沉降與過(guò)濾改動(dòng)課件

1、沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 第三章第三章 沉降與過(guò)濾沉降與過(guò)濾重點(diǎn)重點(diǎn)：過(guò)濾和沉降的基本理論、基本方程：過(guò)濾和沉降的基本理論、基本方程難點(diǎn)難點(diǎn)：過(guò)濾基本方程的應(yīng)用、過(guò)濾設(shè)備：過(guò)濾基本方程的應(yīng)用、過(guò)濾設(shè)備沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件p均相物系均相物系(honogeneous system): 均相混合物均相混合物。物系內(nèi)。物系內(nèi)部各處均勻且無(wú)相界面。如溶液和混合氣體都是均相物系。部各處均勻且無(wú)相界面。如溶液和混合氣體都是均相物系。自然界的混合物分為兩大類：自然界的混合物分為兩大類：p非均相物系非均相物系(non-honogeneous system): 非均相混合物非均相混合物。物系內(nèi)部有隔開(kāi)不同相的

2、界面存在，且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)有物系內(nèi)部有隔開(kāi)不同相的界面存在，且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)有顯著差異。如：懸浮液、乳濁液、泡沫液屬于液態(tài)非均相物系，顯著差異。如：懸浮液、乳濁液、泡沫液屬于液態(tài)非均相物系，含塵氣體、含霧氣體屬于氣態(tài)非均相物系。含塵氣體、含霧氣體屬于氣態(tài)非均相物系。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件p分散相分散相： 分散物質(zhì)。在非均相物系中，處于分散分散物質(zhì)。在非均相物系中，處于分散狀態(tài)的物質(zhì)。狀態(tài)的物質(zhì)。p連續(xù)相連續(xù)相： 分散介質(zhì)。包圍著分散物質(zhì)而處于連續(xù)分散介質(zhì)。包圍著分散物質(zhì)而處于連續(xù)狀態(tài)的流體。狀態(tài)的流體。非均相物系由非均相物系由分散相分散相和和連續(xù)相連續(xù)相組成組成

3、沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 要實(shí)現(xiàn)分離，必須使分散相和連續(xù)相之間發(fā)生相要實(shí)現(xiàn)分離，必須使分散相和連續(xù)相之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，非均相物系的分離操作遵循流體力學(xué)對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，非均相物系的分離操作遵循流體力學(xué)的基本規(guī)律。的基本規(guī)律。p非均相物系的分離原理非均相物系的分離原理： p非均相物系分離的理論基礎(chǔ)非均相物系分離的理論基礎(chǔ)：根據(jù)兩相物理性質(zhì)根據(jù)兩相物理性質(zhì)( (如密度等如密度等) )的不同而進(jìn)行的分離。的不同而進(jìn)行的分離。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 由于非均相物的兩相間的密度等物理特性差異較由于非均相物的兩相間的密度等物理特性差異較大，因此常采用大，因此常采用機(jī)械方法機(jī)械方法進(jìn)行分離。按兩相運(yùn)動(dòng)方

4、式進(jìn)行分離。按兩相運(yùn)動(dòng)方式的不同，機(jī)械分離大致分為的不同，機(jī)械分離大致分為沉降和過(guò)濾沉降和過(guò)濾兩種操作。兩種操作。 通常先造成一個(gè)兩相物系，再用機(jī)械分離的方法分通常先造成一個(gè)兩相物系，再用機(jī)械分離的方法分離，如蒸餾，萃取等。離，如蒸餾，萃取等。p非均相物系的分離方法非均相物系的分離方法：p均相物系的分離均相物系的分離：沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì): 過(guò)濾采用的多孔物質(zhì)；過(guò)濾采用的多孔物質(zhì)；濾漿濾漿: 所處理的懸浮液；所處理的懸浮液；濾液濾液: 通過(guò)多孔通道的液體；通過(guò)多孔通道的液體；濾餅或?yàn)V渣濾餅或?yàn)V渣: 被截留的固體物質(zhì)。被截留的固體物質(zhì)。 以某種多孔物質(zhì)

5、為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的單元操作。實(shí)現(xiàn)固液分離的單元操作。 第二節(jié)第二節(jié) 過(guò)過(guò) 濾濾一、過(guò)濾操作的基本概念一、過(guò)濾操作的基本概念1 過(guò)濾過(guò)濾(filtration) 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件濾漿濾漿(slurry)：原懸浮液。原懸浮液。濾餅濾餅(filter cake)：截留的固體物質(zhì)。截留的固體物質(zhì)。過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)(filtering medium)：多孔物質(zhì)。多孔物質(zhì)。濾液濾液(filterate)：通過(guò)多孔通道的

6、液體。通過(guò)多孔通道的液體。過(guò)濾操作示意圖過(guò)濾操作示意圖( (濾餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾) )沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 濾餅過(guò)濾過(guò)程：濾餅過(guò)濾過(guò)程：(食用油脫色后出去活性炭和漂白土、牛奶去雜）食用油脫色后出去活性炭和漂白土、牛奶去雜） 剛開(kāi)始：有細(xì)小顆粒通過(guò)孔道，濾液混濁。剛開(kāi)始：有細(xì)小顆粒通過(guò)孔道，濾液混濁。 開(kāi)始后：迅速發(fā)生開(kāi)始后：迅速發(fā)生“架橋現(xiàn)象架橋現(xiàn)象”，顆粒被攔，顆粒被攔截，濾液澄清。截，濾液澄清。 所以，在濾餅過(guò)濾時(shí)真正起過(guò)濾作用的是濾所以，在濾餅過(guò)濾時(shí)真正起過(guò)濾作用的是濾餅本身，而非過(guò)濾介質(zhì)。餅本身，而非過(guò)濾介質(zhì)。2 過(guò)濾方式過(guò)濾方式過(guò)濾的操作基本方式有兩種：過(guò)濾的操作基本方式有兩種： 濾

7、餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾和和深層過(guò)濾深層過(guò)濾2.1 2.1 濾餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾( (cake filtration)cake filtration)：餅層過(guò)濾餅層過(guò)濾沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件架橋現(xiàn)象架橋現(xiàn)象注意注意：所選過(guò)濾介質(zhì)的孔道尺寸一定要使：所選過(guò)濾介質(zhì)的孔道尺寸一定要使“架橋現(xiàn)象架橋現(xiàn)象”能夠能夠過(guò)發(fā)生。過(guò)發(fā)生。餅層過(guò)濾適于處理固體含量較高的懸浮液。餅層過(guò)濾適于處理固體含量較高的懸浮液。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件特點(diǎn)特點(diǎn)：顆粒：顆粒( (粒子粒子) )沉積于介質(zhì)內(nèi)部。沉積于介質(zhì)內(nèi)部。深層過(guò)濾深層過(guò)濾過(guò)濾對(duì)象過(guò)濾對(duì)象：懸浮液中的固體顆粒小而少。：懸浮液中的固體顆粒小而少。過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)：堆積較厚的粒

