chapt3機械分離

1、長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 王亞龍王亞龍 長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 例：計算直徑為例：計算直徑為9595 m m，密度為密度為30003000kg/mkg/m3 3的固體顆粒的固體顆粒在在2020的水中的自由沉降速度。的水中的自由沉降速度。smugdts/10797. 9310005. 11881. 9)2 .9983000()1095(18)(3262計算計算Ret，核算沉降類型：核算沉降類型：29244. 0Re33610005. 12 .99810797. 91095dut假設(shè)正確，計算有效。假設(shè)正確，計算

2、有效。解：解： 查表，查表，20 20 水的密度為水的密度為998.2998.2kg/mkg/m3 3，粘度為粘度為1.0051.0051010-3 -3 PaPa s s先設(shè)為斯托克斯定律區(qū)（層流區(qū)）：先設(shè)為斯托克斯定律區(qū)（層流區(qū)）： 長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 例：用高例：用高2m、寬寬2.5m、長長5m的重力降塵室分離空氣中的粉的重力降塵室分離空氣中的粉塵。在操作條件下空氣的密度為塵。在操作條件下空氣的密度為0.799kg/m3，粘度為粘度為2.5310-5Pas，流量為流量為5.0104 m3/h。粉塵的密度為粉塵的密度為2000 kg/m3。試

3、求粉塵的臨界直徑。試求粉塵的臨界直徑。長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 假設(shè)流型屬于過渡區(qū)假設(shè)流型屬于過渡區(qū)，粉塵的臨界直徑為，粉塵的臨界直徑為mmgugudstcstcpc1581058.1)100.2()81.9(4779.01053.222511.14225)(42254312325312231224 . 51053. 2779. 011. 11058. 1Re54tcpctud校核流型校核流型故屬于過渡區(qū)，與假設(shè)相符。故屬于過渡區(qū)，與假設(shè)相符。 解解 ：與臨界直徑對應(yīng)的臨界沉降速度為：與臨界直徑對應(yīng)的臨界沉降速度為smblVustc/11. 155 .

4、 23600/100 . 54長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 一板框壓濾機，在一定壓力下過濾某種懸浮液。當(dāng)濾渣完一板框壓濾機，在一定壓力下過濾某種懸浮液。當(dāng)濾渣完全充滿濾框時濾液量全充滿濾框時濾液量15m3，過濾時間，過濾時間1.5hr，隨后在相同壓，隨后在相同壓力下，用力下，用10%濾液量的清水濾液量的清水(物性可視為與濾液相同物性可視為與濾液相同)洗滌，洗滌，每次拆裝時間每次拆裝時間18min，且已知這一操作中，且已知這一操作中Ve=2.0m3。例例題題 2、如果該機的每一濾框厚度減半，長寬不變，框數(shù)、如果該機的每一濾框厚度減半，長寬不變，框數(shù)加倍，仍用

5、相同濾布，洗滌用水量不變，但拆裝時間加倍，仍用相同濾布，洗滌用水量不變，但拆裝時間增加為增加為25min，試求：濾渣完全充滿濾框時，生產(chǎn)能，試求：濾渣完全充滿濾框時，生產(chǎn)能力變?yōu)槿舾?？力變?yōu)槿舾桑?求：求：1、該機生產(chǎn)能力？、該機生產(chǎn)能力？長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 EwddVddV)(41)()(812eVVKA22)(8)(KAVVVaddVVewwwwhrw07. 1222KAVVVe恒壓時，190222eVVVKADwVQhm /23. 53解： 1、該機生產(chǎn)能力V=15m3，Ve=2.0m3，=1.5hr，W=0.1， D=18min=0.3h

6、r長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 315mV 2、如果該機、如果該機的每一濾框的每一濾框厚度減半厚度減半，長寬不變長寬不變，框數(shù)加倍框數(shù)加倍，仍用，仍用相同濾布相同濾布，洗滌用洗滌用水量不變水量不變，但拆裝時間增加為，但拆裝時間增加為25min，試求：濾渣完全充滿濾框時，試求：濾渣完全充滿濾框時，生產(chǎn)能力變?yōu)槿舾伞Ｉa(chǎn)能力變?yōu)槿舾伞?222222AKVVVAKVVVee恒壓時，760422KAAKvrpKKs12AA2hr454. 022)(8)(AKVVVaddVVewwwwhrw3 . 0hmVQDW/81.12417. 03 . 0454. 0153)

7、(423AVmVVeee由題意可知hrD417. 06025長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 在實驗室用一片過濾面積為在實驗室用一片過濾面積為0.1m2的濾葉對的濾葉對某種顆粒在水中懸浮液進行試驗，過濾壓強差某種顆粒在水中懸浮液進行試驗，過濾壓強差為為67kN/m2。過濾。過濾5分鐘后得濾液分鐘后得濾液1升，又過濾升，又過濾5分鐘得濾液分鐘得濾液0.6升。升。 若再過濾若再過濾5分鐘，可再得濾液若干升？分鐘，可再得濾液若干升？例例題題長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 解：解： 為要了解濾液量隨過濾時間而變化的關(guān)系，需先求出恒為

8、要了解濾液量隨過濾時間而變化的關(guān)系，需先求出恒壓下的過濾常數(shù)壓下的過濾常數(shù)K及及qe。 由恒壓過濾方程式由恒壓過濾方程式: q2+2qeq=K 將已測得的兩組數(shù)據(jù)代入上式，即將已測得的兩組數(shù)據(jù)代入上式，即 （110-3/0.1)2+2qe(110-3/0.1)=K(560) 及（及（1.610-3/0.1)2+2qe(1.610-3/0.1)=K(1060) 解此方程組得解此方程組得: qe=710-3m3/m2 K=810-7 m2/s注意時間及注意時間及對應(yīng)的對應(yīng)的q長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 則則p=67kN/m2時的過濾方程式為時的過濾方程式為:

