[工学]化工原理天大柴诚敬29-30学时.ppt

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1、第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.2过滤分离原理及设备3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动3.2.2过滤操作的原理3.2.3过滤基本方程式3.2.4恒压过滤3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤3.2.6过滤常数的测定3.2.7过滤设备3.2.8滤饼的洗涤1滤饼的洗涤洗涤滤饼的目的是回收滞留在颗粒缝隙间的滤液，或净化构成滤饼的颗粒。单位时间内消耗的洗水容积洗涤速率洗涤时间2对于连续式过滤机及叶滤机等所采用的是置换洗涤法洗涤速率大致等于过滤终了时的过滤速率，即滤饼的洗涤3板框压滤机采用的是横穿洗涤法，因此滤饼的洗涤4若洗水黏度、洗水表压与滤液黏度、过滤压力差有明显差异时，依照过滤基本

2、方程式，洗涤时间应做如下修正：滤饼的洗涤5第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.2过滤分离原理及设备3.2.1流体通过固体颗粒床层的流动3.2.2过滤操作的原理3.2.3过滤基本方程式3.2.4恒压过滤3.2.5恒速过滤与先恒速后恒压的过滤3.2.6过滤常数的测定3.2.7过滤设备3.2.8滤饼的洗涤3.2.9过滤机的生产能力6一、间歇过滤机的生产能力则生产能力的计算式为一个操作周期的总时间为卸渣、清理、装合等辅助操作时间过滤时间洗涤时间7二、连续过滤机的生产能力连续过滤机（以转筒真空过滤机为例）的特点是过滤、洗涤、卸饼等等操作在转筒表面的不同区域内同时进行。任何一块表面在转筒回转一周

3、过程中都只有部分时间进行过滤操作。一个操作周期就是转筒旋转一周所用时间：转筒转速8在一个过滤周期内，转筒表面上任何一块过滤面积所经历的过滤时间均为：浸没度代入恒压过滤方程，得每小时所得滤液体积，即生产能力为：二、连续过滤机的生产能力9当滤布阻力可以忽略时，Ve=0，则上式简化为：二、连续过滤机的生产能力10第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.2离心机3.3.1一般概念11一般概念离心机是利用惯性离心力分离非均相混合物的机械。它既可用于沉降操作，也可用于过滤操作。离心机12过滤式沉降式分离式分离方式离心机的分类间歇式连续式操作方式立式卧式转鼓轴线的方向一般概念13分离因数常速离心机高速

4、离心机超速离心机一般概念14第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.3离心机3.3.1一般概念3.3.2离心机的结构与操作简介（自学）三足式离心机动画1815第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.4固体流态化3.4.1流态化的基本概念16一、流态化现象当流体由下向上通过固体颗粒床层时，随流速的增加，会出现以下几种情况固定床阶段流化床阶段稀相输送床阶段气速增加动画1917图3-31不同流速时床层的变化一、流态化现象18二、两种不同流化形式散式流化散式流化亦称均匀流化。其特点是固体颗粒均匀地分散在流化介质中。随流速增大，颗粒间的距离均匀增大，床层逐渐膨胀而没有气泡产生，并保持稳定的上界面。

5、通常，两相密度差小的系统趋向于散式流化。大多数液－固流化呈现“散式流化”。散式流化19聚式流化床层内分为两相，一相是空隙小而固体浓度大的气固均匀混合物构成的连续相，称为乳化相；另一相则是夹带有少量固体颗粒而以气泡形式通过床层的不连续相，称为气泡相。对于密度差较大的气－固流化系统，一般趋向于形成聚式流化。聚式流化二、两种不同流化形式20三、流化床的主要特点具有液体的某些性质21系统颗粒混和均匀，温度、浓度分布均匀强化了颗粒与流体间的传热、传质易于连续自动操作颗粒易磨损反混，颗粒在床层内的停留时间不均三、流化床的主要特点22第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.4固体流态化3.4.1流态化

6、的基本概念3.4.2流化床的流体力学特性23一、流化床的压降1.理想流化床图3-33理想情况下Δp-u关系曲线242.实际流化床图3-34气体流化床实际Δp-u关系曲线一、流化床的压降25二、流化床的不正常现象腾涌现象图3-35腾涌发生后Δp-u关系曲线262.沟流现象图3-36沟流发生后Δp-u关系曲线二、流化床的不正常现象27三、流化床的操作范围流化床的操作范围应在临界流化速度和带出速度之间。1．临界流化速度umf实验测定：实验装置如右图28三、流化床的操作范围可得到如图3-34的曲线临界流化速度29三、流化床的操作范围经验关联式计算：对于小颗粒对于大颗粒302．带出速度当流化床内气

7、速达到颗粒的沉降速度时，大量颗粒会被流体带出器外，因此，颗粒带出速度即颗粒的沉降速度。三、流化床的操作范围313．流化床的操作范围与流化数带出速度与临界流化速度的比值反映了流化床的可操作范围。对均匀细颗粒对大颗粒流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称为流化数。三、流化床的操作范围32第三章、非均相混合物分离及固体流态化3.4固体流态化3.4.1流态化的基本概念3.4.2流化床的流体力学特性3.4.3流化床的浓相区高度与分离高度（自