重力沉降室(课堂PPT)
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重力沉降室
重力沉降室沉降室被用于从气流中分离较大的颗粒（直径通常大于100 μm）。
在沉降室中，颗粒受重力的作用从缓慢流动的气流中分离出来，并将沉积到仓底或集尘斗中，而气体继续流走。
必需注意的是，气体离开沉降室时，出口气速要足够大，以确保残留在气流中的颗粒不再沉降，造成固体颗粒的堆积，从而堵塞管道的水平部分。
图1. 重力沉降室示意图理论上，可以设计一个足够大的沉降室，以高效分离小粒径颗粒，但由于尺寸或造价的问题，该方法通常不可行。
实际应用中，在气流中有一些大的颗粒（直径超过100μm）的情况下，沉降室通常用在其他分离设备之前，用做预分离器，因为大颗粒会损坏二级分离设备，其中一个最普遍的例子是用来分离并去除从喷砂清洁器中出来的一些坚硬和具有磨损性的喷砂材料。
尽管旋风分离器可以用较小的体积达到更好的分离效果，但考虑到沉降室的物理设计简易、压降低、抗颗粒的摩损等因素，通常会选用沉降室。
沉降室可按如下公式进行设计：其中:V = 沉降室的有效容积(除去集尘斗的容积)，m3td = 直径为d的颗粒沉降要求的时间，sQ = 气体流量，m3/s和其中td = 直径为d的颗粒沉降要求的时间，sh = 除集尘斗外，沉降室的有效高度，mUT = 所收集颗粒的终端沉降速度，m/s表1给出了在沉降室设计中一些终端沉降速度UT的值。
表1 空气中球形颗粒的终端沉降速度终端沉降速度颗粒直径, μm[m/s]0.1 8.7 × 10-70.2 2.3 × 10-60.4 6.8 × 10-61.0 3.5 × 10-52.0 1.19 × 10-44.05.0 × 10-410.0 3.00 × 10-320.0 1.2 × 10-240.0 4.8 × 10-2100.0 2.46 × 10-1400.0 1.571000.0 3.82注：颗粒密度= 1000 kg/m3, 空气温度为20℃，压力为1bar。
大气污染第六章.完整版PPT资料
18Q pgW L
由 于 沉 降 室 内 的 气 流 扰 动 和 返 混 的 影 响 ， 工 程 上 一 般 用 分 级 效 率 公 式 的 一 半 作 为 实 际 分 级 效 率
dmin
36Q pgW L
重力沉降室效率的影响因素
❖ 提高沉降室效率的主要途径
降低沉降室内气流速度 增加沉降室长度 降低沉降室高度
❖ 缺点
体积大 效率低 仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较
惯性除尘器
❖ 机理
沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡 板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯 性力作用，使其与气流分离
惯性除尘器
❖ 结构形式
冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子 反转式－改变气流方向捕集较细粒子
冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型
：局部阻力 系1 6数dAe2
A：旋风除尘器进口面积
旋风除尘器型式 XLT XLT⁄A XLP⁄A XLP⁄B
局部阻力系数ξ
5.3 6.5 8.0
5.8
旋风除尘器
❖ 旋风除尘器的压力损失
相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相 同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变
含尘浓度增高，压力降明显下降 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型
❖ 应用
惯性除尘器
一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘 净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除
尘，捕集10～20µm以上的粗颗粒 压力损失100～1000Pa 不适宜用于粘结性和纤维性粉尘。
旋风除尘器
❖ 利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流 中分离的装置
《重力沉降》课件
