重力沉降原理三、四.ppt

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1、三、重力沉降原理（一）自然沉降过程的基本概念1、水力分级分级：classification泛指：将物料分成若干粒级的作业。专指：在介质（水或空气）中，物料依其沉降末速的差别分成若干粒级的作业。水力分级：hydraulicclassification沉降末速：在介质中运动的颗粒，当重力（或离心力）与介质阻力相等时，它与介质之间的相对速度。2、浓缩thickening借重力（离心力）作用提高煤泥水浓度的作业。3、澄清clarification从煤泥水中排除固体，以获得固体含量很少的水的作业。（二）重力沉降工作原理1、颗粒沉降计算式（1）

2、自由沉降（freefalling）:单个颗粒在无限空间介质中的沉降。即单个颗粒在介质中沉降时，只受到介质阻力而不受机械阻力的作用。（2）干扰沉降：颗粒在有限空间介质中的沉降。颗粒受力：介质阻力、机械阻力机械阻力：颗粒与周围其它颗粒之间或颗粒与器壁之间的摩擦。—颗粒在煤泥水中的干扰沉降速度，cm/s—煤泥水的固体容积浓度(以小数表示)n一实验指数，一般取n＝5—6；2、自然沉降的计算t1=t2A以1m2代入分级粒度的干扰沉降末速在数值上代表满足分级要求的最大单位负荷，设备超过这个负荷，分级粒度就要变粗分析：（1）当分级粒度不变时：Aw

3、W所需的A（2）面积不变要求分级粒度越粗WW越大，分级粒度变粗（3）W不变A越大，分级粒度变细要求分分级粒度越粗，所需的面积越小。3、沉降面积计算（1）根据分级粒度的干扰沉降末速，确定最大单位负荷（2）根据处理量确定沉降面积K—不均衡系数（煤泥水系统通常取1.25）沉淀设备单位面积负荷(m3/(m2·h)斗子捞坑、角锥沉淀池倾斜板沉淀池煤泥捞坑沉淀塔浓缩机15~2050~7013~155~82.0~3.5四、强化煤泥沉降的技术（一）倾斜板设备原理（二）水力旋流器（三）煤泥水絮凝1、倾斜板沉淀原理根据自然沉降的计算原则：H在获得同样分

4、级粒度的条件下可以减少沉淀面积或加大处理能力（一）倾斜板设备①沉淀面积直立A试管断面积圆斜置B椭圆B＞A②沉淀高度直立：H斜置:颗粒最大的沉降距离HiHi＜H工作参数结构参数流体参数③流体力学分析：降低雷诺数，液体处于层流状态，有利于细颗粒沉降。工艺特点：Ⅰ有限的空间里增加了沉淀面积Ⅱ缩短了颗粒沉降距离Ⅲ创造了层流沉淀条件2、倾斜板装置的分类（1）上向流倾斜板煤泥水从下部给入，沉淀的煤泥从下部排出，溢流从上部排走液流运动方向与沉物运动方向相反，故液流对已沉积在板表面上的物料有干扰作用粗颗粒先沉到板的下部，不易下滑的细颗粒沉在板的上部

5、，这些细颗粒沉淀物易被上升流带走（2）下向流倾斜板煤泥水从上部给入，沉物由下部排出，溢流由下部排出。入料及沉物运动方向相同，对沉淀有利细颗粒沉在板的下部，粗颗粒沉在上部，对沉物排放有利沉物和溢流很好地分开比较困难（3）横向流倾斜板入料是一侧给入，沉物由下部排出，另一侧出溢流。液流方向与沉淀物排出方向有一定夹角，液流对沉淀物的干扰作用较小。产物的排除出也易于实现3、倾斜板计算倾斜板型式计算式备注上向流有自由水面下向流有自由水面横向流无自由水面4、结构参数和板材（1）结构参数A、板间距离AeRe＞10cmB、倾角Ae为保证煤泥能下滑＞6

6、0°（2）板材倾斜板平整光滑，质量轻，耐腐蚀（二）水力旋流器1、结构工作原理1—给料管；2—圆筒部分；3—圆锥部分；4—底流口；5—中心溢流管；6—溢流排出口离心强度：物料所受的离心力与重力的比值。大大强化水力分级的或浓缩作用。D—旋流器直径煤泥与液体参数结构参数操作参数2、理论分级粒度分析①②WVa③DVa④锥角径向平均流速u溢流管下缘至锥壁距离溢流管下缘至锥壁的圆柱界面面积要求分级细的旋流器采用小锥角（θ=10-15°）分级粗或浓缩用的旋流器采用大锥角（θ=20-45°）底流口直径⑤溢流量径向平均流速u（同时底流浓度）⑥溢流口直

7、径u⑦溢流管高度筒体高度筒体与锥体交界处，空间突然缩小，流体紊流程度增加，影响分级效果。3、旋流器的使用（1）当用于分级作业时①底流应呈伞状喷出，使空气从旋流器底流口吸入，保持空气柱稳定。②当底流呈绳索状排出，应加大底流口直径。1—伞状；2—绳状（底流口很小）；3—大锥角伞状（底流口很大）③旋流器底流口不宜与管道直接相连。（2）入料浓度小于30%。（3）大型水力旋流器可倾斜布置。4、处理量计算——经验公式W—水力旋流器处理能力（L/min）;D—水力旋流器的直径（cm）；dy—水力旋流器溢流管直径（cm）；g—重力加速度（m/s2）

8、；H—入料口压强（kgf/cm2）；k—系数，与入料管直径和旋流器直径的比值有关；（三）煤泥水絮凝在煤泥水的多相分散体系中，微细颗粒的存在对其沉降和过滤特性起着决定性的作用，借助于化学手段使微细颗粒聚集成较大颗粒絮团，成为改善煤泥水沉