8、狀床層。：堆積較厚的粒狀床層。過(guò)濾原理過(guò)濾原理：顆粒尺寸：顆粒尺寸 介質(zhì)通道尺寸，介質(zhì)通道尺寸，顆粒通過(guò)細(xì)長(zhǎng)而彎曲的孔道，靠靜電和分顆粒通過(guò)細(xì)長(zhǎng)而彎曲的孔道，靠靜電和分子的作用力附著在介質(zhì)孔道壁上子的作用力附著在介質(zhì)孔道壁上, ,無(wú)無(wú)濾餅濾餅堆積堆積。應(yīng)用應(yīng)用：適于處理生產(chǎn)能力大而懸浮液中：適于處理生產(chǎn)能力大而懸浮液中顆粒小而且含量少的場(chǎng)合，如水處理和酒顆粒小而且含量少的場(chǎng)合，如水處理和酒的過(guò)濾。的過(guò)濾。2.2 深層過(guò)濾深層過(guò)濾(deep bed filtration)： 又稱深床過(guò)濾（又稱深床過(guò)濾（啤酒、果汁、色拉油過(guò)濾）啤酒、果汁、色拉油過(guò)濾）沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件織物介質(zhì)織物介質(zhì)(又稱

9、濾布又稱濾布) 由棉、毛、麻、絲等天然纖維及合成纖維制成的織物，以由棉、毛、麻、絲等天然纖維及合成纖維制成的織物，以及玻璃絲、金屬絲等織成的網(wǎng)；及玻璃絲、金屬絲等織成的網(wǎng)；過(guò)濾介質(zhì)的分類：過(guò)濾介質(zhì)的分類：堆積介質(zhì)堆積介質(zhì)(又稱粒狀介質(zhì)）又稱粒狀介質(zhì)） 由各種固體顆粒（細(xì)砂、硅藻土等）堆積而成，由各種固體顆粒（細(xì)砂、硅藻土等）堆積而成， 多用于多用于深床過(guò)濾；深床過(guò)濾；多孔固體介質(zhì)多孔固體介質(zhì) 這類介質(zhì)具有很多細(xì)微孔道，如多孔陶瓷、多孔塑料等。這類介質(zhì)具有很多細(xì)微孔道，如多孔陶瓷、多孔塑料等。多用于含少量細(xì)微顆粒的懸浮液，如白酒等的精濾。多用于含少量細(xì)微顆粒的懸浮液，如白酒等的精濾。3 3 過(guò)濾

10、介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有如下性質(zhì)：過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有如下性質(zhì)： 過(guò)濾介質(zhì)的作用過(guò)濾介質(zhì)的作用( (濾餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾) )：促促使濾餅的形成，并支承濾餅。使濾餅的形成，并支承濾餅。（1 1）多孔性，液體流過(guò)的阻力??；）多孔性，液體流過(guò)的阻力?。唬? 2）有足夠的強(qiáng)度；）有足夠的強(qiáng)度；（3 3）耐腐蝕性和耐熱性；）耐腐蝕性和耐熱性；（4 4）孔道大小適當(dāng)，能發(fā)生架橋現(xiàn)象。）孔道大小適當(dāng)，能發(fā)生架橋現(xiàn)象。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅：若顆粒由不易變形的堅(jiān)硬固體組成，則當(dāng)若顆粒由不易變形的堅(jiān)硬固體組成，則當(dāng)壓強(qiáng)差增大時(shí)，濾餅的結(jié)構(gòu)不發(fā)生明顯變化，單位厚度濾餅壓

11、強(qiáng)差增大時(shí)，濾餅的結(jié)構(gòu)不發(fā)生明顯變化，單位厚度濾餅的流動(dòng)阻力可視作恒定，這類濾餅稱為不可壓縮濾餅。的流動(dòng)阻力可視作恒定，這類濾餅稱為不可壓縮濾餅。 隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾餅的厚度增大，濾液的流動(dòng)阻力亦逐隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾餅的厚度增大，濾液的流動(dòng)阻力亦逐漸增大，導(dǎo)致濾餅兩側(cè)的壓強(qiáng)差增大。濾餅的壓縮性對(duì)壓強(qiáng)差漸增大，導(dǎo)致濾餅兩側(cè)的壓強(qiáng)差增大。濾餅的壓縮性對(duì)壓強(qiáng)差有較大影響。有較大影響?？蓧嚎s濾餅可壓縮濾餅：若濾餅為膠體物質(zhì)時(shí)，當(dāng)壓強(qiáng)差增大時(shí)，濾若濾餅為膠體物質(zhì)時(shí)，當(dāng)壓強(qiáng)差增大時(shí)，濾餅則被壓緊，使單位厚度濾餅的流動(dòng)阻力增大，此類濾餅稱餅則被壓緊，使單位厚度濾餅的流動(dòng)阻力增大，此類濾餅稱為可壓縮濾餅。為可

12、壓縮濾餅。 4 濾餅的壓縮性和助濾劑濾餅的壓縮性和助濾劑沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件助濾劑助濾劑：對(duì)于可壓縮濾餅，為了使過(guò)濾順利進(jìn)行，可以將對(duì)于可壓縮濾餅，為了使過(guò)濾順利進(jìn)行，可以將質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松濾餅的另一種固體顆粒混入懸浮液或質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松濾餅的另一種固體顆?；烊霊腋∫夯蝾A(yù)涂于過(guò)濾介質(zhì)上，以形成疏松餅層，使得濾液暢流，該種預(yù)涂于過(guò)濾介質(zhì)上，以形成疏松餅層，使得濾液暢流，該種顆粒狀物質(zhì)就稱為助濾劑。顆粒狀物質(zhì)就稱為助濾劑。常用的助濾劑常用的助濾劑：硅藻土、珍珠巖、石棉、炭粉等。硅藻土、珍珠巖、石棉、炭粉等。助濾劑的基本要求：助濾劑的基本要求：1 1、能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良

13、好的滲透性及、能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的滲透性及較低的流體阻力。較低的流體阻力。2 2、具有化學(xué)穩(wěn)定性。、具有化學(xué)穩(wěn)定性。3 3、在操作壓強(qiáng)范圍內(nèi)具有不可壓縮性。、在操作壓強(qiáng)范圍內(nèi)具有不可壓縮性。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 dpde 對(duì)于顆粒層中不規(guī)則的通道，可以簡(jiǎn)化成由一組當(dāng)量直徑對(duì)于顆粒層中不規(guī)則的通道，可以簡(jiǎn)化成由一組當(dāng)量直徑為為d de e的細(xì)管，而細(xì)管的當(dāng)量直徑可由床層的空隙率和顆粒的的細(xì)管，而細(xì)管的當(dāng)量直徑可由床層的空隙率和顆粒的比表面積來(lái)計(jì)算。比表面積來(lái)計(jì)算。二、過(guò)濾的基本理論二、過(guò)濾的基本理論1 濾液通過(guò)餅層的流動(dòng)濾液通過(guò)餅層的流動(dòng)沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件顆粒床層的

14、特性可用顆粒床層的特性可用空隙率、當(dāng)量直徑空隙率、當(dāng)量直徑等物理量來(lái)描述。等物理量來(lái)描述?？障堵士障堵剩?jiǎn)挝惑w積床層中的空隙體積稱為空隙率。單位體積床層中的空隙體積稱為空隙率。式中式中 床層的空隙率，床層的空隙率，m3/m3。床層總體積床層空隙體積式中式中 顆粒的比表面，顆粒的比表面，m2/m3。顆粒體積顆粒表面積a比表面積比表面積：?jiǎn)挝惑w積顆粒所具有的表面積稱為比表面積。單位體積顆粒所具有的表面積稱為比表面積。2 顆粒床層的特性顆粒床層的特性沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件濾液通過(guò)濾餅層的流動(dòng)（過(guò)濾過(guò)程分析）1P2P2濾液在管內(nèi)層流，則在1-1，2-2截面之間存在阻力存在壓力降P由兩部分組成21PP