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汇报人：PPT
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
重力沉降是一种物理现象，指物体在重力作用下，从高浓度区域向低浓度区域移动的过程。
重力沉降广泛应用于污水处理、空气净化等领域，是一种有效的分离、净化技术。
PART FOUR
粒径越大，沉降速度越快 粒径越小，沉降速度越慢 粒径对沉降速度的影响与流体密度、粘度、温度等因素有关 粒径对沉降速度的影响还与颗粒物的形状、表面粗糙度等因素有关
流速增加，沉降速度加快 流速降低，沉降速度减慢 流速过快，可能导致颗粒悬浮，影响沉降效果 流速过慢，可能导致颗粒沉积，影响沉降效率
实验注意事项：确保实验环境 的稳定性、避免干扰因素的影
响
实验结果的分析：根据实验数 据，分析颗粒沉降规律，得出
结论
实验目的：验证重力沉降原理 实验方法：使用不同密度的颗粒进行沉降实验 实验结果：颗粒沉降速度与密度成正比 讨论：沉降速度与颗粒密度的关系，以及颗粒沉降过程中的其他影响因素
优点：操作简单，易于控制，结果直观 缺点：耗时长，需要大量样本，可能存在误差 适用范围：适用于颗粒大小、密度差异较大的样品 不适用范围：不适用于颗粒大小、密度差异较小的样品
PART SIX
重力沉降是地 球科学、环境 科学、工程科 学等领域的重
要研究内容
重力沉降研究 有助于理解地 球内部结构和
演化过程
重力沉降研究 对于环境污染 治理、资源开 发利用等方面 具有重要意义
重力沉降研究 对于提高人类 对地球的认识 和理解具有重
要意义
研究重力沉降在环境保护中的应用，如大气污染治理、水污染治理等 研究重力沉降在材料科学中的应用，如纳米材料制备、生物材料制备等 研究重力沉降在能源领域的应用，如太阳能电池、燃料电池等 研究重力沉降在生物医学领域的应用，如细胞分离、组织工程等
汇报人：PPT
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
重力沉降是一种物理现象，指物体在重力作用下，从高浓度区域向低浓度区域移动的过程。
重力沉降广泛应用于污水处理、空气净化等领域，是一种有效的分离、净化技术。
PART FOUR
粒径越大，沉降速度越快 粒径越小，沉降速度越慢 粒径对沉降速度的影响与流体密度、粘度、温度等因素有关 粒径对沉降速度的影响还与颗粒物的形状、表面粗糙度等因素有关
流速增加，沉降速度加快 流速降低，沉降速度减慢 流速过快，可能导致颗粒悬浮，影响沉降效果 流速过慢，可能导致颗粒沉积，影响沉降效率
实验注意事项：确保实验环境 的稳定性、避免干扰因素的影
响
实验结果的分析：根据实验数 据，分析颗粒沉降规律，得出
结论
实验目的：验证重力沉降原理 实验方法：使用不同密度的颗粒进行沉降实验 实验结果：颗粒沉降速度与密度成正比 讨论：沉降速度与颗粒密度的关系，以及颗粒沉降过程中的其他影响因素
优点：操作简单，易于控制，结果直观 缺点：耗时长，需要大量样本，可能存在误差 适用范围：适用于颗粒大小、密度差异较大的样品 不适用范围：不适用于颗粒大小、密度差异较小的样品
PART SIX
重力沉降是地 球科学、环境 科学、工程科 学等领域的重
要研究内容
重力沉降研究 有助于理解地 球内部结构和
演化过程
重力沉降研究 对于环境污染 治理、资源开 发利用等方面 具有重要意义
重力沉降研究 对于提高人类 对地球的认识 和理解具有重
要意义
研究重力沉降在环境保护中的应用，如大气污染治理、水污染治理等 研究重力沉降在材料科学中的应用，如纳米材料制备、生物材料制备等 研究重力沉降在能源领域的应用，如太阳能电池、燃料电池等 研究重力沉降在生物医学领域的应用，如细胞分离、组织工程等
《重力沉降》课件
重力沉降与生物技术结合
利用生物技术提高重力沉降的分离效果和环保性能。
感谢您的观看
THANKS
提高沉降效率的方法
增加沉降面积
通过增加沉降设备的沉降 面积，提高单位时间内处 理的物料量，从而提高沉 降效率。
优化进料方式
通过改进进料方式，减少 物料的流动阻力，降低颗 粒间的摩擦和碰撞，提高 沉降效果。
强化搅拌效果
通过加强搅拌，增加颗粒 间的碰撞和摩擦，促进颗 粒的凝聚和沉降。
新型沉降技术的研发
在土壤修复与改良中，重力沉降技术常与其他技术结合使用，如化学淋洗、植物修 复等。
04
重力沉降的影响因素
颗粒大小与密度
总结词
颗粒大小和密度是影响重力沉降的重要因素。
详细描述
