化工流体流动23-24学时.ppt

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1、非均相物系的分离和固体流态化第三章3.1概述3.2沉降分离3.2.1重力沉降一、球形颗粒的自由沉降二、阻力系数三、影响沉降速度的因素四、沉降速度的计算五、重力沉降设备沉降室是依靠重力沉降从气流中分离出尘粒的设备。1.沉降室沉降室示意图（1）沉降室的构造动画：沉降室特点结构简单；流动阻力小；体积庞大，分离效率低。适用条件分离粒度的粗颗粒。五、重力沉降设备多层沉降室示意图1-隔板2,6-调节闸阀3-气体分配道4-气体集聚道5-气道7-清灰口五、重力沉降设备（2）沉降室的计算设—沉降室的长度—沉降室的高度—沉降室的长度—气体的水平通过速度则位于沉降室最高

2、点颗粒的沉降时间气体通过沉降室的时间—沉降室的生产能力五、重力沉降设备满足除尘要求气体在沉降室的水平通过速度则单层沉降室的生产能力多层沉降室的生产能力隔板数目与沉降室高度无关五、重力沉降设备沉降槽是用来提高悬浮液浓度并同时得到澄清液体的重力沉降设备。2.沉降槽连续沉降槽1-进料槽道2-转动机构3-料井4-溢流槽5-溢流管6-叶片7-转耙沉降槽连续操作间歇操作五、重力沉降设备分级器是利用重力沉降将悬浮液中不同粒度的颗粒进行初步分离的设备。3.分级器双锥分级器沉降速度小于水在环隙处上升流速的颗粒被溢流带出沉降速度大于水在环隙处上升流速的颗粒进入底流非均

3、相物系的分离和固体流态化第三章3.1概述3.2沉降分离3.3过滤分离3.3.1过滤操作的基本概念3.2.1重力沉降3.2.2离心沉降（不要求）一、过滤操作的原理在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质孔道，而固体被截留在介质上—过滤。过滤操作示意图特点分离程度高。分离速率快。操作强度大。外力重力压力惯性离心力√与沉降分离比较二、过滤的方式与介质过滤饼层过滤膜过滤深床过滤√过滤介质—织物介质（滤布）过滤介质—堆积介质（砂、木炭、硅藻土等固体颗粒）过滤介质—多孔膜（有机高分子膜、无机材料膜等）—多孔固体介质（多孔陶瓷等）三、滤饼的压缩性和助滤剂1.滤

4、饼的可压缩性过滤时间～滤饼厚度滤饼两侧压差若流动阻力滤饼中固体颗粒受压不发生明显变化单位厚度滤饼层的流动阻力视作恒定不可压缩滤饼若滤饼中固体颗粒受压发生变形单位厚度滤饼层的流动阻力随压差增大而增大可压缩滤饼三、滤饼的压缩性和助滤剂2.助滤剂为降低可压缩滤饼的过滤阻力，加入能形成疏松饼层的物质以改变滤饼的结构—助滤剂。助滤剂的基本要求能形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的渗透性及较低的流动阻力。有良好的化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，不溶于液相中。在操作压力差内，应具有不可压缩性。非均相物系的分离和固体流态化第三章3.1概述3.2沉降分离3.3

5、过滤分离3.3.1过滤操作的基本概念3.3.2过滤基本方程式一、滤液通过饼层的流动1.滤液通过饼层流动的特点滤液通过饼层的流动属流体通过固定床的流动方式，具有以下特点：滤液通道细小曲折，形成不规则的网状结构。随着过滤进行，滤饼厚度不断增加，流动阻力逐渐加大，因而过滤为非稳态操作。滤液的流速通常很低，属于层流流动范围。一、滤液通过饼层的流动2.滤液通过饼层流动的数学描述滤液通过饼层的流动可用康采尼公式进行描述。由滤液通过饼层的压降饼层厚度滤液黏度按整个床层截面计算的滤液流速二、过滤速率和过滤速度单位时间通过单位过滤面积的滤液体积—过滤速度。u单位时

6、间内获得的滤液体积—过滤速率。单位过滤面积上的过滤速率—滤液量，m3—过滤时间，s—过滤面积，m2三、过滤的阻力1.过滤阻力的类型滤饼阻力介质阻力—滤饼阻力—介质阻力过滤初期～主导作用通常过滤时间较小～～作用对于不可压缩滤饼由滤饼比阻令1/m2推动力阻力1/m滤饼阻力三、过滤的阻力2.滤饼的阻力比阻r分析单位厚度滤饼的阻力。反应颗粒形状、尺寸及床层空隙率对滤液流动的影响。～～滤液流动阻力对于不可压缩滤饼三、过滤的阻力仿照滤液穿过介质层的速度三、过滤的阻力3.介质的阻力过滤介质的压力差过滤速度过滤压力差过滤推动力为滤液通过串联的滤饼与介质的总压力降

7、。过滤总阻力为滤饼与介质的阻力之和。设介质对滤液流动的阻力相当于厚度为Le的滤饼层的阻力三、过滤的阻力当量滤饼厚度（虚拟滤饼厚度）则通常介质阻力与最初形成的滤饼层阻力难于划分设获得1m3滤液所形成的滤饼体积为vm3四、过滤基本方程式则滤饼厚度L与已获得的滤液体积V的关系为滤饼体积与相应滤液体积之比同理过滤介质的当量滤液体积（虚拟滤液体积）由四、过滤基本方程式则另则—单位过滤面积所得滤液体积，m3/m2—单位过滤面积所得当量滤液体积，m3/m2对于可压缩滤饼，设四、过滤基本方程式滤饼的压缩指数过滤压力差单位压力差下滤饼的比阻不可压缩滤饼通常s=0～1

8、典型物料的压缩指数（见表3-5）由有关关系式得四、过滤基本方程式过滤基本方程式表示过滤进程中任一瞬间的过滤速率与各有关因素