化工原理第三章PPT

2 阻力系数ζ
-4 5 3 ×10 • 用前式计算沉降速度时，需先确定阻力系数 ζ 值。 1. 3. 滞流区 湍流区(艾伦定律区 斯托克斯定律区 牛顿定律区) ) 103<Re 10 <2 <Re <1 2. 过渡区 1<Re <10 t t t 通过因次分析， ζ 是颗粒形状、颗粒与流体相对运 24 18 .44 5 0 . 动雷诺数Ret=dutρ/μ 的函数，由实验测得的综合结果 0.6 Re t t Re 在下图中示出。 •对于球形颗粒的曲线，从图可看出，按 Re t 值大致 分为三个区，各区内曲线所对应的 ζ 可分别用相应 的数学关系式表示。
D
ur
FC
Fd
uT
R
2 4d(S ) u T ur 3 R
尘粒
标准型旋风分离器
6 过滤分离原理
• 6.1过滤操作的基本概念 • 过滤：以某种多孔物质为介质，在外力作用下，使悬浮液 中的液体通过介质的孔道，而使固体颗粒被截留在介质上， 从而实现固、液分离的单元操作。 • 过滤操作所处理的悬浮液称为滤浆或料浆 • 所用的多孔性介质称为过滤介质 • 通过过滤介质的液体称为滤液 • 被截留下来的颗粒层称为滤饼或滤渣 • 实现过滤操作的外力有重力，压强差或惯性离心力，在化 工生产中应用最多的是过滤介质上、下游两侧的压强差。
1 重力沉降
3 重力：Fg d s g 6 3 浮力：Fb d g 6 2 u 2 阻力：Fd d 4 2
阻力Fd 浮力Fbபைடு நூலகம்
3 2 u 2 d (s ) d t 6 4 2 4d(s )g ut 3
重力Fg
qe=Kθe
q2=Kθ
V2=KA2θ
• 例 拟在9.81kPa的恒定压强差下过滤悬浮于水中直径为 0.1mm的球形颗粒物质，悬浮液中固相体积分率为10%， 水的粘度为1×10-3Pa· s。过滤过程介质阻力不计，滤饼为 不可压缩滤饼，其空隙率为60%，过滤机过滤面积为10m2， 计算：(1)得到15m3滤液时需过滤时间；(2)若将过滤时间 延长一倍时，可得滤液共为若干? • 例 在100KPa的恒压下过滤某悬浮液，温度30℃，过滤 14 2 1 10 m 面积为40m2 ，并已知滤渣的比阻为 , υ值为 0.05m3/m-3。过滤介质的阻力忽略不计，滤渣为不可压 缩，试求：(1)要获得10m3滤液需要多少过滤时间？(2)若 仅将过滤时间延长一倍，又可以再获得多少滤液？(3)若 仅将过滤压差增加一倍，同样获得10m3滤液时又需要多 少过滤时间？
6.2 过滤方式 • 过滤操作分两类：
• 1）.饼层过滤：真正发挥分离作用的是滤饼层，而不是过滤介质。 • 2）.深床过滤：真正发挥作用的是过滤介质。
6.3 过滤介质 6.4 滤饼的压缩性和助滤剂 6.5 过滤基本方程式
dV Ap A 2 p1s d r(L Le ) r' (V Ve )
H
ut
颗粒在降尘室中的运动
4 重力沉降设备
增稠器（沉降槽）
加料 清液溢流 水平 挡板 耙 稠浆 连续式沉降槽 清液
5 离心沉降设备
B
旋风分离器：
净化气体


构造 操作原理
F
含尘 气体 A
2 2 uT 3 uT 离心力：F m d S 方向向外 R 6 R 2 3 uT 向心力：FC d 方向向内 6 R 2 u 2 r 阻力：Fd d 方向向内 4 2
3.摩擦数群法
Re 2 t
1 Re t
Re t
二 重力沉降设备
降尘室
气体 进口 气体 出口
L 停留时间 u 沉降时间 t 高 度 ut 若 t 则 表 明，该 颗粒能在降 尘室中除去。
集灰斗 降尘室
L B
气体
t
则 表 明 ，该 颗粒刚好 能 完全除去。
u
3.6 过滤设备
6.6 恒压过滤 (V+Ve)2=KA2(θ＋θe)
(q+qe)2=K(θ＋θe)
总结：恒压过滤方程式
以绝对滤液量为基准
(V+Ve)2=KA2(θ＋θe) V2+2VeV =KA2θe Ve=KA2θe 过滤介 质阻力 忽略
以相对滤液量为基准
(q+qe)2=K(θ＋θe) q2+2qeq =Kθe