颗粒的大小和密度决定了颗粒在流体中的沉降速度。一般来说，颗粒越大、密度越高，沉降速度越快 。颗粒间的相互作用也会影响沉降行为，例如颗粒间的碰撞和粘附作用。
02
重力沉降的物理模型
理想状态下的重力沉降模型
理想状态假设
假设颗粒在沉降过程中不受其他外力（如阻 力、浮力等）影响，只受重力作用。
自由沉降
颗粒在理想状态下仅受重力作用，不受其他 外力影响的沉降过程。
斯托克斯定律
在理想状态下，颗粒沉降速度与颗粒直径、 密度以及流体粘度有关，遵循斯托克斯定律 。
实际状态下的重力沉降模型
03
重力沉降的实际应用
工业废水处理
工业废水处理中的重力沉降技术主要用于去 除废水中的悬浮固体颗粒物，如颗粒物、纤 维、胶体等。
通过重力作用，这些颗粒物在废水中逐渐沉 降，与水分离，从而达到净化的目的。
工业废水处理中常用的重力沉降设备有沉淀 池、斜板沉淀池、悬浮澄清器等。
利用生物技术提高重力沉降的分离效果和环保性能。
感谢您的观看
THANKS
提高沉降效率的方法
增加沉降面积
通过增加沉降设备的沉降 面积，提高单位时间内处 理的物料量，从而提高沉 降效率。
优化进料方式
通过改进进料方式，减少 物料的流动阻力，降低颗 粒间的摩擦和碰撞，提高 沉降效果。
强化搅拌效果
通过加强搅拌，增加颗粒 间的碰撞和摩擦，促进颗 粒的凝聚和沉降。
新型沉降技术的研发
在土壤修复与改良中，重力沉降技术常与其他技术结合使用，如化学淋洗、植物修 复等。
04
重力沉降的影响因素
颗粒大小与密度
总结词
颗粒大小和密度是影响重力沉降的重要因素。
详细描述
颗粒的大小和密度决定了颗粒在流体中的沉降速度。一般来说，颗粒越大、密度越高，沉降速度越快 。颗粒间的相互作用也会影响沉降行为，例如颗粒间的碰撞和粘附作用。
02
重力沉降的物理模型
理想状态下的重力沉降模型
理想状态假设
假设颗粒在沉降过程中不受其他外力（如阻 力、浮力等）影响，只受重力作用。
自由沉降
颗粒在理想状态下仅受重力作用，不受其他 外力影响的沉降过程。
斯托克斯定律
在理想状态下，颗粒沉降速度与颗粒直径、 密度以及流体粘度有关，遵循斯托克斯定律 。
实际状态下的重力沉降模型
03
重力沉降的实际应用
工业废水处理
工业废水处理中的重力沉降技术主要用于去 除废水中的悬浮固体颗粒物，如颗粒物、纤 维、胶体等。
通过重力作用，这些颗粒物在废水中逐渐沉 降，与水分离，从而达到净化的目的。
工业废水处理中常用的重力沉降设备有沉淀 池、斜板沉淀池、悬浮澄清器等。
重力沉降介绍课件
重力沉降介绍课件
演讲人
目录
01. 重力沉降原理 02. 重力沉降设备 03. 重力沉降实验 04. 重力沉降应用案例
重力沉降原理
沉降过程
颗粒物在重力 作用下，向下
沉降
颗粒物与周围 流体发生摩擦，
产生阻力
颗粒物在流体 中运动，受到 流体的浮力和
阻力作用
颗粒物最终沉 降到底部，形
成沉淀
影响因素
01
矿石提纯：通过重力沉 降法去除矿石中的杂质， 提高矿石纯度
尾矿处理：利用重力沉 降法处理尾矿，减少环 境污染和资源浪费
食品加工
果汁澄清：利用重力沉降去除果
01
汁中的悬浮物和沉淀物 啤酒酿造：利用重力沉降去除啤
02
酒中的酵母和蛋白质 食用油加工：利用重力沉降去除
03
食用油中的杂质和沉淀物 乳制品加工：利用重力沉降去除
重力沉降应用案例
污水处理
2019
重力沉降法在 污泥脱水中的
应用
2021
重力沉降法在 工业废水处理
中的应用
01
02
03
04
重力沉降法在 污水处理中的
应用
2020
重力沉降法在 废水处理中的
作用
2022
矿物加工
矿物分离：利用重力沉 降法分离不同密度的矿 物颗粒
选矿工艺：重力沉降法 在选矿工艺中用于分离 有用矿物和废石
将待沉降的样品放入设备中 启动设备，开始沉降过程 观察设备运行情况，确保沉降过程正常 完成沉降后，关闭设备电源，取出样品进行分析
重力沉降实验
实验目的
验证重力沉 降原理
了解颗粒物在 重力作用下的
沉降规律
学习如何设计 重力沉降实验
演讲人
目录
01. 重力沉降原理 02. 重力沉降设备 03. 重力沉降实验 04. 重力沉降应用案例
重力沉降原理
沉降过程
颗粒物在重力 作用下，向下
沉降
颗粒物与周围 流体发生摩擦，
产生阻力
颗粒物在流体 中运动，受到 流体的浮力和
阻力作用
颗粒物最终沉 降到底部，形
成沉淀
影响因素
01
矿石提纯：通过重力沉 降法去除矿石中的杂质， 提高矿石纯度
尾矿处理：利用重力沉 降法处理尾矿，减少环 境污染和资源浪费
食品加工
果汁澄清：利用重力沉降去除果
01