15、PmCPP介質(zhì)層：濾餅層：mCPPP1沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件)()1 (5223LpaAddVuc)()1 (5223LpAaddVc式中式中 V 濾液量，濾液量，m3； t 過(guò)濾時(shí)間，過(guò)濾時(shí)間，s； A 過(guò)濾面積，過(guò)濾面積，m2。過(guò)濾速率為：過(guò)濾速率為：任一瞬間的過(guò)濾速度為：任一瞬間的過(guò)濾速度為：過(guò)濾速度過(guò)濾速度: :單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液體積，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液體積， m3/m2 s。過(guò)濾速率過(guò)濾速率: : 單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液體積，單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液體積，m3/s。3 過(guò)濾速率過(guò)濾速率沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件R R濾餅阻力，濾餅阻力，1/1/m, m, 其計(jì)算

16、式為：其計(jì)算式為：RprLpAddVcc322)1(5ar)()1 (5223LpaAddVuc 對(duì)于不可壓縮濾餅，濾餅層中的空隙率對(duì)于不可壓縮濾餅，濾餅層中的空隙率可視為常數(shù)，顆粒的形狀、尺寸也不改變，因可視為常數(shù)，顆粒的形狀、尺寸也不改變，因而比表面而比表面a 亦為常數(shù)，則有亦為常數(shù)，則有式中式中 r r濾餅的比阻，濾餅的比阻，1/1/m m2 2, , 其計(jì)算式為：其計(jì)算式為：R=rL4 濾餅阻力濾餅阻力沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件比阻比阻r r單位厚度濾餅的阻力；單位厚度濾餅的阻力；在數(shù)值上等于粘度為在數(shù)值上等于粘度為1 1PasPas的濾液以的濾液以1 1m/sm/s的平均流速通過(guò)的平均

17、流速通過(guò)厚度為厚度為1 1m m 的濾餅層時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降；的濾餅層時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)降；比阻反映了顆粒特性比阻反映了顆粒特性( (形狀、尺寸及床層空隙率形狀、尺寸及床層空隙率) )對(duì)濾液流對(duì)濾液流動(dòng)的影響；動(dòng)的影響；床層空隙率床層空隙率愈小及顆粒比表面愈小及顆粒比表面a a愈大，則床層愈致密，愈大，則床層愈致密，對(duì)流體流動(dòng)的阻滯作用也愈大。對(duì)流體流動(dòng)的阻滯作用也愈大。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 通常把過(guò)濾介質(zhì)的阻力視為常數(shù)，仿照通常把過(guò)濾介質(zhì)的阻力視為常數(shù)，仿照濾液穿過(guò)濾餅層的速度方程則可寫(xiě)出濾液穿濾液穿過(guò)濾餅層的速度方程則可寫(xiě)出濾液穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)層的速度關(guān)系式：過(guò)過(guò)濾介質(zhì)層的速度關(guān)系式：mmRpA

18、ddV式中式中 pm 過(guò)濾介質(zhì)上、下游兩側(cè)的壓強(qiáng)差，過(guò)濾介質(zhì)上、下游兩側(cè)的壓強(qiáng)差，Pa； Rm 過(guò)濾介質(zhì)阻力，過(guò)濾介質(zhì)阻力，l/m 由于很難劃定過(guò)濾介質(zhì)與濾餅之間的分界面，更難測(cè)定分由于很難劃定過(guò)濾介質(zhì)與濾餅之間的分界面，更難測(cè)定分界面處的壓強(qiáng)，在操作過(guò)程中總是把過(guò)濾介質(zhì)與濾餅聯(lián)合起來(lái)界面處的壓強(qiáng)，在操作過(guò)程中總是把過(guò)濾介質(zhì)與濾餅聯(lián)合起來(lái)考慮?？紤]。5 過(guò)濾介質(zhì)的阻力過(guò)濾介質(zhì)的阻力沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 通常，濾餅與濾布的面積相同。所以通常，濾餅與濾布的面積相同。所以兩層中的過(guò)濾速度應(yīng)相等，則：兩層中的過(guò)濾速度應(yīng)相等，則：)()(mmmcRRpRRppAddV 上式表明，可用濾液通過(guò)串聯(lián)的濾

19、餅與濾布的總壓強(qiáng)降來(lái)上式表明，可用濾液通過(guò)串聯(lián)的濾餅與濾布的總壓強(qiáng)降來(lái)表示過(guò)濾推動(dòng)力，用兩層的阻力之和來(lái)表示總阻力。表示過(guò)濾推動(dòng)力，用兩層的阻力之和來(lái)表示總阻力。式中：式中：p 濾餅與濾布兩側(cè)的總壓強(qiáng)差，稱為濾餅與濾布兩側(cè)的總壓強(qiáng)差，稱為過(guò)濾壓強(qiáng)差過(guò)濾壓強(qiáng)差。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件上式適用于上式適用于不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅。 x為獲得單位體積為獲得單位體積濾液所形成干濾液所形成干濾餅的質(zhì)量濾餅的質(zhì)量VeVe過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量體積，過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量體積，m m3 3r-r-濾餅的比阻濾餅的比阻m/kgm/kg三、過(guò)濾基本方程式三、過(guò)濾基本方程式沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件對(duì)于對(duì)于可壓縮濾餅可壓縮濾餅其

20、比阻其比阻r r與壓強(qiáng)差有關(guān)。與壓強(qiáng)差有關(guān)。式中式中 r r1-1-單位壓強(qiáng)下濾餅的比阻，單位壓強(qiáng)下濾餅的比阻，1/m2 p過(guò)濾壓強(qiáng)差，過(guò)濾壓強(qiáng)差，pa s 濾餅的壓縮性指數(shù)，無(wú)因次。一般情況下，濾餅的壓縮性指數(shù)，無(wú)因次。一般情況下， s=01。對(duì)于不可壓縮濾餅，對(duì)于不可壓縮濾餅，s=0。r=r1(p)s沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件p定義定義：過(guò)濾操作在恒定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)稱為恒壓過(guò)濾。：過(guò)濾操作在恒定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)稱為恒壓過(guò)濾。濾餅不斷變厚；濾餅不斷變厚；阻力逐漸增加；阻力逐漸增加；推動(dòng)力推動(dòng)力p p 恒定；恒定；過(guò)濾速率逐漸變小。過(guò)濾速率逐漸變小。過(guò)濾操作的兩種典型方式：過(guò)濾操作的兩種典型方式： 恒

21、壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾p特點(diǎn)特點(diǎn)：四、恒壓過(guò)濾四、恒壓過(guò)濾沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件對(duì)于一定的懸浮液，若對(duì)于一定的懸浮液，若、r r1 1及及x x可視為可視為常數(shù)，令常數(shù)，令( (V+VV+Ve e )dV=kA )dV=kA2 2pp1-s1-sd dt t式中：式中：k k 表征過(guò)濾物料特性的常數(shù)，表征過(guò)濾物料特性的常數(shù)，m m4 4/ /（N N s s）。）。過(guò)濾基本方程可寫(xiě)成：過(guò)濾基本方程可寫(xiě)成： 恒壓過(guò)濾方程式的推導(dǎo)恒壓過(guò)濾方程式的推導(dǎo)沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件又令又令 q=V/A，qe=Ve/A沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件五、五、 恒速過(guò)濾恒速過(guò)濾若維持過(guò)濾速率恒定，這樣的

