液固分离设备ppt课件.ppt

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1、湿法冶金设备——液固分离设备冶金设备基础（下篇）四川大学化学工程学院2011.43液固分离设备3.1概述3.1.1基本概念3.1.2液固两相流性质及特点3.2沉降分离及设备3.2.1重力沉降(地球引力)3.2.2离心沉降(离心力)3.3过滤分离及设备3.3.1过滤分离3.3.2过滤机大型平底沉降槽四川大学化学工程学院3.1概述3.1.1基本概念1.物相体系概念2.非均相物系分离的目的⑴回收分散物质（结晶母液中分离晶粒，赤泥的分离）⑵净制分散介质（除去含尘气体中的尘粒）⑶劳动保护和环境卫生等。3.分离方法沉降(包括重力沉降和离心沉

2、降)过滤(包括重力过滤，压力过滤，真空过滤和离心过滤)离心分离(包括离心沉降和离心过滤)混合物均相物系(如酒精溶液，空气)非均相物系气态非均相物系(如含尘和含雾的气体)液态非均相物系(如悬浮液,乳浊液,泡沫液等)四川大学化学工程学院3.1.2液固两相流性质及特点3.1.2.1固体微粒的物理性质⑴颗粒大小的表示方法：一般用粒径或当量直径⑵颗粒大小的测定方法：显微镜测定、筛分和沉降速度⑶颗粒形状：用球形度(ψs)表示⑷颗粒的密度与堆积密度：真密度和假密度(kg/m3)⑸颗粒填充特性(孔隙率ε):约为0.4;由实验确定⑹摩擦角安息角注入

3、角(1):将颗粒注入时得到圆锥状堆积斜坡与底面的夹角排出角(2):颗粒从圆筒容器底的中心排出时所得到的漏斗形外底角；通常1<2滑动角：当颗粒开始在倾斜壁面滑动下来时，该壁面与水平面的夹角，滑动角比安息角小四川大学化学工程学院3.1.2.2颗粒与流体相对运动时所受的阻力只要颗粒与流体之间有相对运动，就会有阻力产生。⑴球形颗粒所受的阻力(Fd):Fd=Au2/2A——颗粒在运动方向上的投影面积，㎡——流体密度，㎏/m3u——颗粒与流体的相对运动速度，m/s——无因次阻力系数：=f(Re)=f(dpu/)Re——雷

4、诺准数，dp——颗粒直径；——流体的粘度。此函数关系由实验测定。球形颗粒的实验数据(见图3-1)。⑵非球形颗粒：当量直径(de):de=(6Vp/)1/3[∵Vp=(/6)de3]，Vp——任意形状颗粒的体积，m3。球形系数:s=与该颗粒体积相等的球形颗粒表面积任意形状颗粒的表面积(s对的影响见图3-1)四川大学化学工程学院图3-1阻力系数与颗粒雷诺数的关系曲线大致可分为三个区域，各区域的曲线可分别用下述计算式表示：层流区(10-4

5、2Allen湍流区(500

6、设备分别称为沉降槽或澄清槽。重力沉降设备占地面积大，材料消耗多，沉降终速小，效率低等缺点，对于固含量多的悬浮液不适用，可采用离心沉降，以提高液固分离能力，其设备称为旋流分离器。四川大学化学工程学院3.2.1重力沉降(地球引力)1.沉降速度⑴球形颗粒的自由沉降：如右图,球形颗粒收到了3个力的作用，即向下的重力Fg，向上的浮力Fb和阻力FdFdFbFgρ1ρ2四川大学化学工程学院层流区过渡区湍流区υ0与dp，1及2有关；dp及1愈大，则υ0就愈大；层流区与过渡区中，υ0还与有关，液体的为气体的50倍，因而颗粒在液体中的沉降

7、速度比在气体中的小很多。四川大学化学工程学院⑵影响沉降速度的因素①干扰沉降：当非均相物系中存在许多颗粒，颗粒沉降相互干扰。υ0↓②壁效应：当颗粒在靠近器壁的位置沉降时，υ0↓。因此容器的尺寸要远远大于颗粒的尺寸。③布朗运动：过细颗粒的布朗运动使υ0应用失效。④相对运动：颗粒与流体处于相对运动时，亦适用。⑤颗粒形状：用当量直径和球形度来表示，颗粒偏离球形愈大，其阻力系数就愈大。四川大学化学工程学院⑶沉降速度的计算(试差法,摩擦数群法,无因次判别因子)用试差法：先假设沉降属于某一流型，求出υ0，然后核算Re。不对，重试。【例3-1】一

8、直径为1.0mm，密度为2500kg/m3的玻璃球在20oC的水中沉降，试求其沉降速度。〖解〗：先设流型为层流，1=2500kg/m3，dp=0.001m20oC时水有2=998.2kg/m3,=1.01×10-3Pa·sυ0=gdp2(1