汁中的悬浮物和沉淀物 啤酒酿造：利用重力沉降去除啤
02
酒中的酵母和蛋白质 食用油加工：利用重力沉降去除
03
食用油中的杂质和沉淀物 乳制品加工：利用重力沉降去除
重力沉降应用案例
污水处理
2019
重力沉降法在 污泥脱水中的
应用
2021
重力沉降法在 工业废水处理
中的应用
01
02
03
04
重力沉降法在 污水处理中的
应用
2020
重力沉降法在 废水处理中的
作用
2022
矿物加工
矿物分离：利用重力沉 降法分离不同密度的矿 物颗粒
选矿工艺：重力沉降法 在选矿工艺中用于分离 有用矿物和废石
将待沉降的样品放入设备中 启动设备，开始沉降过程 观察设备运行情况，确保沉降过程正常 完成沉降后，关闭设备电源，取出样品进行分析
重力沉降实验
实验目的
验证重力沉 降原理
了解颗粒物在 重力作用下的
沉降规律
学习如何设计 重力沉降实验
《重力沉降法》课件
重力的作用效果是 使物体向地心加速 下落
重力沉降法的定义
重力沉降法是一种 利用重力作用使悬 浮颗粒从流体中分 离出来的方法。
原理：悬浮颗粒在 重力作用下，会逐 渐下沉，而流体则 向上流动，从而实 现颗粒与流体的分 离。
应用：广泛应用于 污水处理、化工、 食品等行业。
优点：操作简单， 成本低，效率高。
过滤法：操作简单，成本低，但分离效率 低，适用于大颗粒物质
磁选法：操作简单，成本低，但分离效率 低，适用于磁性物质
05 重力沉降法的实验操作
实验前的准备
实验材料：离心管、离心机、 溶液、样品等
实验环境：无尘、无菌、温度 适宜
实验设备：离心机、天平、量 筒、滴定管等
实验步骤：样品处理、离心、 收集、分析等
重力沉降法的原理
原理：利用颗粒物在重力作用下的沉 降速度不同，实现颗粒物的分离和净 化
过程：将待处理液体与颗粒物混合， 然后让其自然沉降，颗粒物沉降速 度大于液体，从而实现分离
应用：广泛应用于污水处理、空气净 化等领域
优点：操作简单，成本低，适用于大 规模处理
重力沉降法的应用
空气污染控制： 去除空气中的颗 粒物和悬浮物
记录实验数据：包括时间、温度、 压力、浓度等
绘制图表：将实验数据绘制成图表， 如柱状图、折线图等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
数据处理：使用Excel或其他软件 进行数据处理和分析
分析结果：根据实验数据和图表， 分析实验结果，得出结论
实验结果分析
颗粒大小 对沉降速 度的影响
溶液浓度 对沉降速 度的影响
设备问题：重力沉降法需要大型设备，投资成本较高
环境问题：重力沉降法在处理过程中会产生噪音和粉尘，对环境造成影响
化工原理 沉降PPT课件
。降m尘/室s一般用于分离
的
粗颗粒。
u
u 0.5m / s
dP 50m
• A—降尘室底面积， 。 m 2
A BL
• u t —颗粒的沉降速度，
决定。
d P,min
u 。m /应s根据要t 分离的最小 颗粒直径
第25页/共71页
重力沉降设备
• 讨论：
★1）对一定物系，ut一定，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积A， 而与高度H无关，故降尘室应设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔 板。
成正比，服从一次方定律。 • ② Allen区(2 ＜ Rep＜500) • 开始发生边界层分离，颗粒后部形成旋涡——尾流→尾
流区压强低→形体曳力增大 • ③ Newton区(500 ＜ Rep＜2×105) • 形体曳力占主导地位，表面曳力可以忽略。曳力∝u2 ，
曳力系数与Rep无关。 • ④ Rep>2×105 • 曳力系数骤然下降，层流边界层→湍流边界层分离点后
d
P
4dP P
ReP 2
ut
4dP (P )g 3
24 24 ReP d put
ut
dP2(P )g 18
ut
4dP (P )g 3 24
ut
dP2(P )g 18
d put
第14页/共71页
2 ReP 500
500 ReP 2105
• 讨论：
ut
0.781
d
1.6 P
第10页/共71页
（1）沉降的加速阶段
• 问题：将一个表面光滑的球形颗粒置于静止的流体中，
若颗粒在重力的作用下沿重力方向作沉降运动，此时
颗Fg粒受m到g 哪6些d力P3的P g作用呢？
化工工艺重力沉降技术ppt课件
2.1 沉淀的四种类型
自在沉淀 絮凝沉淀
区域沉淀 (成层沉淀)
紧缩沉淀
2. 沉降的根本实际
2.1 沉淀的四种类型
自在沉淀
絮凝沉淀
