第三章非均相物系的分离和固体流态化ppt课件.ppt

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1、第三章、非均相混合物分离及固体流态化§3-1颗粒和颗粒群的特性§3-2重力沉降§3-3离心沉降（略）§3-4过滤1关于非均相物系的概述一、什么是均相物系或均相混合物？二、什么是非均相物系或非均相混合物？2.1、什么是分散物质或分散相？什么是分散介质或连续相?2.2、非均相物系分为几类?采用什么方法进行分离?2.3、工业上分离非均相混合物的目的有哪些?2§3-1颗粒和颗粒群的特性一、颗粒的特性(形状、体积、表面积）(一)、单一的颗粒1、球形颗粒体积表面积比表面积a:单位体积颗粒具有的表面积3§3-1颗粒和颗粒群的特性2、非球形颗粒（1）、当量直径de(2)、形状系数s(球形度

2、)当量直径de及形状系数s(球形度)是非球形颗粒的两个重要参数,通过它们可以确定颗粒的体积、表面积和比表面积形状系数s(球形度)说明什么问题？4§3-1颗粒和颗粒群的特性3、颗粒群的特性(1)、粒度分布(筛分)(2)、颗粒的平均比表面积粒径（3）、粒子的密度①、真密度s②、堆积密度b5§3-2重力沉降3-2-1沉降速度一、球形颗粒的自由沉降二、阻力系数6§3-2重力沉降滞流区或斯托克斯（Stokes）定律区过渡区或艾伦(Allen)定律区湍流区或牛顿(Newton)定律区7§3-2重力沉降三、影响沉降速度的因素什么是自由沉降？什么是干扰沉降？（一）、颗粒的体积浓度颗

3、粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值偏差在1%以内（二）、器壁效应否则要修正8§3-2重力沉降（三）、颗粒形状的影响颗粒球形度越小，相同Ret下的阻力系数越大，但在滞流区的影响不明显注：自由沉降速度公式的适用范围：d<0.5m,要考虑布朗运动，当Ret>10-4时，可以不考虑布朗运动9§3-2重力沉降四、沉降速度的计算（一）试差法（二）摩擦数群法3-2-2重力沉降设备一、降尘室1、沉降时间t2、颗粒停留时间10§3-2重力沉降颗粒沉降条件即所以结论：理论上降尘室的生产能力只与沉降面积bl和颗粒的沉降速度有关，而与降尘室的高度H无关多层降尘室生产能力比较Vs相同时，单

4、层降尘室和多层降尘室的处理效果11§3-2重力沉降降尘室除尘有什么特点？二、沉降槽三、分级器注：液体向上的速度小于颗粒沉降的速度；增浓段必须有足够高度123-4-1过滤操作基本概念3-4-2过滤基本方程式3-4-3恒压过滤3-4-4恒速过滤与先恒速后恒压过滤3-4-5过滤常数的测定3-4-6过滤设备3-4-7滤饼洗涤3-4-8过滤机的生产能力§3-4过滤133-4-1过滤操作基本概念一、过滤方式滤饼过滤和深床过滤143-4-1过滤操作基本概念二、过滤介质（1）织物介质（滤布）；（2）堆积介质；（3）多孔固体介质；（4）多孔膜三、滤饼的压缩性和助滤剂助滤剂混入悬浮液或预涂于过滤

5、介质上15一、颗粒床层特性1、床层空隙率的影响因素：颗粒的形状、大小、粒度分布与充填方式乱堆床层空隙率：0.47-0.70单分散球形颗粒：0.26-0.48非球形颗粒的空隙率大于球形的2、床层比表面积ab或按堆积密度b计算3-4-2过滤基本方程式163、床层自由截面积床层截面上未被颗粒占据的、流体可以自由通过的面积各向同性床层（乱堆床层）的自由截面积与床层截面积之比在数值上等于床层空隙率壁效应：由于壁面附近的空隙率大于床层内部的，从而导致较多的流体趋向近壁处流过，使床层截面上的流体分布不均的现象。床层直径D与颗粒直径d之比越小，壁效应越严重三、流体通过床层流动的压降1

6、、床层简化模型17将床层中不规则的通道假设成长度为L，当量直径为de的一组平行细管，并且规定：（1）细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙容积（2）细管的内表面积等于颗粒床层的全部表面积2、流体通过床层压降的数学描述空床流速流体在床内的实际流速模型参数183、模型参数的试验测定康采尼试验及康采尼方程当Reb<2时康采尼常数，其值为5.0用于描述床层压降的康采尼方程19二、滤液通过饼层的流动特点1、非定态2、滞流流动3、滤液通过滤饼层的流动模型(1)、细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙容积(2)、细管的内表面积等于颗粒床层的全部表面积203-4-2过滤基本方程式泊谡叶公式二、过

7、滤速率与过滤速度1、过滤速率单位时间获得的滤液体积,m3/s康采尼方程213-4-2过滤基本方程式过滤速率单位时间获得的滤液体积，单位为m3/s。过滤速度单位时间通过单位过滤面积的滤液体积，单位m/s。22三、过滤阻力滤饼的比阻反映了颗粒形状、尺寸及床层的空隙率对滤液流动的影响，为单位厚度床层的阻力，单位1/m2。（一）滤饼阻力23滤饼的阻力单位1/m。因此三、过滤阻力24（二）介质的阻力仿照式3-61可以写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式：过滤介质阻力,1/m。三、过滤阻力25（三）过滤总阻力假设过滤