22、過(guò)濾操作方式稱若維持過(guò)濾速率恒定，這樣的過(guò)濾操作方式稱為恒速過(guò)濾為恒速過(guò)濾。如果忽略介質(zhì)阻力如果忽略介質(zhì)阻力沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件恒壓過(guò)濾方程恒壓過(guò)濾方程 恒速過(guò)濾方程恒速過(guò)濾方程K=2kpK=2kp1-s1-s先恒速后恒壓過(guò)濾方程先恒速后恒壓過(guò)濾方程2222222()()eeeeeVKAVVVKAVVKA222eKVVVA222111()2()()2eKVVVV VA111112()()eqqqqqqKK間歇過(guò)濾的濾液量與過(guò)濾時(shí)間的關(guān)間歇過(guò)濾的濾液量與過(guò)濾時(shí)間的關(guān)系系過(guò)濾常數(shù)過(guò)濾常數(shù)沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件n間歇過(guò)濾機(jī)的計(jì)算n n連續(xù)過(guò)濾機(jī)的計(jì)算22eenQnVKAVn2zwDALBZVL

23、BZVQ總過(guò)濾面積框內(nèi)總?cè)莘e操作周期生產(chǎn)能力沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件幾種操作方式下的過(guò)濾方程幾種操作方式下的過(guò)濾方程恒壓過(guò)濾恒壓過(guò)濾恒速過(guò)濾恒速過(guò)濾先恒速后恒壓先恒速后恒壓(V+Ve)2=KA2( + )eq=uR (V2-VR2)+2Ve(V-VR)=KA2( - R)V2+2VVe=KA2 V=uRA (q2-qR2)+2qe(q-qR)=K( - R)(q+qe )2=K( + e)p=a +bq2+2qqe=K )(12esVVvrpAddV沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件可得可得qdt/dq2qe/K由斜率由斜率=1/K，求出求出K;由截距由截距=2qe/K ，求出求出qe；由由q2+2qq

24、e=Kt， t=0，q=0，求出求出te= qe2/K。測(cè)定時(shí)采用恒壓試驗(yàn)，恒壓過(guò)濾方程為：測(cè)定時(shí)采用恒壓試驗(yàn)，恒壓過(guò)濾方程為： 七、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定七、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定上式表明：上式表明：t/q與與q成直線關(guān)系，直線斜率為成直線關(guān)系，直線斜率為1/K，截距為截距為2qe/K沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件lnK=(1-s)lnp+ln(2k) 以以lnlnp p為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，lnlnK K為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo)作直線，從而求出斜率作直線，從而求出斜率(1-(1-s s) )，截截距距l(xiāng)n(2ln(2k k) )，進(jìn)而算出進(jìn)而算出s s和和k k。K=2kp1-s 濾餅的壓縮性指數(shù)濾餅的壓縮性指數(shù)s s及

25、物料特性常數(shù)及物料特性常數(shù)k k需在需在不同壓強(qiáng)差下對(duì)指定物料進(jìn)行試驗(yàn)，求得若不同壓強(qiáng)差下對(duì)指定物料進(jìn)行試驗(yàn)，求得若干過(guò)濾壓強(qiáng)差下的干過(guò)濾壓強(qiáng)差下的K K，然后對(duì)然后對(duì)K-pK-p數(shù)據(jù)加以數(shù)據(jù)加以處理，即可求得處理，即可求得s s 值。值。lnpln(K)ln(2k)q/t2qe/K壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)s的測(cè)定的測(cè)定沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 工業(yè)上使用的典型過(guò)濾設(shè)備：工業(yè)上使用的典型過(guò)濾設(shè)備：按操作方式分類按操作方式分類：間歇過(guò)濾機(jī)、連續(xù)過(guò)濾機(jī)：間歇過(guò)濾機(jī)、連續(xù)過(guò)濾機(jī)按操作壓強(qiáng)差分類按操作壓強(qiáng)差分類：壓濾、吸濾和離心過(guò)濾：壓濾、吸濾和離心過(guò)濾板框壓濾機(jī)（間歇操作）板框壓濾機(jī)（間歇操作）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾

26、機(jī)（連續(xù)操作）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)（連續(xù)操作）過(guò)濾式離心機(jī)過(guò)濾式離心機(jī)八、過(guò)濾設(shè)備八、過(guò)濾設(shè)備沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成。濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成。濾板濾板：凹凸不平的表面，凸部用來(lái)支撐濾布，凹槽是濾：凹凸不平的表面，凸部用來(lái)支撐濾布，凹槽是濾液的流道。液的流道。濾板右上角的圓孔，是濾漿通道；左上角的圓濾板右上角的圓孔，是濾漿通道；左上角的圓孔，是洗水通道?？?，是洗水通道。洗滌板洗滌板：左上角的洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽相通，左上角的洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽相通， 使洗水流進(jìn)凹槽；使洗水流進(jìn)凹槽；非洗滌板非洗滌板：洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽不相通。洗水通道

27、與兩側(cè)表面的凹槽不相通。1 板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī) 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 為了避免這兩種板和框的安裝次序有錯(cuò)，在鑄造時(shí)常在板為了避免這兩種板和框的安裝次序有錯(cuò)，在鑄造時(shí)常在板與框的外側(cè)面分別鑄有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)小鈕。非洗滌板為一與框的外側(cè)面分別鑄有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)小鈕。非洗滌板為一鈕板，框帶兩個(gè)鈕板，框帶兩個(gè)鈕，洗滌板為三鈕板。鈕板，框帶兩個(gè)鈕板，框帶兩個(gè)鈕，洗滌板為三鈕板。濾框?yàn)V框：濾漿通道濾漿通道：濾框右上角的圓孔濾框右上角的圓孔洗水通道洗水通道：濾框左上角的圓孔濾框左上角的圓孔沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件濾漿濾漿洗水洗水濾板濾板濾框?yàn)V框洗板洗板濾布濾布板框過(guò)濾機(jī)板框過(guò)濾機(jī)沉降與過(guò)濾改動(dòng)PP

28、T課件 板框過(guò)濾機(jī)的操作是間歇式的，每個(gè)操作循板框過(guò)濾機(jī)的操作是間歇式的，每個(gè)操作循環(huán)由環(huán)由裝合裝合、過(guò)濾過(guò)濾、洗滌洗滌、卸渣卸渣、整理整理五個(gè)階段五個(gè)階段。過(guò)濾過(guò)程過(guò)濾過(guò)程1)1)、裝合、裝合： 將板與框按將板與框按 1-2-3-2-1-2-3 1-2-3-2-1-2-3的順序，的順序，濾板的兩側(cè)表面放上濾濾板的兩側(cè)表面放上濾布，布，然后用手動(dòng)的或機(jī)動(dòng)的壓緊裝置固定，使板與框緊密接觸。然后用手動(dòng)的或機(jī)動(dòng)的壓緊裝置固定，使板與框緊密接觸。 2)2)、過(guò)濾、過(guò)濾： 用泵把濾漿送進(jìn)用泵把濾漿送進(jìn)右上角右上角的濾漿通道，由通道流進(jìn)每個(gè)濾框里。的濾漿通道，由通道流進(jìn)每個(gè)濾框里。濾液穿過(guò)濾布沿濾板的凹槽