区域沉淀 (成层沉淀)
紧缩沉淀
SS(悬浮颗粒浓度)不高； 沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进 展沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。 沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。
斯公式
单格宽度 b=B/n， 单格池宽>=0.6m
3.3 Camp图解积分 法
给定的沉降时间t内： 对于μ≥μ0的颗粒全部除去 1-p0
对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。 p0
给定的沉降时间t内： 对于d≥d0的颗粒全部除去 1-p0
对于d<d0的颗粒可被部分去除。p0
？？：对于μ<μ0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？ 去除率是多少？
H h
3.3 Camp图解积分法〔续〕
(2)颗粒的运动
程度
程度方向:程度流速v等于水流速度;
垂直
垂直方向:沉速即颗粒的自在沉降速度u。
颗粒运动的轨迹为其程度分速v和沉速u的矢量和，是 一组倾斜的直线，其坡度为i=u/v。
设u0为某一指定颗粒d0的最小沉降速度
当颗粒沉速u≥u0时，无论这 种颗粒处于进口端的什么位置， 它都可以沉到池底被去除，即 图a中的迹线xy与x′y′。
uS与d2成正比，因此↑d, uS ↑,提高去除效果。
uS与μ成反比，μ随水温上升而下降；即沉速受水 温影响，水温上升，沉速增大。
3 自在沉降实验和沉降曲线
3.1、实验安装 3.2、常规计算法及沉降曲线 3.3、Camp图解积分法及沉降曲线
φ100 mm
自在沉淀 絮凝沉淀
区域沉淀 (成层沉淀)
紧缩沉淀
2. 沉降的根本实际
2.1 沉淀的四种类型
自在沉淀
絮凝沉淀
区域沉淀 (成层沉淀)
紧缩沉淀
SS(悬浮颗粒浓度)不高； 沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进 展沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。 沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。
斯公式
单格宽度 b=B/n， 单格池宽>=0.6m
3.3 Camp图解积分 法
给定的沉降时间t内： 对于μ≥μ0的颗粒全部除去 1-p0
对于μ<μ0的颗粒可被部分去除。 p0
给定的沉降时间t内： 对于d≥d0的颗粒全部除去 1-p0
对于d<d0的颗粒可被部分去除。p0
？？：对于μ<μ0的颗粒，可去除部分所占比例是多少？ 去除率是多少？
H h
3.3 Camp图解积分法〔续〕
(2)颗粒的运动
程度
程度方向:程度流速v等于水流速度;
垂直
垂直方向:沉速即颗粒的自在沉降速度u。
颗粒运动的轨迹为其程度分速v和沉速u的矢量和，是 一组倾斜的直线，其坡度为i=u/v。
设u0为某一指定颗粒d0的最小沉降速度
当颗粒沉速u≥u0时，无论这 种颗粒处于进口端的什么位置， 它都可以沉到池底被去除，即 图a中的迹线xy与x′y′。
uS与d2成正比，因此↑d, uS ↑,提高去除效果。
uS与μ成反比，μ随水温上升而下降；即沉速受水 温影响，水温上升，沉速增大。
3 自在沉降实验和沉降曲线
3.1、实验安装 3.2、常规计算法及沉降曲线 3.3、Camp图解积分法及沉降曲线
φ100 mm
环境工程学原理沉降PPT课件
d
p3g(P 2
)
2
紊流区：下限是ReP为1000
K 36
ReP
dP
1.74
dP(P )g
（6.2.11）
1.74
dP3g(P ) 2
1.74 K 1000
第28页/共68页
K 3.3 105 （6.2.12）
第二节 重力沉降
例 6.2.1：求直径为 40m，密度为 2700kg/m3 的固体颗粒在 20℃的 常压空气中的自由沉降速度。已知 20℃，常压状态下空气密度为 1.205 kg/m3，黏度为 1.81×10-5Pa·s。 解：（1）试差法
• 如在给水处理中需要从水源水中分离去除各种浊 度物质、细菌等。
• 在废气净化中，也需要分离废气中的粉尘等。
第2页/共68页
第II篇 分离过程原理
分离过程的分类？
• 机械分离：非均相混合体系（两相以上所组成的 混合物）--利用流体力学原理 （沉降、过滤）
