《沉降与过滤》课件

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1、第三章沉降与过滤非均相物系分离：沉降（重力沉降、离心沉降）过滤分散物质（分散相）：处于分散状态的物质分散介质（连续相）：处于连续状态的物质分离的目的：回收分散物质;2.净化分散介质。第一节概述*1p第二节重力沉降一、重力沉降速度（一）球形颗粒的自由沉降重力Fg浮力Fb阻力Fd自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉降过程中互不碰撞、互不影响。颗粒下沉*2*3重力沉降速度:颗粒受力平衡时，匀速阶段颗粒相对于流体的运动速度。*4（二）流体中颗粒运动的阻力(曳力)——阻力系数（曳力系数）、——流体特性dp、ut——颗粒特性*5*6——球形圆盘形*7（1）层流区10－4<

2、Re<2Stokes区（2）过渡区2

3、论：降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒沉降速度ut有关，而与高度H无关。*14多层降尘室：若n个隔板，则缺点：清灰难；隔板间距小，颗粒易被扬起。*153.临界颗粒直径临界颗粒直径dpC——降尘室理论上能100%除去的最小颗粒直径。层流*16（二）沉降槽（增稠器）1.悬浮液的沉聚过程*172.沉降槽（增稠器）*18第三节离心沉降一、离心沉降速度（一）沉降过程切向速度u径向速度ur合成u合合*19离心力：径向向外浮力：（向心力）指向中心阻力：指向中心受力平衡时，径向速度ur为该点的离心沉降速度。*20重力沉降速度ut离心沉降速度ur方向向下，大小不变径向向外，随r变

4、化层流（二）离心分离因数离心分离因数KC——同一颗粒在同种介质中所受离心力与重力之比。*21二、离心沉降设备（一）旋风分离器1.结构与工作原理KC为5~2500，可分离气体中5~75m的颗粒。*222.临界颗粒直径uib假设：切向速度ut=进口速度ui颗粒沉降的最大距离b层流rm——平均旋转半径*23n——旋转圈数沉降时间：停留时间：沉降分离条件：沉降速度：*24临界颗粒直径：讨论：（1）bdpcD旋风分离器越大，分离效果越不好所以生产能力较大时，一般采用多个小旋风分离器并联。（2）uidc分离效果好流动阻力大*253.气体通过旋风分离器的压力降一般p=0.3~

5、2kPa进、排气与筒壁之间的摩擦损失；进入时突然扩大的局部阻力；旋转中动能损失造成气体压力降：由于:*26(二)旋液分离器*27(三)沉降式离心机管式离心机碟式离心机螺旋式离心机*28第四节过滤一、悬浮液的过滤推动力：压力差，离心力，重力阻力：滤饼、过滤介质阻力*29（一）两种过滤方式1.滤饼过滤*302.深层过滤*31（二）过滤介质类别：织物介质多孔性固体介质堆积介质多孔膜：高聚物膜、无机膜*32（三）滤饼的可压缩性与助滤剂不可压缩滤饼：空隙不随压力变化可压缩滤饼：空隙随压力增加而减小（四）过滤过程物料衡算——加助滤剂（1）湿滤渣密度C——kg湿渣/kg干渣*33

6、（2）干渣质量与滤液体积之比X——kg固体/kg悬浮液kg干渣/m3滤液（3）湿渣质量与滤液体积之比（4）湿渣体积与滤液体积之比——kg湿渣/m3滤液m3滤饼/m3滤液*34二、过滤速率基本方程式（一）过滤速率过滤速率：过滤速度：设为层流流动*35孔道长度孔道中流速与过滤速度的关系过滤速度*36令——滤饼的比阻过滤速度滤饼阻力过滤介质阻力v——获得单位体积滤液所形成滤饼的体积，m3滤饼/m3滤液；*37（二）过滤基本方程滤饼层：过滤介质层：pp1p2滤液*38过滤速率——过滤基本方程则*39三、恒压过滤K为常数——恒压过滤方程式（一）滤液体积与过滤时间的关系*

7、40Vo1V1A*41(二)过滤常数的测定q/q/q～q为直线关系，其斜率为，截距为*42三、过滤设备及操作（一）板框过滤机*43*44——横穿洗涤法卸渣、清洗、组装特点：同部位、不同时间进行不同的操作。过滤：洗涤：滤液排出：明流、暗流*45（二）转筒真空过滤机1.结构与操作过滤区：1－4吹、卸滤渣区：11－12吸干洗涤区：5－105111410813212特点：同时间、不同部位进行不同的操作。*46设转筒的转速为N(1/s)操作周期：浸液率：（浸没分数）N有效过滤时间：2.生产能力*47恒压过滤：生产能力：当过滤介质阻力忽略时:*48（三）离心过滤机