9、 q2+2710-3q=810-7 將將=(5+5+5)60=900s代入上式，即代入上式，即 q2+2710-3q=810-7(900) 解得解得q=2.110-2 m3/m2 V=(2.110-2)0.1=2.110-3 m3=2.1升升由此可知，若再過濾由此可知，若再過濾5分鐘，可再得濾液量為分鐘，可再得濾液量為: 2.1(1+0.6)=0.5升升長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 P140例例3-7： 對例對例3-6中的懸浮液用具有中的懸浮液用具有26個框的個框的BMS20/635-25板板框壓濾機進行過濾。在過濾機入口處濾漿的表壓為框壓濾機進行過濾。在

10、過濾機入口處濾漿的表壓為3.39105Pa，所用濾布與實驗時的相同，漿料溫度仍為，所用濾布與實驗時的相同，漿料溫度仍為25。每次過濾完畢用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與。每次過濾完畢用清水洗滌濾餅，洗水溫度及表壓與濾漿相同而其體積為濾液體積的濾漿相同而其體積為濾液體積的8%。每次卸渣、清理、。每次卸渣、清理、裝合等輔助操作時間為裝合等輔助操作時間為15min。已知固相密度為。已知固相密度為2930kg/m3，又測得濕餅密度為，又測得濕餅密度為1930kg/m3。求此板框壓濾機的生產(chǎn)。求此板框壓濾機的生產(chǎn)能力。能力。例例題題長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 教材

11、教材p140例題例題3-7板框壓濾機型號說明：板框壓濾機型號說明： BMS20/635-25的意義為：的意義為：B表示板框壓濾機，表示板框壓濾機，M表示明流式表示明流式（若為（若為A，則表示暗流式），則表示暗流式），S表示手動壓緊（若為表示手動壓緊（若為Y，則表，則表示液壓壓緊），示液壓壓緊），20表示過濾面積為表示過濾面積為20m2，635表示濾框邊長表示濾框邊長為為635mm的正方形，的正方形，25表示濾框的厚度為表示濾框的厚度為25mm。 濾液的排出方式有濾液的排出方式有明流明流和和暗流暗流之分，若濾液經(jīng)由每塊板底部之分，若濾液經(jīng)由每塊板底部旋塞直接排出，則稱為明流；若濾液不宜暴露于空氣

12、中，則旋塞直接排出，則稱為明流；若濾液不宜暴露于空氣中，則需要將各板流出的濾液匯集于總管后送走，稱為暗流。需要將各板流出的濾液匯集于總管后送走，稱為暗流。長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 解：解： 過濾面積過濾面積 A=（0.635）2226=21m2 濾框總?cè)莘e濾框總?cè)莘e=（0.635）20.02526=0.262m3 （濾餅體積（全充滿）（濾餅體積（全充滿） 已知已知1m3濾餅的質(zhì)量為濾餅的質(zhì)量為1930kg，設(shè)其中含水，

13、設(shè)其中含水xkg，水的密度按，水的密度按1000 kg/m3考慮，考慮， 則由則由 解得解得 x=518kg 故知故知1m3濾餅中的固相質(zhì)量為濾餅中的固相質(zhì)量為 1930518=1412kg 生成生成1m3濾餅所需的濾漿質(zhì)量為濾餅所需的濾漿質(zhì)量為 則則1m3濾餅所對應(yīng)的濾液質(zhì)量為濾餅所對應(yīng)的濾液質(zhì)量為 578921930=55962kg 1m3濾餅所對應(yīng)的濾液體積為濾餅所對應(yīng)的濾液體積為 由此可知，濾框全部充滿時的濾液體積為由此可知，濾框全部充滿時的濾液體積為 V=55.960.262=14.66m3 則過濾終了時的單位面積濾液量為則過濾終了時的單位面積濾液量為 1100029301930 x

14、xkg578922525100014123962.55100055962m23/6982. 02166.14mmAVqP134懸浮液每升水中含25g微粒長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 化工系化工系 根據(jù)例根據(jù)例3-6中過濾實驗結(jié)果寫出中過濾實驗結(jié)果寫出p=3.39105Pa時的恒壓過濾方程式為時的恒壓過濾方程式為 （q+0.0217）2=1.67810-4(+2.81) 將將q=0.6982 m3/m2代入上式，得代入上式，得 （0.6981+0.0217）2=1.67810-4(+2.81) 解得過濾時間為：解得過濾時間為：=3085 s 由式由式3-62及式及式3-6

15、4可知：可知： 對恒壓過濾方程式對恒壓過濾方程式3-56進行微分，得進行微分，得 2（q+qe）dq=Kd，即，即 已求得過濾終了時已求得過濾終了時q=0.6982 m3/m2，代入上式可得過濾終了時的過濾速率為，代入上式可得過濾終了時的過濾速率為 已知已知 VW=0.08V=0.0814.66=1.173 m3 則則 又知又知 D=1560=900s 則生產(chǎn)能力為則生產(chǎn)能力為 EWWddVV)(41)(2eqqKddqsmqqKAddVeE/10447. 2)0217. 06982. 0(210678. 121)(2334sW1917)10447. 2(41173. 13hmVTVQDW/942. 89001917308566.1436003600