• 传质分离：均相混合体系--利用物料平衡和传质原理 • 平衡分离过程（借助分离媒介，如溶剂或吸附 剂等，使均相混合体系变成两相系统） • 速率分离过程（在某种推动力下，利用各组分 扩散速率的差异实现组分分离）
(
ut 2
2
)
0
ut
4(P )dPg 3CD
(6.2.5)
ut——颗粒终端沉降速度（terminal velocity）
（1）层流区：ReP2 CD=24/ReP
ut
1 18
P
gdP2
(6.2.6)
斯托克斯（Stokes）公式 第21页/共68页
第二节 重力沉降
（2）过渡区：2<ReP<103
化工原理第三章概述、重力沉降ppt课件
;
（2〕过渡区：2＜Re＜500，Allen定律区
10
Re （3〕湍流区：500＜Re＜2×105，Newton定律区
0.44
【阐明】（1〕查ζ－Re关系曲线图，准确但复杂； （2〕经验公式计算简便，但是有误差。
2021/6/5
;
第二节 重力沉降
一、什么是沉降？
2021/6/5
【定义】在某种力场中利用分散相
有关说明
2021/6/5
;
【阻力系数ζ计算的经验公式】 【应用前提】球形颗粒。
根据不同的雷诺数范围〔区域〕内的阻力系数ζ 的变化情况，可用如下经验公式计算阻力系数ζ：
（1〕层流区：10－4＜Re＜2，Stokes定律区
24
Re
2021/6/5
;
层流区
过渡区
湍流区
2021/6/5
ζ－Re关系曲线图
;
何谓球形度
s
S Sp
S——与物体相同体积的球体的表面积； SP——物体的表面积。
【定义】与物体相同体积的球体的表面积和物体的 表面积之比。
2021/6/5
;
（1〕此处的雷诺数Re是指：
Re d Pu
计算Re时，dP应为足以表征颗粒大小的长度〔特 性尺寸），对球形颗粒而言，就是它的直径。
（2〕此处的区域〔如层流区〕范围与 流动型态的区域范围并不相同。
2021/6/5
;
【准数判别法】如果不能确定流动处在哪个区，亦 可采用以下方法先确定区域。通过实验整理数据可 得到：
其中：
Re
Ar
18 0.6 Ar
Ar
d
3 P
P
2
g
——阿基米德准数
2021/6/5
（2〕过渡区：2＜Re＜500，Allen定律区
10
Re （3〕湍流区：500＜Re＜2×105，Newton定律区
0.44
【阐明】（1〕查ζ－Re关系曲线图，准确但复杂； （2〕经验公式计算简便，但是有误差。
2021/6/5
;
第二节 重力沉降
一、什么是沉降？
2021/6/5
【定义】在某种力场中利用分散相
有关说明
2021/6/5
;
【阻力系数ζ计算的经验公式】 【应用前提】球形颗粒。
根据不同的雷诺数范围〔区域〕内的阻力系数ζ 的变化情况，可用如下经验公式计算阻力系数ζ：
（1〕层流区：10－4＜Re＜2，Stokes定律区
24
Re
2021/6/5
;
层流区
过渡区
湍流区
2021/6/5
ζ－Re关系曲线图
;
何谓球形度
s
S Sp
S——与物体相同体积的球体的表面积； SP——物体的表面积。
【定义】与物体相同体积的球体的表面积和物体的 表面积之比。
2021/6/5
;
（1〕此处的雷诺数Re是指：
Re d Pu
计算Re时，dP应为足以表征颗粒大小的长度〔特 性尺寸），对球形颗粒而言，就是它的直径。
（2〕此处的区域〔如层流区〕范围与 流动型态的区域范围并不相同。
2021/6/5
;
【准数判别法】如果不能确定流动处在哪个区，亦 可采用以下方法先确定区域。通过实验整理数据可 得到：
其中：
Re
Ar
18 0.6 Ar
Ar
d
3 P
P
2
g
——阿基米德准数
2021/6/5
第一节重力沉降PPT课件
解 ：与临界直径对应的临界沉降速度为
utc
Vs bl
5.0104 / 3600 2.5 5
1.11m / s
第17页/共54页
假设流型属于过渡区，粉尘的临界直径为
1
1
d pc
utc
4
g
225 2(p
)2
3
utc
225 4g2 p2
3
1
1.11
225 2.53105 0.779 4(9.81)2 (2.0 103 )2
➢颗粒分离出来的条件是 l/u≥H/ ut
第13页/共54页
临界粒径dpc（critical particle diameter）：能100％除
去的最小粒径。
即：满足L/u＝H/ut 条件的粒径
当含尘气体的体积流量为Vs时， u= Vs / Hb
则有
ut≥Vs / lb 或 Vs≤ blut
故与临界粒径dpc相对应的临界沉降速度为
3) 两相密度差( p-)：