29、流至每個(gè)濾板下角的閥門(mén)排出。固體濾液穿過(guò)濾布沿濾板的凹槽流至每個(gè)濾板下角的閥門(mén)排出。固體顆粒積存在濾框內(nèi)形成濾餅，直到框內(nèi)充滿濾餅為止。顆粒積存在濾框內(nèi)形成濾餅，直到框內(nèi)充滿濾餅為止。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件3)3)、洗滌、洗滌： 將洗水送入洗水通道，經(jīng)洗滌板左上角的洗水進(jìn)口，進(jìn)入板將洗水送入洗水通道，經(jīng)洗滌板左上角的洗水進(jìn)口，進(jìn)入板的兩側(cè)表面的凹槽中。然后，洗水橫穿濾布和濾餅，最后由非的兩側(cè)表面的凹槽中。然后，洗水橫穿濾布和濾餅，最后由非洗滌板下角的濾液出口排出。在此階段中，洗滌板下角的濾液洗滌板下角的濾液出口排出。在此階段中，洗滌板下角的濾液出口閥門(mén)關(guān)閉。出口閥門(mén)關(guān)閉。4)4)、卸渣、整理

30、、卸渣、整理 打開(kāi)板框，卸出濾餅，洗滌濾布及板、框。打開(kāi)板框，卸出濾餅，洗滌濾布及板、框。 在洗液粘度與濾液粘度相近的情況下，且在壓差相同時(shí)，在洗液粘度與濾液粘度相近的情況下，且在壓差相同時(shí)，洗滌速率約為過(guò)濾終了速率的洗滌速率約為過(guò)濾終了速率的1/41/4。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，占地面積小，過(guò)濾面積大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，占地面積小，過(guò)濾面積大?？筛鶕?jù)需要增減濾板的數(shù)量，調(diào)節(jié)過(guò)濾能力?？筛鶕?jù)需要增減濾板的數(shù)量，調(diào)節(jié)過(guò)濾能力。對(duì)物料的適應(yīng)能力較強(qiáng)，由于操作壓力較高對(duì)物料的適應(yīng)能力較強(qiáng)，由于操作壓力較高（310kg/cm2 ），），對(duì)顆粒細(xì)小而液體粘度較大的濾漿，也能對(duì)顆粒細(xì)

31、小而液體粘度較大的濾漿，也能適用。適用。間歇操作，生產(chǎn)能力低，卸渣清洗和組裝階段需用人力操作，間歇操作，生產(chǎn)能力低，卸渣清洗和組裝階段需用人力操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以它只適用于小規(guī)模生產(chǎn)。勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以它只適用于小規(guī)模生產(chǎn)。近年出現(xiàn)了各種自動(dòng)操作的板框壓濾機(jī)，使勞動(dòng)強(qiáng)度得到減近年出現(xiàn)了各種自動(dòng)操作的板框壓濾機(jī)，使勞動(dòng)強(qiáng)度得到減輕。輕。板框壓濾機(jī)的特點(diǎn)：板框壓濾機(jī)的特點(diǎn)：沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件2zwDALBZVLBZVQ總過(guò)濾面積總過(guò)濾面積框內(nèi)總?cè)莘e框內(nèi)總?cè)莘e操作周期操作周期生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力間歇過(guò)濾機(jī)的計(jì)算間歇過(guò)濾機(jī)的計(jì)算過(guò)濾時(shí)間過(guò)濾時(shí)間t=Vt=V2 2+2VeV/KA+2VeV/KA2 2

32、由由q q2 2+q+qe eq=Ktq=Ktt=qt=q2 2+q+qe eq/Kq/K洗滌時(shí)間洗滌時(shí)間t tw w=8(V=8(V2 2+V+Ve e)V)Vw w/KA/KA2 2沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件n例例1 1：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為81081081081025(25(mm)mm)，共有共有3 33 3個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常數(shù)數(shù)K K=10-4m=10-4m2 2/s/s，qe=0.01mqe=0.01m3 3/ /m m2 2。若已知側(cè)到得濾液若已知側(cè)

33、到得濾液體積為體積為8.668.66，所用洗水量為濾液量的，所用洗水量為濾液量的1/1/6 6。求：。求：n 1) 1) 過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘?；過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘?；n 2) 2) 過(guò)濾所需的時(shí)間；過(guò)濾所需的時(shí)間；n 3) 3) 洗滌時(shí)間；洗滌時(shí)間；沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件例例2 2：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為81081081081025(25(mm)mm)，共有共有3737個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常數(shù)數(shù)K K=10=10-4-4m m2 2/s/s，qe=0.01

34、mqe=0.01m3 3/ /m m2 2，t te=1se=1s。若已知單位若已知單位面積上通過(guò)的濾液量為面積上通過(guò)的濾液量為0.150.15m m3 3/m/m2 2，所用洗水量為所用洗水量為濾液量的濾液量的1/51/5。求：。求： 1) 1) 過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘?；過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘浚?2) 2) 過(guò)濾所需的時(shí)間；過(guò)濾所需的時(shí)間； 3) 3) 洗滌時(shí)間；洗滌時(shí)間； 4) 4) 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力Q(td=15minQ(td=15min) )。生產(chǎn)能力：是指單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量。生產(chǎn)能力：是指單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件解：解：1) 1) 過(guò)濾面積過(guò)濾面積 A

35、=2LBZ=2A=2LBZ=20.810.810.810.8137=48.6m37=48.6m2 2 濾框總?cè)莘e濾框總?cè)莘e V Vz z=LB=LB Z=0.81Z=0.810.810.810.0250.02537=0.607m37=0.607m3 3 hmsmQdwqATV/5 .17/1085. 433360153482556 .4815. 02) 2) 過(guò)濾時(shí)間過(guò)濾時(shí)間 3) 3) 洗滌時(shí)間洗滌時(shí)間 4) 4) 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 ( (q+qq+qe e ) )2 2=K(=K(t t+ +t te e) ) (0.15+0.01)(0.15+0.01)2 2=10=10-4-4( (

36、+1)+1) =255 =255s s w w = = 8 8(q+q(q+qe e)q)qw w/5K =8/5K =8(0.15+0.01)(0.15+0.01)0.15/(50.15/(51010-4-4)=348s)=348s 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件n過(guò)濾時(shí)間過(guò)濾時(shí)間n由由q2+qeq=Ktnt=q2+qeq/Knq=0.15 qe=0.01 K=10-4洗滌時(shí)間洗滌時(shí)間tw=8(V2+Ve)Vw/KA2V2V2為濾液體積為濾液體積=V=q=V=qAVe=qeAqeAVw為洗滌水用量沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件min85.204010996. 410/10996.

37、 405. 0101108007. 0101002225222251433KAVtsmrxPK解：（解：（1 1）求過(guò)濾時(shí)間。過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略）求過(guò)濾時(shí)間。過(guò)濾介質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，濾渣為不可壓縮的恒壓過(guò)濾方程為：不計(jì)，濾渣為不可壓縮的恒壓過(guò)濾方程為：V V2 2+2VV+2VVe e=KA=KA2 2t t介質(zhì)阻力忽略，即介質(zhì)阻力忽略，即Ve0 V=KA2tp=100103kpa A=40m2 V=10m3x=0.05kg/mx=0.05kg/m3 3 3030水水=0.8007=0.800710-3Pasr=1r=11014m/Kg沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件（2）求過(guò)濾時(shí)間延長(zhǎng)一倍時(shí)，增

