《非均相物系的分离》PPT课件.ppt

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1、第三章机械分离和固体流态化教学要求§3-0概述§3-1颗粒及颗粒床层的特性§3-2沉降过程§3-3过滤教学要求重点：沉降速率的计算；过滤基本方程及恒压过滤计算。基本概念：颗粒及颗粒群的性质：体积、表面积、比表面积、球形度床层性质：空隙率、比表面积；沉降的基本概念：重力沉降、离心沉降、自由沉降和干扰沉降；沉降速度、临界直径、分离效率、粒级率、分割直径、压降基本原理：影响旋风分离器性能的主要因素。恒压、恒速、先恒压后恒速过滤的特点。设备特点：降沉室、旋风分离器的结构与特点；板筐压滤机、叶滤机和回转真空过滤机）的结构特点；教学要求基本公式：

2、教学要求教学要求教学要求混合物§3.0概述非均相物系均相物系连续相分散相机械分离对象：非均相物系目的：相间分离机械分离方法，即利用非均相混合物中两相的物理性质（如密度、颗粒形状、尺寸等）的差异，使两相之间发生相对运动而使其分离§3.0概述机械分离沉降过滤离心沉降重力沉降工业上分离非均相混合物的目的1回收有价值的分散物质2净化分散介质以满足生产工艺要求3环境保护和安全生产湿法除尘。静电除尘§3.1颗粒及颗粒床层的特性一、颗粒的特性（一）单一颗粒的大小和形状1、球形颗粒§3.1颗粒及颗粒床层的特性2、非球形颗粒当量直径表面积等效体积等效比

3、表面积等效非球形颗粒体积表面积比表面积§3.1颗粒及颗粒床层的特性需要两个参数描述（二）颗粒群的特性1.粒度分布的测量与定量表示筛号或称目数筛分分析结果图示法分布函数频率函数筛过量筛余量§3.1颗粒及颗粒床层的特性方法：筛析法筛余量：通过了第i号筛，截留于第i+1号筛的颗粒量筛过量：通过了第i号筛的颗粒量§3.1颗粒及颗粒床层的特性F~difi~dPi颗粒直径筛过率di+1didPifFi~difi~dPi§3.1颗粒及颗粒床层的特性假设（1）所找颗粒群的平均直径dPm,其个数与原颗粒群相等；（2）比表面积相等。推导思路：在筛分的基础

4、上表达出原颗粒群ni~xi关系;再根据比表面积相等的原则，即可推出表达式。2.平均直径§3.1颗粒及颗粒床层的特性（一）床层空隙率影响因素：颗粒形状：表面情况：粒度分布：粒径比：填充方式：壁效应二床层特性§3.1颗粒及颗粒床层的特性床层横截面上可供流体通过的自由截面(即空隙截)与床层截面之比在数值上等于空隙率，即床层中自由截面的大小与床层的轴向高度无关。（三）床层的各向同性当忽略颗粒之间接触面积的影响单位体积床层具有的颗粒表面积（二）床层的比表面积§3.2沉降过程沉降操作：在某种力的作用下，利用分散相与连续相间密度的差异，使之发生相对

5、运动而实现分离的操作过程。所受力不同重力沉降离心沉降颗粒浓度自由沉降干扰沉降干扰沉降一、定义及分类§3.2沉降过程对单个球形颗粒受力分析：FCFBFDFC——质量力（重力）FB——浮力FD——曳力FC－FB－FD=ma表面曳力形体曳力二、重力沉降（一）沉降速度曳力§3.2沉降过程沉降阶段加速段匀速段FC－FB－FD=maut↑,FD↑ut=0,a→maxut↑,a↓a=0,ut→沉降速度沉降速度ut——匀速段颗粒相对于流体的速度。§3.2沉降过程用因次分析法讨论FD对不同沉降区域，得出计算公式§3.2沉降过程§3.2沉降过程（二）沉降

6、速度的计算1.试差法设沉降区域选式计算ut算Ret验证2.阿基米德常数法令：Ar=f（颗粒、流体性质）§3.2沉降过程计算Ar判断沉降区域计算ut不试差！3摩擦数群法§3.2沉降过程有何用？§3.2沉降过程（三）影响沉降的因素各项修正可查取相关经验公式计算。1.颗粒的体积浓度2.非球形颗粒的沉降3.壁效应（四）重力沉降设备§3.2沉降过程1．降尘室沉降速度为ut的颗粒怎样才能分离下来呢？§3.2沉降过程则沉降速度为ut的颗粒可以分离。§3.2沉降过程2.生产能力降尘室的特点1.结构简单，但体积大，效率低2.适于分离75μm以上的颗粒。

7、3沉降槽用来提高悬浮液浓度并同时得到澄清液体。构造§3.2沉降过程§3.2沉降过程（一）旋风分离器构造及工作原理离心分离因子二、离心沉降§3.2沉降过程1.工作原理外旋流——向下、起主要分离作用。内旋流——向上、旋转方向不变上灰环——向上、带走少量粉尘2.离心沉降速度Stokes区：§3.2沉降过程4旋风分离器的性能临界直径dc:旋风分离器能完全分离的最小颗粒的直径。假设：a．假设气体速度恒定，且等于进口气速ui；b．假设颗粒沉降过程中所穿过的气流的最大厚度等于进气口宽度B；c．假设颗粒沉降服从斯托克斯公式。§3.2沉降过程哪些因素将

8、影响dc?§3.2沉降过程2)旋风分离器分离效率c1、c2分别为进、出口气体中颗粒的质量浓度。g/cm3粒级率：入口气体中某一粒径di的颗粒被旋风分离器除掉的分率§3.2沉降过程分割直径d50：分离效率（粒级率）为50%