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在实际沉降中：
4) 颗粒形状
非球形颗粒的形状可用球形度s 来描述。
S s Sp
s—— 球形度；
S —— 颗粒的表面积，m2； Sp—— 与颗粒体积相等的圆球的表面积，m2。
注意：
➢球形度s越小，阻力系数 越大，但在层流区不明显。u0非球<u0球 。 ➢对于细微颗粒(d<0.5m)，应考虑分子热运动的影响，不能用沉降公式 计算u0；
K=Rω 2/g
如果以R为转鼓半径，则K值可作为衡量离心机分离能力的 尺度。分离因素的极值与转动部件的材料强度有关。
第22页/共54页
2 离心沉降速度
颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上受力分析。
大气污染控制及设备运行4-1-1重力沉降室
1、降低室内气流速度u； 2、降低沉降室高度H； 3、增长沉降室长度L。
七、重力沉降室设计算例
• 例：设计一锅炉烟气除尘用的沉降室： 已知烟气量Q=2800m3/h,烟气温度t=150℃， 烟气真密度ρp=210kg/m3。要求除掉粒径 为50μm以上的烟尘。
• 解：150℃时，粘度μ=2.4×10-5Pa·s，由 斯托克斯公式可计算出粒径为50μm的尘 粒的沉降速度：
• 若采用二层水平隔板（三层沉降室）， 取每层高度ΔH=0.4m（总高H=ΔH3=0.4
3=1.2m），则此时沉降室长度：
L H u 0.4 0.5 1.68m
us
0.119
七、重力沉降室设计算例
• 若L=1.7m，则沉降室的宽度W：
W
Q
2800
1.3m
3600(n 1) u 3600 3 0.4 0.5
七、重力沉降室设计算例
us
d
2 p
p
g
18
(50 106. )2 2100 9.8 18 2.4 105
0.119m / s
• 取沉降室内流速u=0.5m/s，高度H=1.5m，
则沉降室最小长度为：
L H u 1.5 0.5 6.3m
us
0.119
• 显然，沉降室过长。
七、重力沉降室设计算例
• 沉降室尺寸L·W·H=1.7 1.3 1.2(m)。 这时，能捕集的最小粒径为：
d min
18Q 18 2.4105 (2800 / 3600)
g pLW (n 1) 9.8 21001.7 1.3 (2 1)
4.96106 (m) 49.6(m)
五、重力沉降室设计计算
2．设计依据
七、重力沉降室设计算例
• 例：设计一锅炉烟气除尘用的沉降室： 已知烟气量Q=2800m3/h,烟气温度t=150℃， 烟气真密度ρp=210kg/m3。要求除掉粒径 为50μm以上的烟尘。
• 解：150℃时，粘度μ=2.4×10-5Pa·s，由 斯托克斯公式可计算出粒径为50μm的尘 粒的沉降速度：
• 若采用二层水平隔板（三层沉降室）， 取每层高度ΔH=0.4m（总高H=ΔH3=0.4
3=1.2m），则此时沉降室长度：
L H u 0.4 0.5 1.68m
us
0.119
七、重力沉降室设计算例
• 若L=1.7m，则沉降室的宽度W：
W
Q
2800
1.3m
3600(n 1) u 3600 3 0.4 0.5
七、重力沉降室设计算例
us
d
2 p
p
g
18
(50 106. )2 2100 9.8 18 2.4 105
0.119m / s
• 取沉降室内流速u=0.5m/s，高度H=1.5m，
则沉降室最小长度为：
L H u 1.5 0.5 6.3m
us
0.119
• 显然，沉降室过长。
七、重力沉降室设计算例
• 沉降室尺寸L·W·H=1.7 1.3 1.2(m)。 这时，能捕集的最小粒径为：
d min
18Q 18 2.4105 (2800 / 3600)
g pLW (n 1) 9.8 21001.7 1.3 (2 1)
4.96106 (m) 49.6(m)
五、重力沉降室设计计算
2．设计依据
重力沉降室PPT课件
重力沉降室能100%捕集的最小捕集粒径
.
9
重力沉降室结构
.
10
特点
优点：结构简单，造价低，运行可靠，维护费用少，
不受温度和压力限制，无磨损问题，可用钢板制造， 也可砖砌，施工容易，管理方便
缺点：占地面积大，除尘效率低，一般只用
于捕集粗颗粒粉尘
.
11
谢谢！
.
12
Vc:沉降速度
.
3
沉降速度
假定尘粒为球状尘粒，作右图受力分析
重力: 浮力: 沉降力: 阻力:
.
4
由尘粒受力平衡式Fc=Fd可得出沉降速度Vs 沉降速度：
（如果粒径变小，Vs会急剧下降）
.