38、加的濾液量。 stt25026085.2022 而 352m14 440tKAV 故增加的濾液量為：3m14.41014.14VVV （3）求過(guò)濾壓差增加一倍，獲得3m10濾液所需時(shí) 間 t. 22 AKVt 從公式可知，新的過(guò)濾常數(shù) K為： 125sm10996.422 KK 代入上式中得： stt5 .62524010996.4210 252 即過(guò)濾時(shí)間為原來(lái)的一半。 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 擬用一臺(tái)板框壓濾機(jī)過(guò)濾懸浮液，板框尺寸為擬用一臺(tái)板框壓濾機(jī)過(guò)濾懸浮液，板框尺寸為450mm450mm450mm,450mm,有有4040個(gè)濾框。在個(gè)濾框。在p=3p=310

39、105 5PaPa下恒壓過(guò)濾。待濾框充滿濾渣后下恒壓過(guò)濾。待濾框充滿濾渣后用清水洗滌濾餅，洗滌水量為濾液體積的用清水洗滌濾餅，洗滌水量為濾液體積的1/101/10。已知每立方。已知每立方米濾液形成米濾液形成0.025m0.025m3 3立方米濾餅；操作條件下過(guò)濾常立方米濾餅；操作條件下過(guò)濾常數(shù)數(shù):qe=0.0268m3/m:qe=0.0268m3/m2 2；=8.937=8.9371010-4-4 Pa.s ; r=1.13 Pa.s ; r=1.13101013 13 ( (p)p)0.274 0.274 。（食品工程原理。（食品工程原理 李云飛李云飛 P350P350） 試試 （1 1）過(guò)

40、濾時(shí)間；）過(guò)濾時(shí)間； （2 2）洗滌時(shí)間；）洗滌時(shí)間； （3 3）若每次裝卸清理的輔助時(shí)間為）若每次裝卸清理的輔助時(shí)間為60min60min，求此壓濾機(jī)的，求此壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力。nK=2kp p1-s1-s=2=2p p/ /rxrx 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件P148 7、 8沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：p轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)筒，扇形格，扇形格(18格格)； 濾室濾室；分配頭分配頭；動(dòng)盤(pán)動(dòng)盤(pán)(18個(gè)孔，分別與扇形個(gè)孔，分別與扇形格的格的18個(gè)通道相連個(gè)通道相連)；定盤(pán)定盤(pán)(三個(gè)凹槽：濾液真空三個(gè)凹槽：濾液真空凹槽、洗水真空凹槽、壓縮空凹槽、洗水真空凹槽、壓縮空氣凹槽，分別將動(dòng)盤(pán)的氣凹槽，分

41、別將動(dòng)盤(pán)的18個(gè)孔個(gè)孔道分成三個(gè)通道道分成三個(gè)通道)；p金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)；p濾布濾布；p濾漿槽濾漿槽。工作過(guò)程工作過(guò)程轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖動(dòng)盤(pán)動(dòng)盤(pán)定盤(pán)定盤(pán)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)筒金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)濾布濾布濾餅濾餅攪拌器攪拌器洗滌噴頭洗滌噴頭料漿槽料漿槽刮刀刮刀2 2 轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)（rotary-drum vacuum filterrotary-drum vacuum filter）沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件110987654321817161514131112動(dòng)盤(pán)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)筒及分配頭的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)筒及分配頭的結(jié)構(gòu)工作過(guò)程工作過(guò)程定盤(pán)定盤(pán)18格分成格分成6個(gè)工作區(qū)個(gè)工作區(qū)1區(qū)區(qū)(17格格)

42、：過(guò)濾區(qū)；：過(guò)濾區(qū)；2區(qū)區(qū)(810格格)：濾液吸干區(qū)；：濾液吸干區(qū)；3區(qū)區(qū)(1213格格)：洗滌區(qū)；：洗滌區(qū)；4區(qū)區(qū)(14格格)：洗后吸干區(qū)；：洗后吸干區(qū)；5區(qū)區(qū)(16格格)：吹松卸渣區(qū)；：吹松卸渣區(qū)；6區(qū)區(qū)(17格格)：濾布再生區(qū)。：濾布再生區(qū)。l過(guò)濾區(qū)過(guò)濾區(qū)(12區(qū)區(qū))，f 槽槽; l洗滌區(qū)洗滌區(qū)(34區(qū)區(qū))，g槽槽 ;l干燥卸渣區(qū)干燥卸渣區(qū)(56區(qū)區(qū))，h 槽槽;f 槽槽h 槽槽g 槽槽沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件自動(dòng)連續(xù)操作；自動(dòng)連續(xù)操作；適用于處理量大，固體顆粒含量較多的濾漿；適用于處理量大，固體顆粒含量較多的濾漿；真空下操作，其過(guò)濾推動(dòng)力較低真空下操作，其過(guò)濾推動(dòng)力較低( (最高只有最

43、高只有1 1atm)atm)，對(duì)于濾對(duì)于濾餅阻力較大的物料適應(yīng)能力較差餅阻力較大的物料適應(yīng)能力較差。 轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，藉分配頭的作用，能使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，藉分配頭的作用，能使轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每個(gè)扇形格室可依次筒旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每個(gè)扇形格室可依次進(jìn)行進(jìn)行過(guò)濾過(guò)濾、洗滌洗滌、吸干吸干、吹松卸渣吹松卸渣等項(xiàng)操作。等項(xiàng)操作。整個(gè)轉(zhuǎn)筒圓周在任何瞬間都劃分為整個(gè)轉(zhuǎn)筒圓周在任何瞬間都劃分為: :特點(diǎn)：特點(diǎn)：工作過(guò)程工作過(guò)程過(guò)濾區(qū)過(guò)濾區(qū);洗滌區(qū)洗滌區(qū);干燥卸渣區(qū)干燥卸渣區(qū)。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 計(jì)算：計(jì)算：1 1、浸液率、浸液率 浸沒(méi)角浸沒(méi)角:是指轉(zhuǎn)鼓表面浸沒(méi)于濾漿中的轉(zhuǎn)鼓圓周角度。是指轉(zhuǎn)鼓表面浸沒(méi)于濾

44、漿中的轉(zhuǎn)鼓圓周角度。 浸液率浸液率:是指轉(zhuǎn)鼓表面浸入濾漿中的面積占整個(gè)過(guò)濾是指轉(zhuǎn)鼓表面浸入濾漿中的面積占整個(gè)過(guò)濾表面積的分?jǐn)?shù)。表面積的分?jǐn)?shù)。 =轉(zhuǎn)鼓浸液面積轉(zhuǎn)鼓浸液面積/ /轉(zhuǎn)鼓總表面積轉(zhuǎn)鼓總表面積= = /2/2 在旋轉(zhuǎn)一周中的有效過(guò)濾時(shí)間為：在旋轉(zhuǎn)一周中的有效過(guò)濾時(shí)間為： t = /nt = /n n- n-表示轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速表示轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速,r/s,r/s 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 生產(chǎn)能力：是指單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量。生產(chǎn)能力：是指單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量。 轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)一周獲得濾液量為：轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)一周獲得濾液量為： V=qV=q/n /n V- V-表示濾液量表示濾液量; ; q q-表示生產(chǎn)能力；單

45、位為表示生產(chǎn)能力；單位為m m3 3/s./s. n- n- 表示轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速；表示轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速；r/sr/s。 2 2、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)能力沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件22eenQnVKAVn。浸沒(méi)角度360n連續(xù)過(guò)濾機(jī)的計(jì)算如忽略介質(zhì)阻力連續(xù)如忽略介質(zhì)阻力連續(xù)Ve=0,Ve=0,qv=Aqv=AVeVe過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量過(guò)濾體積過(guò)濾介質(zhì)的當(dāng)量過(guò)濾體積沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件例：用轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液，過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓直徑為例：用轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液，過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓直徑為1m1m，轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度0.7m,0.7m,浸沒(méi)角浸沒(méi)角130130度，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速0.18r/min,0.18r/min,

