机械分离与固体流态化(I)

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1、目录第三章机械分离与固体流态化第一节筛分一、颗粒的特性二、颗粒群的特性三、筛分第二节沉降分离一、沉降原理二、沉降设备1《化工原理》电子教案/目录目录第三节过滤一、概述二、过滤基本方程三、过滤常数的测定四、滤饼洗涤五、过滤设备及过滤计算习题课2《化工原理》电子教案/目录目录第四节离心分离第五节固体流态化一、什么是流态化二、流化床的两种形态三、流化床的主要特性小结第三版第18次印刷的教材更正3《化工原理》电子教案/目录第三章机械分离与固体流态化分离悬浮液-----固-液混合物乳浊液-----液-液混合物含尘气体----气-固混合物含雾气体----气-

2、液混合物------筛分、沉降、过滤------将在下册中介绍4第一节筛分一、颗粒的特性----分离固体颗粒群大小（粒径）形状表面积球形颗粒非球形颗粒直径dp当量直径，如体积当量直径deV球形度5第一节筛分二、颗粒群的特性粒度分布-----频率分布曲线（见下图）、累计分布曲线(如图3-1所示)。频率分布曲线6二、颗粒群的特性平均直径表面积平均直径----每个颗粒平均表面积等于全部颗粒的表面积之和除以颗粒的总数长度平均直径体积平均直径----每个颗粒平均体积等于全部颗粒的体积之和除以颗粒的总数体积表面积平均直径----每个颗粒的平均比表面积等于

3、全部颗粒的比表面积平均值7三、筛分泰勒（Tyler）标准筛------其筛孔大小以每英寸长度筛网上的孔数表示，称为“目”。例如100目的筛即指每英寸筛网上有100个筛孔。目数越大，筛孔越小。筛网用金属丝制成，孔类似正方形。将几个筛子按筛孔从大到小的次序从上到下叠置起来，最底下置一无孔的盘-----底盘。样品加于顶端的筛上，摇动或振动一定的时间。通过筛孔的物料称为筛过物，未能通过的称为筛留物。筛留物的直径等于相邻两号筛孔宽度的算术平均值，将筛留物取出称重，可得样品质量分率分布曲线。标准筛筛分返回目录8第二节沉降分离一、沉降原理1、自由沉降极短，通

4、常可以忽略该段的颗粒运动速度称为沉降速度，用u0表示。加速段：等速段：浮力Fb曳力FD质量力Fc颗粒在流体中沉降时受力---单个颗粒在无限流体中的降落过程重力沉降速度：以球形颗粒为例91、自由沉降Re0=du0/1或2层流区如图3-2中的实线所示。----斯托克斯定律作业：101、自由沉降离心沉降速度对照重力场离心加速度ar=2r=ut2/r不是常量沉降过程没有匀速段，但在小颗粒沉降时，加速度很小，可近似作为匀速沉降处理颗粒受力：类似重力沉降速度推导，得：111、自由沉降Rer=dur/1或2层流区对照重力场数值约为几千～几万-

5、----离心分离因数122、实际沉降由于干扰作用，实际沉降速度小于自由沉降速度。由于壁面效应，实际沉降速度小于自由沉降速度。干扰沉降非球形颗粒的沉降壁面效应球形度越小，沉降速度越小；颗粒的位向对沉降速度也有影响。13二、沉降设备---用于除去>75m以上颗粒---用于除去>5～10m颗粒141．重力沉降设备降尘室则表明，该颗粒能在降尘室中除去。思考1：为什么气体进入降尘室后，流通截面积要扩大？思考2：为什么降尘室要做成扁平的？结构：除尘原理：为了增大停留时间。15降尘室思考3：要想使某一粒度的颗粒在降尘室中被100%除去，必须满足什么条件？思

6、考4：能够被100%除去的最小颗粒，必须满足什么条件？思考4：粒径比dmin小的颗粒，被除去的百分数如何计算？16降尘室思考2：为什么降尘室要做成扁平的？可见，降尘室最大处理量与底面积、沉降速度有关,而与降尘室高度无关。故降尘室多做成扁平的。注意!!降尘室内气体流速不应过高，以免将已沉降下来的颗粒重新扬起。根据经验，多数灰尘的分离，可取u<3m/s，较易扬起灰尘的，可取u<1.5m/s。最大处理量------能够除去最小颗粒时的气体流量Vs17降尘室降尘室优、缺点结构简单，设备庞大、效率低只适用于分离粗颗粒(直径75m以上)，或作为预分离设备。

7、作业：18增稠器（沉降槽）请点击观看动画结构：除尘原理：用于分离出液-固混合物与降尘室一样，沉降槽的生产能力是由截面积来保证的，与其高度无关。故沉降槽多为扁平状。与降尘室相同19增稠器（沉降槽）属于干扰沉降愈往下沉降速度愈慢-----愈往下颗粒浓度愈高，其表观粘度愈大，对沉降的干扰、阻力便愈大；沉降很快的大颗粒又会把沉降慢的小颗粒向下拉，结果小颗粒被加速而大颗粒则变慢。有时颗粒又会相互聚结成棉絮状整团往下沉，这称为絮凝现象，使沉降加快。这种过程中的沉降速度难以进行理论计算，通常要由实验决定。因固-液密度相差不是很悬殊，故较难分离，因此，连续沉降槽

8、的直径可以大到100m以上，高度却都在几米以内。特点：请点击观看动画202．离心沉降设备旋风分离器：请点击观看动画结构：除尘原理：含尘气