5
阻力系数
层流区：
尘粒直径：
.6.ຫໍສະໝຸດ 7重力沉降室的计算
尘粒降到底部 所用时间：
气流在沉降 室停留时间：
.
8
结构简单造价低运行可靠维护费用少不受温度和压力限制无磨损问题可用钢板制造也可砖砌施工容易管理方便
重力沉降室
• 工作原理 • 尘粒的沉降速度 • 重力沉降室的计算 • 结构及特点
.
1
重力沉降室
重力沉降室是利用粉尘与气体密度不同，依靠自身
重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置
.
2
工作原理
V:气流运动速度
环保设备及应用——重力沉降室PPT课件
粉尘（密度和粒径较大的金属或矿物性粉 尘）。 净化效率较低(40-80％)，常用作多级除尘 中的初级除尘（捕集10～20µm以上的粗颗 粒）。
第6页/共7页
感谢观看！
第7页/共7页
第3页/共7页
常见的惯性除尘器
冲击式 反转式
气流冲击挡板捕集较粗粒子
改变气流方向捕集较细粒子
第4页/共7页
惯性除尘器
冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型c 多层隔板型
第5页/共7页
惯性除尘特点
结构简单，阻力较小(10-80毫米水柱)； 这类除尘器适用于净化d≥20μm非纤维性
二、大气污染的治理
（一）烟气治理的基本流程
第1页/共7页
2、重力沉降室
第2页/共7页
惯性除尘
惯性除尘器也叫惰性除尘器。 它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性
力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一 般都是在含尘气流的前方设置某种形式的 障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉 尘由于惯性力比气体大得多，尘粒便脱离 气流而被分离出来，得到净化的气体在急 剧改变方向后排出。
第6页/共7页
感谢观看！
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常见的惯性除尘器
冲击式 反转式
气流冲击挡板捕集较粗粒子
改变气流方向捕集较细粒子
第4页/共7页
惯性除尘器
冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型c 多层隔板型
第5页/共7页
惯性除尘特点
结构简单，阻力较小(10-80毫米水柱)； 这类除尘器适用于净化d≥20μm非纤维性
二、大气污染的治理
（一）烟气治理的基本流程
第1页/共7页
2、重力沉降室
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惯性除尘
惯性除尘器也叫惰性除尘器。 它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性
力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一 般都是在含尘气流的前方设置某种形式的 障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉 尘由于惯性力比气体大得多，尘粒便脱离 气流而被分离出来，得到净化的气体在急 剧改变方向后排出。
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不受温度和压力限制，无磨损问题，可用钢板制造， 也可砖砌，施工容易，管理方便
缺点：占地面积大，除尘效率低，一般只用
于捕集粗颗粒粉尘
11
谢谢！
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重力沉降室
• 工作原理 • 尘粒的沉降速度 • 重力沉降室的计算 • 结构及特点
1
重力沉降室
重力沉降室是利用粉尘与气体密度不同，依靠自身
重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置
2
工作原理
V:气流运动速度
Vc:沉降速度
3
沉降速度
假定尘粒为球状尘粒，作右图受力分析
重力: 浮力: 沉降力: 阻力:
4
由尘粒受力平衡式Fc=Fd可得出沉降速度Vs 沉降速度：
（如果粒径变小，Vs会急剧下降）
5
阻力系数
层流区：
尘粒直径：
6
7
重力沉降室的计算
尘粒降到底部 所用时间：
气流在沉降 室停留时间：
8
重力沉降室能100%捕集的最小捕集粒径பைடு நூலகம்
9
重力沉降室结构
10
特点
优点：结构简单，造价低，运行可靠，维护费用少，
缺点：占地面积大，除尘效率低，一般只用
于捕集粗颗粒粉尘
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谢谢！
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重力沉降室
• 工作原理 • 尘粒的沉降速度 • 重力沉降室的计算 • 结构及特点
1
重力沉降室
重力沉降室是利用粉尘与气体密度不同，依靠自身
重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置
2
工作原理
V:气流运动速度
Vc:沉降速度
3
沉降速度
假定尘粒为球状尘粒，作右图受力分析
重力: 浮力: 沉降力: 阻力:
4
由尘粒受力平衡式Fc=Fd可得出沉降速度Vs 沉降速度：
（如果粒径变小，Vs会急剧下降）
5
阻力系数
层流区：
尘粒直径：
6
7
重力沉降室的计算
尘粒降到底部 所用时间：
气流在沉降 室停留时间：
8
重力沉降室能100%捕集的最小捕集粒径பைடு நூலகம்
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重力沉降室结构
10
特点
优点：结构简单，造价低，运行可靠，维护费用少，