化工原理复习课件.ppt

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1、化工原理复习掌握颗粒和颗粒群特性、影响重力沉降速度因素掌握降尘室、沉降槽处理能力的数学描述以及旋风分离器的主要性能；掌握过滤操作的基本概念、过滤基本方程式及恒压恒速过滤方程式；了解过滤常数的测定方法；了解过滤设备的结构、特点及生产能力的计算；了解固体流态化技术在化工生产中的应用。了解流化现象、流化形式及流化床的特征、操作范围和影响流化质量的因素。第三章非均相混合物的分离和固体流态化8/17/2021北京理工大学珠海学院3重点一：颗粒及颗粒群的特性用直径d表示颗粒的重要特征：大小和形状1）球形颗粒体积表面积比表面积球形颗粒2）非球形颗粒非球形颗粒当量

2、直径表示形状系数(球形度):表征颗粒的形状与球形的差异程度。一、球形颗粒的自由沉降颗粒受力分析重力Fg浮力Fb阻力Fd设颗粒的密度为ρs，直径为d，流体的密度为ρ，重力浮力阻力(a)颗粒开始沉降的瞬间，速度u=0，因此阻力Fd=0，a→max颗粒开始沉降后，u↑→Fd↑；u→ut时，a=0。等速阶段中颗粒相对与流体的运动速度ut称为沉降速度。当a=0时，u=ut，代入（a）式——沉降速度表达式重力浮力阻力01)滞流区或斯托克斯(stokes)定律区（10–4＜Ret<1）——斯托克斯公式——艾伦公式3)湍流区或牛顿定律区（Nuton）（103＜Re

3、t＜2×105）——牛顿公式2)过渡区或艾伦定律区（Allen）（1＜Ret<103）1、颗粒的体积浓度在前面介绍的各种沉降速度关系式中，当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内，但当颗粒浓度较高时，由于颗粒间相互作用明显，便发生干扰沉降，自由沉降的公式不再适用。影响沉降速度的因素2、器壁效应当器壁尺寸远远大于颗粒尺寸时，（例如在100倍以上）容器效应可忽略，否则需加以考虑。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

4、同一Ret值的阻力系数ξ愈大但φs值对ξ的影响在滞流区并不显著，随着Ret的增大，这种影响变大。3、颗粒形状的影响掌握降尘室沉降槽处理能力的数学描述旋风分离器的主要性能；重点二：1、降尘室——降尘室的生产能力降尘室的生产能力只与降尘室的沉降面积bl和颗粒的沉降速度ut有关，而与降尘室的高度无关。（1）降尘室的设计或操作原则气体在降尘室内的停留时间至少大于等于颗粒从降尘室的最高点降落至室底的时间t（2）降尘室的生产能力适合于分离直径在50μm以上的粗粒，一般作预除尘用（3）多层降尘室ut应根据要求完全分离下来的最小颗粒尺寸来计算2.旋风分离器惯性

5、离心力=向心力=阻力=三力达到平衡，则：1、离心沉降速度urTTTTT（1）离心沉降速度的通式（2）离心沉降速度，在斯托克斯区的离心沉降速度（3）离心分离因数同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值为：（4）旋风分离器的操作原理含尘气体在器内做螺旋运动，由于存在密度差，颗粒在惯性离心力的作用下被抛向器壁而与气流分离。（5）旋风分离器的性能参数气体处理量分离效率气体通过旋风分离器的压强降。过滤操作的基本概念过滤基本方程式恒压恒速过滤方程式重点三：1.过滤的基本概念以多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，固体颗

6、粒被截留在多孔介质上，从而实现固液分离的操作。2.过滤基本方程式1)不可压缩滤饼2)可压缩滤饼3.恒压过滤基本方程式若介质阻力略去不计，3.恒速过滤基本方程式对于不可压缩滤饼第五章蒸发1．了解蒸发操作的过程、特点、设备结构；2．掌握单效蒸发的基本理论、基本计算和蒸发器的生产能力；3．了解多效蒸发的操作流程、计算方法、效数的限制及最佳效数；4.掌握多效蒸发和单效蒸发的比较5．了解蒸发器的工艺设计过程及辅助装置。使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发，所用的设备称为蒸发器。蒸发需要不断的供给热能。工业上采

7、用的热源通常为水蒸气，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸气也是水蒸气。为了易于区别，前者称为加热蒸气或生蒸气，后者称为二次蒸气。1.蒸发的定义2.加热蒸气和二次蒸气工业生产中蒸发器有多种结构形式，但均由主要加热室（器）、流动（或循环）管道以及分离室（器）组成。根据溶液在加热室内的流动情况，蒸发器可分为循环型和单程型两类一、循环型蒸发器1、中央循环管式蒸发器2、外加热式蒸发器3、强制循环发生器二、单程型蒸发器1、升膜式蒸发器2、降膜式蒸发器3、刮板式蒸发器3.蒸发设备21溶液的沸点升高：一定压强下，溶液的沸点较纯水高，两者之差，称为溶液的沸点升

8、高。稀溶液或有机溶液沸点升高值较小，无机盐溶液较大。对于同一种溶液，沸点升高值随溶液浓度及蒸发器内液柱高度而异，浓度越大，