46、在真空度在真空度66.7 66.7 kPakPa下操作。懸浮液的過(guò)濾常數(shù)為下操作。懸浮液的過(guò)濾常數(shù)為K K=9.90=9.901010-7-7m m2 2/(s.kPa)/(s.kPa)，過(guò)濾，過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)。試估計(jì)此過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力。介質(zhì)阻力忽略不計(jì)。試估計(jì)此過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力。 （食品工程原理（食品工程原理 李李云飛云飛 P352P352）沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 例：用轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液，過(guò)濾機(jī)例：用轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾某種懸浮液，過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓直徑為轉(zhuǎn)鼓直徑為1m1m，轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度0.8m,0.8m,浸沒(méi)角浸沒(méi)角130130度，轉(zhuǎn)度，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速鼓轉(zhuǎn)速0.18r/min0.1

47、8r/min。懸浮液中每送出。懸浮液中每送出1m1m3 3的濾液可的濾液可獲得獲得0.4m0.4m3 3的濾渣，濾相為水，測(cè)得過(guò)濾常數(shù)的濾渣，濾相為水，測(cè)得過(guò)濾常數(shù)K K=8.30=8.301010-7-7m m2 2/(s.kPa)/(s.kPa)，過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不，過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)。計(jì)。 。 求求:1:1、過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力；、過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力； 2 2、轉(zhuǎn)筒表面的濾餅厚度、轉(zhuǎn)筒表面的濾餅厚度L L 沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件P148 9沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：1.1.懸筐式離心機(jī)懸筐式離心機(jī)( (suspended-basket centrifuge)suspended-b

48、asket centrifuge) 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓濾餅濾餅濾布濾布濾網(wǎng)濾網(wǎng)離心過(guò)濾機(jī)工作原理圖離心過(guò)濾機(jī)工作原理圖p轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓(上有小孔，亦稱懸框上有小孔，亦稱懸框)；濾網(wǎng)；濾網(wǎng)；濾布濾布；p機(jī)架。機(jī)架。原理：原理： 由于離心力作用，液體產(chǎn)生徑向壓差，通過(guò)由于離心力作用，液體產(chǎn)生徑向壓差，通過(guò)濾餅濾餅、濾網(wǎng)濾網(wǎng)及及濾筐濾筐而流出。而流出。3 離心過(guò)濾機(jī)（離心過(guò)濾機(jī)（centrifugal filter）沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件過(guò)濾方程及壓力的計(jì)算過(guò)濾方程及壓力的計(jì)算采用恒壓過(guò)濾方程式：采用恒壓過(guò)濾方程式：HRA2A 過(guò)濾面積，過(guò)濾面積，m2；H 轉(zhuǎn)筒高度，轉(zhuǎn)筒高度，m;R 轉(zhuǎn)筒半徑，轉(zhuǎn)筒半徑，m；p

49、過(guò)濾推動(dòng)力，過(guò)濾推動(dòng)力，Pa。r 任意處濾餅半徑，任意處濾餅半徑，m。2222222()()eeeeeVKAVVVKAVVKA平均生產(chǎn)力能力平均生產(chǎn)力能力qv=V/tqv=V/t沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 在離心力作用下液體沿加料斗的錐形面在離心力作用下液體沿加料斗的錐形面流動(dòng)，均勻地沿圓周分散到濾筐的過(guò)濾段。濾液透過(guò)濾網(wǎng)而形流動(dòng)，均勻地沿圓周分散到濾筐的過(guò)濾段。濾液透過(guò)濾網(wǎng)而形成濾渣層?；钊圃髋c加料斗一齊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將濾渣間斷成濾渣層?；钊圃髋c加料斗一齊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將濾渣間斷地沿著濾筐內(nèi)表面向排渣口排出。排渣器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是先向前地沿著濾筐內(nèi)表面向排渣口排出。排渣器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是先向前推，

50、馬上后退，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間形成一定厚度的濾渣層后，再次推，馬上后退，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間形成一定厚度的濾渣層后，再次向前推，如此重復(fù)進(jìn)行推渣。向前推，如此重復(fù)進(jìn)行推渣。 分離因數(shù)約為分離因數(shù)約為300300700700，其生產(chǎn)能力大，適用于分離固體，其生產(chǎn)能力大，適用于分離固體顆粒濃度較濃、粒徑較大（顆粒濃度較濃、粒徑較大（0.15mm）的懸浮液，在生產(chǎn)中得的懸浮液，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。到廣泛應(yīng)用。工作原理工作原理：特點(diǎn)：特點(diǎn)：4 往復(fù)活塞推渣離心機(jī)往復(fù)活塞推渣離心機(jī)（reciprocating-pusher centrifuge）沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件離心力自動(dòng)卸料離心機(jī)，又稱為錐籃離心機(jī)離心力自動(dòng)

51、卸料離心機(jī)，又稱為錐籃離心機(jī) p結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：如圖：如圖p工作過(guò)程：工作過(guò)程：料漿料漿濾液濾液濾渣濾渣轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓濾餅濾餅濾布濾布濾網(wǎng)濾網(wǎng)洗滌洗滌料漿進(jìn)入錐形濾筐底部，靠離心料漿進(jìn)入錐形濾筐底部，靠離心力甩向?yàn)V筐；力甩向?yàn)V筐；液相通過(guò)濾布，固相被截留。液相通過(guò)濾布，固相被截留。濾渣克服摩擦阻力，沿濾筐向上濾渣克服摩擦阻力，沿濾筐向上移動(dòng)，經(jīng)過(guò)洗滌段和干燥段。最后移動(dòng)，經(jīng)過(guò)洗滌段和干燥段。最后從頂端排出。從頂端排出。5 自動(dòng)卸渣離心機(jī)（自動(dòng)卸渣離心機(jī)（conical basket centrifuge）沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件p特點(diǎn)：特點(diǎn)：離心力離心力,F重力重力,mg 摩擦力摩擦力,f支承力支承力,N

52、xy結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，功率消耗小。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，功率消耗小。對(duì)懸浮液的濃度和固體顆粒大小的波動(dòng)敏感。對(duì)懸浮液的濃度和固體顆粒大小的波動(dòng)敏感。生產(chǎn)能力較大，分離因數(shù)約為生產(chǎn)能力較大，分離因數(shù)約為20002000，可分離固體顆，可分離固體顆粒濃度較濃、粒度為粒濃度較濃、粒度為0.041mm的懸浮液。的懸浮液。在各種結(jié)晶產(chǎn)品的分離中廣泛應(yīng)用。在各種結(jié)晶產(chǎn)品的分離中廣泛應(yīng)用。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件設(shè)備名稱設(shè)備名稱主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)工作過(guò)程工作過(guò)程特點(diǎn)、特點(diǎn)、適用性適用性生產(chǎn)能力計(jì)算生產(chǎn)能力計(jì)算板框壓濾板框壓濾機(jī)機(jī)濾板、濾框、濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架機(jī)架裝合、過(guò)濾、裝合、過(guò)濾、洗滌、

