《沉降與過濾》課件.ppt

1、2020/9/12,1,第三章 沉降與過濾,非均相物系分離：,沉降（重力沉降、離心沉降） 過濾,分散物質(zhì)（分散相）：處于分散狀態(tài)的物質(zhì) 分散介質(zhì)（連續(xù)相）：處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì),分離的目的： 回收分散物質(zhì);,2. 凈化分散介質(zhì)。,第一節(jié) 概述,2020/9/12,2,第二節(jié) 重力沉降,一、重力沉降速度,（一）球形顆粒的自由沉降,自由沉降：顆粒濃度低，分散好，沉降過程中 互不碰撞、互不影響。,顆粒下沉,2020/9/12,3,2020/9/12,4,重力沉降速度: 顆粒受力平衡時，勻速階段顆粒相對 于流體的運動速度。,2020/9/12,5,（二）流體中顆粒運動的阻力(曳力),阻力系數(shù)（曳力系數(shù)）

2、,、流體特性 dp、ut顆粒特性,2020/9/12,6,2020/9/12,7,2020/9/12,8,（1）層流區(qū) 104 Re 2 Stokes 區(qū),（2）過渡區(qū) 2 Re 500 Allen 區(qū),（3）湍流區(qū) 500 Re 2105 Newton區(qū),（球形）,2020/9/12,9,（三） 沉降速度的計算,層流區(qū)：,Stokes(斯托克斯)式,過渡區(qū)：,湍流區(qū)：,2020/9/12,10,試差計算法： 假設(shè)沉降處于某一區(qū)域； 計算ut； 計算Re，校驗區(qū)域； 若符合，則正確，否則重新假設(shè)區(qū)域。,2020/9/12,11,（四）影響沉降速度的其它因素,1.干擾沉降,2. 顆粒形狀,越小，

3、阻力越大，Re相同時沉降速度越小。,3. 壁效應(yīng) 使沉降速度下降。,2020/9/12,12,二、 重力沉降設(shè)備,（一）降塵室,2020/9/12,13,1. 沉降分離條件,停留時間：,沉降時間：,分離條件：,W,2020/9/12,14,2. 生產(chǎn)能力 qV降塵室所處理含塵氣體的體積流量,結(jié)論：降塵室的生產(chǎn)能力只與沉降面積WL及顆粒 沉降速度ut有關(guān)，而與高度H無關(guān)。,2020/9/12,15,多層降塵室：,若n個隔板，則,缺點： 清灰難； 隔板間距小，顆粒易被揚起。,2020/9/12,16,3. 臨界顆粒直徑,臨界顆粒直徑dpC降塵室理論上能100%除去的 最小顆粒直徑。,層流,2020

4、/9/12,17,（二）沉降槽（增稠器） 1. 懸浮液的沉聚過程,2020/9/12,18,2. 沉降槽（增稠器）,2020/9/12,19,第三節(jié) 離心沉降,一、離心沉降速度 （一）沉降過程,切向速度 u 徑向速度 ur,2020/9/12,20,受力平衡時，徑向速度ur為該點的離心沉降速度。,2020/9/12,21,重力沉降速度ut,離心沉降速度ur,方向 向下，大小不變 徑向向外，隨r變化,層流,（二）離心分離因數(shù),離心分離因數(shù)KC同一顆粒在同種介質(zhì)中所受離心力與重力之比。,2020/9/12,22,二、 離心沉降設(shè)備,（一）旋風(fēng)分離器 1. 結(jié)構(gòu)與工作原理,KC為52500，可分離氣

5、體中575m的顆粒。,2020/9/12,23,2. 臨界顆粒直徑,假設(shè)： 切向速度ut=進口速度ui 顆粒沉降的最大距離b 層流,rm平均旋轉(zhuǎn)半徑,2020/9/12,24,n旋轉(zhuǎn)圈數(shù),沉降時間：,停留時間：,沉降分離條件：,沉降速度：,2020/9/12,25,臨界顆粒直徑：,討論：,所以生產(chǎn)能力較大時，一般采用多個小旋風(fēng)分離器并聯(lián)。,2020/9/12,26,3. 氣體通過旋風(fēng)分離器的壓力降,一般 p= 0.32 kPa,進、排氣與筒壁之間的摩擦損失； 進入時突然擴大的局部阻力； 旋轉(zhuǎn)中動能損失,造成氣體壓力降：,由于:,2020/9/12,27,(二) 旋液分離器,2020/9/12,

6、28,(三) 沉降式離心機,管式離心機 碟式離心機 螺旋式離心機,2020/9/12,29,第四節(jié) 過 濾,一、懸浮液的過濾,推動力：壓力差，離心力，重力 阻 力：濾餅、過濾介質(zhì)阻力,2020/9/12,30,（一）兩種過濾方式 1. 濾餅過濾,2020/9/12,31,2. 深層過濾,2020/9/12,32,（二）過濾介質(zhì),類別： 織物介質(zhì) 多孔性固體介質(zhì) 堆積介質(zhì) 多孔膜：高聚物膜、無機膜,2020/9/12,33,（三）濾餅的可壓縮性與助濾劑,不可壓縮濾餅：空隙不隨壓力變化 可壓縮濾餅：空隙隨壓力增加而減小,（四）過濾過程物料衡算,加助濾劑,（1）濕濾渣密度,Ckg濕渣/kg干渣,20

7、20/9/12,34,（2）干渣質(zhì)量與濾液體積之比,Xkg固體/kg懸浮液,kg干渣/m3濾液,（3）濕渣質(zhì)量與濾液體積之比,（4）濕渣體積與濾液體積之比,kg濕渣/m3濾液,m3濾餅/m3濾液,2020/9/12,35,二、過濾速率基本方程式,（一）過濾速率,過濾速率：,過濾速度：,設(shè)為層流流動,2020/9/12,36,孔道長度,孔道中流速與過濾速度的關(guān)系,過濾速度,2020/9/12,37,令,濾餅的比阻,過濾速度,濾餅阻力,過濾介質(zhì)阻力,v獲得單位體積濾液所形成濾餅的體積， m3濾餅/m3濾液；,2020/9/12,38,（二）過濾基本方程,濾餅層：,過濾介質(zhì)層：,2020/9/12,

8、39,過濾速率,過濾基本方程,則,2020/9/12,40,三、恒壓過濾,K為常數(shù),恒壓過濾方程式,（一）濾液體積與過濾時間的關(guān)系,2020/9/12,41,2020/9/12,42,(二) 過濾常數(shù)的測定, /qq 為直線關(guān)系， 其斜率為 ，截距為,2020/9/12,43,三、過濾設(shè)備及操作,（一）板框過濾機,2020/9/12,44,2020/9/12,45,橫穿洗滌法,卸渣、清洗、組裝,特點：,同部位、不同時間進行不同的操作。,過濾：,洗滌：,濾液排出：明流、暗流,2020/9/12,46,（二）轉(zhuǎn)筒真空過濾機,1.結(jié)構(gòu)與操作,過濾區(qū)： 14,吹、卸濾渣區(qū)： 1112,吸干洗滌區(qū)： 510,特點：同時間、不同部位進行不同的操作。,2020/9/12,47,設(shè)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為N (1/s),