环境工程原理-第06章沉降-h讲课资料.ppt

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1、第II篇分离过程原理为什么要学习分离过程？在环境领域哪些问题涉及分离过程？分离有什么手段？本篇主要讲授内容。第II篇分离过程原理将污染物与污染介质或其他污染物分离开来，从而达到去除污染物或回收利用的目的。如在给水处理中需要从水源水中分离去除各种浊度物质、细菌等。在废气净化中，也需要分离废气中的粉尘、有毒、有害成分等。分离在环境污染防治中的作用第II篇分离过程原理机械分离：非均相混合体系（两相以上所组成的混合物）传质分离：均相混合体系平衡分离过程（借助分离媒介，如溶剂或吸附剂等，使均相混合体系变成两相系统）速率分离过程（在某种推动力下，利用各组分扩散速率的差异实现组分分

2、离）分离过程的分类？第II篇分离过程原理第六章沉降第七章过滤第八章吸收第九章吸附第十章其他分离过程第II篇分离过程原理本篇的主要内容第六章沉降第六章沉降第一节沉降分离的基本概念第二节重力沉降第三节离心沉降第四节其他沉降本章主要内容第一节沉降分离的基本概念一、沉降分离的一般原理和类型二、流体阻力与阻力系数本节的主要内容一、沉降分离的一般原理和类型相对运动流体：液体气体固体颗粒物液珠重力场离心力场电场惯性力场沉降表面：器底、器壁或其他表面重力沉降离心沉降电沉降惯性沉降扩散沉降第一节沉降分离的基本概念沉降过程作用力特征重力沉降离心沉降电沉降惯性沉降扩散沉降重力离心力电场力惯

3、性力热运动沉降速率小，适用于较大颗粒分离适用于不同大小颗粒的分离带电微细颗粒（<0.1m）的分离适用于10～20m以上粉尘的分离微细粒子（<0.01m）的分离沉降过程类型与作用力第一节沉降分离的基本概念在环境领域沉降原理如何利用？水与废水处理：各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体……）的沉降密度较小絮体的上浮油珠的上浮气体净化：粉尘、液珠……第一节沉降分离的基本概念流体阻力与阻力系数（一）单颗粒的几何特性参数大小（尺寸）、形状、（比）表面积比表面积a：单位体积颗粒所具有的表面积。对于形状规则的球形颗粒：对于不规则的颗粒？1.颗粒的当量直径等体积当量直径等表面积当量直径

4、等比表面积当量直径2.颗粒的形状系数球形度：二、流体阻力与阻力系数当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时，颗粒会受到来自流体的阻力。该阻力由两部分组成：形状阻力（p70-72）和摩擦阻力。流体阻力的方向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小与流体和颗粒物之间的相对运动速度u、流体的密度、黏度以及颗粒物的大小、形状有关。对于非球形颗粒物，这种关系非常复杂。第一节沉降分离的基本概念对于球形颗粒，流体阻力的计算方程(由量纲分析）：颗粒的雷诺数CD:阻力系数，是雷诺数的函数。AP：颗粒的投影面积第一节沉降分离的基本概念（6.1.10）（6.1.11）层流区：过渡区：

5、紊流区：紊流边界层区：---------斯托克斯阻力定律（1）对于球形颗粒：层流区过渡区湍流区第一节沉降分离的基本概念第一节反应器与反应操作(1)简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。(2)简要说明环境工程领域哪些处理单元涉及沉降分离过程。(3)颗粒的几何特性如何影响颗粒在流体中受到的阻力？(4)不同流态区，颗粒受到的流体阻力不同的原因是什么？(5)颗粒和流体的哪些性质会影响到颗粒所受到的流体阻力，怎么影响。本节思考题一、重力场中颗粒的沉降过程二、沉降速度的计算三、沉降分离设备本节的主要内容第二节重力沉降一、重力场中颗粒的沉降过程浮力Fb重力Fg假设球形颗粒粒径

6、为dP、质量为m。沉速如何计算？阻力（曳力）FD第二节重力沉降（6.2.2）（6.2.1）根据牛顿第二定律，颗粒将产生向下运行的加速度（6.2.3）达到平衡时：ut——颗粒终端沉降速度（terminalvelocity）（1）层流区：ReP2CD=24/ReP(6.2.5)第二节重力沉降斯托克斯（Stokes）公式(6.2.6)（2）过渡区：2

7、度由颗粒沉降速度求颗粒粒径……水处理中的沉降实验由颗粒沉降速度求液体黏度……落球法测定黏度上述式子有何意义？第二节重力沉降1.试差法假设沉降属于某一区域—计算颗粒沉速—按求出的颗粒沉降速度ut计算ReP，验证ReP是否在所属的假设区域。如果在，假设正确；否则，需要重新假设和试算。2.摩擦数群法CD与ReP的关系曲线中，由于两坐标都含有未知数ut，进行适当的转换，使其两坐标之一变成不包含ut的已知数群，则可以直接求解ut。二、沉降速度的计算第二节重力沉降1.试差法先假设沉降属于某一区域按与该区域对应的沉降速度计算式进行颗粒沉速计算按求出的ut计算Rep