转时，其壁面的每一段，可以
的下部浸在滤浆中，转 依次与处于真空下的滤液罐或鼓风机
筒沿圆周分隔成若干个 （正压下）相通。每旋转一周，转筒
浆及滤饼的空间。滤板除上方两角均有孔外，下方的一角尚有
小旋塞，与板面的两侧相通。滤板又分为两种，左图为非洗板
（过滤板），右图为洗涤板，洗涤板的特点是左上角的孔还有
小通道与板面的两侧相通，洗水可以由此进入。为了便于区别，
在板与框的边上作不同的记号，过滤板为一钮，框为二钮，洗
涤板为三钮。装合时按钮数1-2-3-2-1-2-3…的顺序排列板和
缺点是转筒体积庞大而过滤面积不大。过滤面积小，投资 费用高；滤饼洗涤不充分；难以得到未经稀释的滤液。此外， 转筒过滤机的滤饼难以充分洗涤。所以，对于处理固体物含量 大的悬浮液的过滤比较合适。
4.5 过滤过程的计算
一、过滤过程的物料衡算
对给定的滤浆，所获得的滤液必形成一定的滤饼，它们 之间的对应关系可由物料衡算求得。
因次分析和数学模型法的比较
方法 关键
对过程认 实验目的 识程度
因次 能否如数列出影响过 不甚了解, 寻找各无因
分析 程的主要因素
过程如同” 次数群间的
黑箱” 函数关系
数学 对复杂过程的合理简 深刻理解
模型 化:精髓
过程的特
(1)பைடு நூலகம்紧抓住过程特征 殊性
检验模型的 合理性并测 定模型参数
(2)研究目的的特殊性
▪回转真空过滤机
主要结构及操作
回转真空过滤机是
应用最广的一种连续操
作的过滤设备。
依靠真空系统造成的
转筒内外压差进行过滤。
它的主体是能转动的圆
筒，其表面有一层金属
网，网上覆盖滤布。筒 圆筒旋转时，其壁面的每一段，可以
的下部浸在滤浆中，转 依次与处于真空下的滤液罐或鼓风机
筒沿圆周分隔成若干个 （正压下）相通。每旋转一周，转筒
二、过滤设备
▪分类：压滤和吸滤：叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机
▪离心过滤：离心机（下一章讲） ▪叶滤机
a.主要结构及操作
主要构件是矩形或圆形的滤叶。
滤叶由金属丝网组成的框架上覆
以滤布构成。将若干个平行排列
的滤叶组装成一体，安装在密闭
的机壳内，即构成叶滤机。滤叶
可垂直放置，也可水平放置。滤
饼厚度一般5~35mm。
洗涤结束，将板框打开，卸出滤饼，清洗滤布，重新装合，进 入下一个操作循环。
BMS20/635-25 B…板框过滤机；M…明流（A暗流）;S…手 动压紧（Y液压）20…过滤面积20m2; 635…框内每边长635mm; 25 …框厚25mm 若为26个框,过滤面积A=0.6352*2*26m2, 滤 饼体积（全充满）Vc=0.6352*0.025*26 m3
:空隙率， A:过滤面积
滤板和滤框多做 成正方形, 板框压滤 机的操作是间歇的。
1钮
2钮
3钮
料液通道
洗涤液通道
非洗涤板
框
洗涤板
板和框的角端均开有圆孔，装合、压紧后即构成了滤浆、
滤液和洗涤液的通道。 滤框（中图）的左上角和右上角均有
孔，右上角的孔还有小通道与框内的空间相通，滤液可由此进
入，框的两侧复以四角开孔的滤布，空框与滤布围成了容纳滤
板框过滤机的操作是间歇的，每个操作循环由装合、过滤、 洗涤、卸渣、整理五个阶段组成。
过滤时，悬浮液在一定的压力下经滤浆通道由滤框角端的 暗孔进入框内，滤液分别穿过两侧滤布，再经邻板板面流 至滤液出口排出，固体则留在框内，当滤饼充满滤框后， 停止过滤。
若滤饼需要洗涤，将洗水压入洗水通道，经洗涤板角端的 暗孔进入板面与滤布之间，洗水在一定压力下穿过一层滤 布及整个厚度的滤饼，然后再横穿另一层滤布，最后由过 滤板下部的滤液出口排出。这种操作方式叫横穿洗涤法， 作用：提高洗涤效果。[滤液流过滤饼面积为洗涤液的两 倍，而流经路径前者为后者的1/2]
叶滤机也是间歇操作设备。
如果滤饼需要洗涤，则在过滤完
叶滤机设备紧凑，密闭操作， 毕后通入洗水，洗水路径和滤液
劳动条件较好，每次循环滤布不 需装卸，劳动力较省。缺点是结
路径相同，这种洗涤方式叫置换 洗涤法。洗涤过后，打开机壳，
构相对较复杂，造价较高。
拔出滤叶除去滤饼。
▪板框式压滤机
主要结构及操作
板框式压滤机由 许多块滤板和滤框交 替排列组合而成的。 滤板和滤框共同支承 在两侧的架上并可在 架上滑动，用一端的 压紧装置将它们压紧。