《重力沉降》PPT课件(I)

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1、Mechanicalsepration15GravitysettlingA.AbriefoverviewofthemechanicalseprationB.TheoryofgravitysettlingmovementC.GravitysettlingequipmentD.Example1机械分离第15讲概述/重力沉降A.概述……，流体-固粒相对运动。相对运动应用非均相分离(机械分离)非均相反应固粒物料分离单元操作沉降过滤固定床流化床气流输送液流输送蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换等√2沉降运动气-固、液-

2、固、气-液、液-液沉降运动，…...沉降依据密度差外力场──产生相对运动──沉降分离按外力场分重力沉降离心沉降电沉降──场强，g(101)──场强，rω2(102～103)──场强，E学习中注意着眼点不同──流体对粒子绕流与自由落体不同──考虑阻力流体对颗粒表面的作用力当流体流过固粒时，固粒沿流向受到流体的作用力──流体对固粒的曳力。3αdApdAτwdAu如图所示，……。对dA曳力表面曳力τwsinαdA形体曳力pcosαdA总曳力(表面曳力)(形体曳力)──复杂性(p、τw沿固粒表面分布)──实验测定对

3、光滑圆球FD=f（dp，u，ρ，μ）通过因次分析可得：4Ap──颗粒在运动方向上的投影面积πrp2ζ──曳力系数，ζ=φ（Rep）ζ～Rep关系由实验测出，如下图所示。ζRep0.110510510-410圆球形颗粒层流区(Stokes区)Re<2，ζ=24/Re过渡区(Allen区)2

4、程与沉降速度光滑圆球在静止流体中的沉降──自由沉降⑴颗粒受力重力浮力曳力6据牛顿第二运动定律⑵沉降过程加速段Fg>Fb+FD，──开始时等速段Fg=Fb+FD，──终端或沉降速度u0在18讲有一例题，dp=50μm、ρs=2650kg/m3的球粒在空气中沉降：u→u0(恒速)，τ→∝；而u→0.99u0时，τ=0.1s。可以近似认为颗粒始终以终端速度运动。⑶沉降速度7层流区(Stokes区)Re<2，ζ=24/Re，代入上式得：过渡区(Allen区)2

5、Newton区)103

6、沉特征：u0↓──τ沉↑为使颗粒沉降τ停↑──设备尺寸↑⑴除尘室(气固沉降设备)简化模型：①长：宽：高=L：B：H②流量为Vsm3/h的气体入沉降室，均匀分布在截面上，以u平行流向出口11HLBuu0u③入口端气体中颗粒均匀分布在截面上颗粒在室内运动随气流运动τ停=L/u=LHB/Vss沉降运动τ沉=H/u0s据分离条件τ停≥τ沉12⑴由上式可以确定已知Vs、dmin──确定室尺寸LB已知Vs、LB──确定能100%除去的最小颗粒dmin已知LB，当100%除去的最小粒径定后──确定室的最大处理能力Vm

7、ax⑵一定处理量Vs─→dmin一定dmin─→Vmax只与LB=A有关，与H无关多层扁平沉降室(一般u<0.3m/s，dp>50μm)13■固体颗粒在气体或液体中的沉降运动是流体－固粒相对运动的一种情况，属于流体力学中两相流动问题。沉降运动的依据是流体－固体间存在密度差。【本讲要点】■固体沉降是流体对固粒的“绕流”问题，考查着眼点在固粒，固粒在沉降中的总曳力为表面曳力和形体曳力之和，在作低速爬流时，总曳力可用Stokes定律描述，一般情况需通过实验测定。■沉降速度是指固粒受力达到平衡时与流体间的相对速度，

8、在重力场中，沉降速度是常数。14■利用沉降原理除尘的依据是含尘气体在设备内（如沉降室）的停留时间大于其沉降于器底或器壁所需时间。15D.例a.含尘炉气除尘用降尘室除去含尘烟道气中的尘粒。含尘烟道气流量为V=2.5×104m3/h，其密度为ρ=0.6kg/m3，粘度μ=2×10-5Pa.s。尘粒密度ρs=4500kg/m3，要求全部除去大于100μm的粉尘，试求：⑴所需降尘室的尺寸；⑵dp=75μm的尘粒能否除掉？