《粉体力学》PPT课件(I)

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1、1.3.3重力沉降设备1、降尘室借重力沉降从气流中除去尘粒的设备称为降尘室。令l——降尘室的长度，m；h——降尘室的高度，m；b——降尘室的宽度，m；u——气体在降尘室的水平通过速度，m/s；Vs——降尘室的生产能力（即含尘气通过降尘室的体积流量），m3/s。颗粒沉降所需沉降时间为则气体的停留时间为Hbluut沉降分离满足的基本条件为T≥Tt或降尘室的生产能力为理论上降尘室的生产能力只与其沉降面积bl及颗粒的沉降速度ut有关，而与降尘室高度h无关。故降尘室应设计成扁平形，或在室内均匀设置多层水平隔板，构成多层降尘室。多层降尘室生产能力：VS≤(n+1

2、)ut·lb2、〖说明〗沉降速度ut应按需要分离下来的最小颗粒计算；气流速度u不应太高，以免干扰颗粒的沉降或把已经沉降下来的颗粒重新卷起。为此，应保证气体流动的雷诺准数处于滞流范围之内；降尘室结构简单，流动阻力小，但体积庞大，分离效率低，通常仅适用于分离直径大于50μm的颗粒，用于过程的预除尘。多层降尘室虽能分离细小的颗粒，并节省地面，但出灰麻烦。3、降尘室的计算降尘室的计算设计型操作型已知气体处理量和除尘要求，求降尘室的大小用已知尺寸的降尘室处理一定量含尘气体时，计算可以完全除掉的最小颗粒的尺寸，或者计算要求完全除去直径dp的尘粒时所能处理的气体流

3、量。例1拟采用降尘室回收常压炉气中所含的固体颗粒，降尘室底面积为10m2，宽和高均为2m，炉气处理量为4m3/s。操作条件下气体密度为0.75kg/m3，粘度2.6×10-5Pa·s,固体密度为3000kg/m3。求(1)理论上能完全捕集下来的最小粒径；(2)粒径为40μm颗粒的回收百分率；(3)若完全回收直径为15μm的尘粒，对降尘室应作如何改进?解：(1)能完全分离出的最小颗粒的沉降速度假设沉降属于滞流区，因而能除去最小颗粒直径：核算沉降流型∴原假设正确(2)直径为40μm的颗粒必在滞流区沉降，其沉降速度ut′：颗粒沉降所需的时间为：T=lb·

4、H/VS=10×2/4=5s故理论上直径40μm的颗粒在此时间内沉降高度设降尘室入口炉气均布，在降尘室入口端处于顶部及其附近的d=40μm的尘粒，因其ut<0.4m/s，它们随气体到达出口时还没有沉到底而随气体带出，而入口端处于距室底0.503m以下的40μm的尘粒均能除去，所以40μm尘粒的除尘效率：η=H′/H=0.503/2=25.15%(3)要完全回收直径为15μm的颗粒，则可在降尘室内设置水平隔板，使之变为多层降尘室。降尘室内隔板层数n及板间距h的计算为：取n=28,则隔板间距h=H/(n+1)=2/29=0.069m因而在原降尘

5、室内设置28层隔板理论上可全部回收直径为15μm的颗粒。例题二：拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为427℃，相应的密度ρ=0.5kg/m3，粘度μ=3.4×10-5Pa.s，固体颗粒的密度ρS=4000kg/m3，操作条件下，规定气体速度不大于0.5m/s，试求：1）降尘室的总高度H，m；2）理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸；3）粒径为40μm的颗粒的回收百分率。解：1）降尘室的总高度H2）理论上能完全出去的最小颗粒尺寸用试差法由ut求dmin。假设沉降在斯托克斯区核算沉降流型

6、∴原假设正确3、粒径为40μm的颗粒的回收百分率粒径为40μm的颗粒定在滞流区，其沉降速度气体通过降沉室的时间为：直径为40μm的颗粒在12s内的沉降高度为：假设颗粒在降尘室入口处的炉气中是均匀分布的，则颗粒在降尘室内的沉降高度与降尘室高度之比约等于该尺寸颗粒被分离下来的百分率。直径为40μm的颗粒被回收的百分率为：球形度对于球形颗粒，φs=1，颗粒形状与球形的差异愈大，球形度φs值愈低。对于非球形颗粒，雷诺准数Ret中的直径要用当量直径de代替。颗粒的球形度愈小，对应于同一Ret值的阻力系数ＣＤ愈大但φs值对ＣＤ的影响在滞流区并不显著，随着Ret的

7、增大，这种影响变大。1.3.4非球形颗粒在重力场中的自由沉降1.4颗粒间的作用力1.4.1分子间的范德华力1.4.2颗粒间的范德华力1.4.3颗粒间的毛细力1.4.4颗粒间的静电力固体颗粒容易聚集在一起，尤其是细颗粒——颗粒之间存在附着力粉体的摩擦特性、流动性、分散性、可压缩性等分子间的范德华力颗粒间的范德华力附着水分的毛细管力颗粒间的静电力磁性力颗粒表面不平引起的机械咬合力概述3、作用（附着）力是指颗粒与平面、颗粒与颗粒等之间，垂直作用于接触面的相互引力。4、实际的粉体粘着和团聚性，通常认为与作用在颗粒上的力相平衡（在重力作用下是颗粒的自重）。2、

8、固体颗粒是非常容易聚集在一起的，尤其当颗粒很细小的时候，这充分说明颗粒与颗粒之间存在着作用(附着)力。1、分