沉降过程原理及计算(精)

24 Re t
18.5 0.6 Re t
湍流(Newton定律)区（ 103＜Ret＜2×105 ）：
0.44
将上述各式代入
ut
4d ( s 得：
)g
3
层流区：
d 2 (s ) g ut 18
过渡区：
ut 0.27
d ( s ) g 0.6 Ret
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《化工单元操作》课程
项目三 沉降过滤及设备操作
任务二、沉降过滤过程工艺参数的确定 ---沉降过程原理及计算
承德石油高等专科学校
沉降过程原理及计算
第一节 第二节
重力沉降 离心沉降
第一节 重力沉降 (Gravitational Settling) 1 沉降速度 (Terminal Velocity)
Re t
dut

S s Sp
球形颗粒
非球形颗粒
S — 与该颗粒相等的圆球的表面积
Sp—颗粒的表面积
对于非球形颗粒： 实验结果见下图：
6 de Vp π
3
5
对于球形颗粒（Φs=1）
层流(Stokes定律)区（Ret＜1）：
（沉降操作一般在层流区）
过渡(Allen定律)区（ 1＜Ret＜103 ）：
一、球形颗粒的自由沉降
Fg Fb Fd ma
匀速沉降阶段：
3 3 2 u 2 d s g d g d ( )0 6 6 4 2
4d ( s ) g ut 3
二、阻力系数 (Drag Coefficient)
通过因次分析可知， f (Ret , s )
流区，则求出的ut有效；否则，按算出的Ret另选流型，
直到相符为止。
第二节 离心沉降（Centrifugal Settling )
1 离心沉降速度
距轴r处、切向速度为ut时离心加速度为：
ut r
2
离心力： d 3 ut s 6 r
2 u 向心力： d 3 t
2
6
r
2 u 阻力： d 2 r
d 2 ( s ) ut 层流区： ur 18 r
2
4
2
三力平衡时：

6
d 3s
ut 3 ut u d d 2 r 0 r 6 r 4 2
2 2 2
ur
4 d ( s ) ut 3 r
2
与重力沉降速度相比： ur 不是颗粒的实际运动速度，只是径向上的分量 ur 随r而变，而重力沉降速度是定值。
影响因素： ①颗粒大小 ②颗粒含量 ③流体性质 ④流体流动 ⑤器壁效应
ห้องสมุดไป่ตู้湍流区：
d ( s ) g ut 1.74
三、沉降速度的计算
——试差法（Trial and Error） （1）先假设沉降属于滞流，由相应公式算出ut （2）检验假设流型是否正确：若按求出的ut计算的Ret在滞