53、卸渣、洗滌、卸渣、整理整理加壓過(guò)濾，推動(dòng)力較大加壓過(guò)濾，推動(dòng)力較大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；過(guò)濾面積大，能耗少；過(guò)濾面積大，能耗少；讀為間歇操作，推動(dòng)力讀為間歇操作，推動(dòng)力較大；較大；洗滌時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率洗滌時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。低。應(yīng)用范圍廣。應(yīng)用范圍廣。對(duì)原料的適對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)應(yīng)性強(qiáng)轉(zhuǎn)鼓真空轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)筒(濾網(wǎng)、濾網(wǎng)、濾布濾布)、分配、分配頭、濾漿槽頭、濾漿槽過(guò)濾、洗滌、過(guò)濾、洗滌、吹干、卸渣吹干、卸渣真空過(guò)濾，推動(dòng)力較小；真空過(guò)濾，推動(dòng)力較??；連續(xù)化生產(chǎn)，自動(dòng)化程連續(xù)化生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，推動(dòng)力小，濾餅濕度高，推動(dòng)力小，濾餅濕度大，設(shè)備投資高度大，設(shè)備投資高適于粒

54、度中適于粒度中等，粘度不等，粘度不太大的物料太大的物料離心過(guò)濾離心過(guò)濾機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓(濾網(wǎng)、濾網(wǎng)、濾布濾布)、機(jī)架、機(jī)架過(guò)濾、洗滌、過(guò)濾、洗滌、卸渣等卸渣等離心過(guò)濾，推動(dòng)力最大；離心過(guò)濾，推動(dòng)力最大；濾液濕度小。濾液濕度小。應(yīng)用廣泛，應(yīng)用廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)。適應(yīng)性強(qiáng)。儀設(shè)備成本儀設(shè)備成本高，過(guò)濾面高，過(guò)濾面積小。積小。(q+qe )2=K( + e)幾種過(guò)濾設(shè)備的比較幾種過(guò)濾設(shè)備的比較沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件p 定義：定義：p沉降力場(chǎng)：沉降力場(chǎng)：重力重力、離心力離心力。 在某種力場(chǎng)的作用下，利用在某種力場(chǎng)的作用下，利用分散物質(zhì)分散物質(zhì)與與分散介質(zhì)分散介質(zhì)的的密度差異密度差異，

55、使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的單元操作。，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的單元操作。p 沉降操作分類：沉降操作分類：重力沉降重力沉降、離心沉降離心沉降。第三節(jié)第三節(jié) 沉降沉降沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件圖圖 流體繞過(guò)顆粒的流動(dòng)流體繞過(guò)顆粒的流動(dòng)uFdFd與顆粒運(yùn)動(dòng)的方向相反與顆粒運(yùn)動(dòng)的方向相反 當(dāng)流體相對(duì)于靜止的固體顆粒流動(dòng)時(shí)，或者固體顆粒在靜止當(dāng)流體相對(duì)于靜止的固體顆粒流動(dòng)時(shí)，或者固體顆粒在靜止流體中移動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性，兩者之間會(huì)產(chǎn)生作用力，這流體中移動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性，兩者之間會(huì)產(chǎn)生作用力，這種作用力通常稱為曳力種作用力通常稱為曳力（drag force)drag force)或阻力?；蜃枇ΑＶ灰w粒

56、與流體之間有相只要顆粒與流體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生阻力。對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生阻力。對(duì)于一定的顆粒和流體，對(duì)于一定的顆粒和流體，只要相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相同，流只要相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相同，流體對(duì)顆粒的阻力就一樣。體對(duì)顆粒的阻力就一樣。一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 流體密度；流體密度； 流體粘度；流體粘度； d dp p顆粒的當(dāng)量直徑；顆粒的當(dāng)量直徑； A A 顆粒在運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積；顆粒在運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積； u u 顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。 阻力系數(shù)，是雷諾數(shù)阻力系數(shù)，是雷諾數(shù)ReRe的函數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。的函數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。22uAFd)()(

57、udRpe顆粒所受的阻力顆粒所受的阻力Fd可用可用下式計(jì)算下式計(jì)算沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 tRe/248 . 0Re/5 .18t44.0層流區(qū)層流區(qū)（斯托克斯（斯托克斯StokesStokes區(qū)，區(qū)，Re1Re1） 注意：其中斯托克斯區(qū)的計(jì)算式是準(zhǔn)確的，其它兩個(gè)區(qū)域注意：其中斯托克斯區(qū)的計(jì)算式是準(zhǔn)確的，其它兩個(gè)區(qū)域的計(jì)算式是近似的。的計(jì)算式是近似的。過(guò)渡區(qū)過(guò)渡區(qū)（艾侖（艾侖AllenAllen區(qū)，區(qū)，11Re500Re500）湍流區(qū)湍流區(qū)（牛頓（牛頓NewtonNewton區(qū)，區(qū)，500Re10500Re105 5） 圖中曲線大致可分為三個(gè)區(qū)域，各區(qū)域圖中曲線大致可分為三個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的曲

58、線可分別用不同的計(jì)算式表示為：的曲線可分別用不同的計(jì)算式表示為：沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 自由沉降自由沉降（free settling）： 單個(gè)顆粒在流體中沉降，或單個(gè)顆粒在流體中沉降，或者顆粒群在流體中分散得較好而顆粒之間互不接觸互不碰撞的者顆粒群在流體中分散得較好而顆粒之間互不接觸互不碰撞的條件下沉降。條件下沉降。 二二、重力沉降重力沉降 重力沉降重力沉降(gravity settling)：由地球由地球引力作用而發(fā)生的顆粒沉降過(guò)程，稱為引力作用而發(fā)生的顆粒沉降過(guò)程，稱為重力沉降重力沉降。1 1 沉降速度沉降速度1.1 1.1 球形顆粒的自由沉降球形顆粒的自由沉降沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件d

59、dumFFFdbg243)(udgddupppp根據(jù)牛頓第二定律，顆粒的重力沉降運(yùn)動(dòng)基本方程式應(yīng)為根據(jù)牛頓第二定律，顆粒的重力沉降運(yùn)動(dòng)基本方程式應(yīng)為:u重力重力 Fg阻力阻力 Fd浮力浮力 Fb2422udFpdgdFppg36gdFpb36 p p為顆粒密度為顆粒密度沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 隨著顆粒向下沉降，隨著顆粒向下沉降，u逐漸增大，逐漸增大，du/d 逐漸減少。逐漸減少。 當(dāng)當(dāng)u增到一定數(shù)值增到一定數(shù)值ui時(shí)，時(shí)，du/d =0。顆粒開(kāi)始作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。顆粒開(kāi)始作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。3)(4pptgdu上式表明：上式表明：顆粒的沉降過(guò)程分為兩個(gè)階段：顆粒的沉降過(guò)程分為兩個(gè)階段：沉降速度沉降

60、速度（terminal velocity） ：也稱為終端速度，勻速階段顆也稱為終端速度，勻速階段顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度。粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度。 當(dāng)當(dāng)du/d =0時(shí)，令時(shí)，令u= ut，則可得沉降速度計(jì)算式則可得沉降速度計(jì)算式加速階段；加速階段；勻速階段。勻速階段。沉降與過(guò)濾改動(dòng)PPT課件 將不同流動(dòng)區(qū)域的阻力系數(shù)分別代入上式，得球形顆粒在各將不同流動(dòng)區(qū)域的阻力系數(shù)分別代入上式，得球形顆粒在各區(qū)相應(yīng)的沉降速度分別為：區(qū)相應(yīng)的沉降速度分別為： 層流區(qū)（層流區(qū)（Re1）18)(2ppgdtupptdgu3122225)(4ppdgtu)(3過(guò)渡區(qū)（過(guò)渡區(qū)（11Re500Re500）湍流區(qū)（湍流