非均相物系分离讲解上课讲义.ppt

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1、非均相物系分离讲解一、非均相物系分离在工业上应用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二：颗粒及颗粒群的特性一、颗粒的特征1、球形颗粒颗粒最基本的特征就是其形状和大小。对于球形颗粒仅用直径就可以说明颗粒的大小，而对于非球形颗粒，由于难以用单一参数说明，常将它与球形颗粒相对比来表示其特征。2、非球形颗粒工业上遇到的固体颗粒大多是非球形颗粒，它不像球形颗粒那样容易求出体积、表面积和比表面积，但可用当量直径和球形度来表示其特征。由于体积相同的形状不同的颗粒中，球形颗粒表面积最小，所以任何非球形颗粒的球形度均小于1，其值越小，说明颗

2、粒与球形颗粒差别越大S----与实际颗粒体积相等的圆球的表面积；SP----颗粒的实际表面积颗粒群的特性2）颗粒的平均粒径常用方法是平均比表面积直径法。由大小不同的颗粒组成的集合体称为颗粒群。1）颗粒群粒径分布颗粒群的粒度组成情况即粒径分布。可用筛分分析法测定各种尺寸颗粒所占的分率。xi＝式中da—平均比表面积直径；di—筛孔平均直径；xi—di粒径范围内颗粒的质量分数3）颗粒的密度颗粒的真密度：当不包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，kg/m3。堆积密度（表观密度）：当包括颗粒之间的空隙时，单位颗粒群体积内颗粒的质量，4）颗粒的粘附性和散粒性第

3、二节：颗粒沉降一、颗粒在流体中的沉降过程颗粒与流体在力场中作相对运动时，受到三个力的作用：质量力F＝ma、浮力Fb=Vp.ρ.a、、曳力Fd=ξ.Aρu2/2。对于一定的颗粒和流体，重力Fg、浮力Fb一定，但曳力Fd却随着颗粒运动速度而变化。当颗粒运动速度u等于某一数值后达到匀速运动，这时颗粒所受的诸力之和为零二：重力沉降及设备自由沉降：颗粒在重力沉降过程中不受周围颗粒和器壁的影响，称为自由沉降。对单个球形颗粒受力分析：沉降两个阶段：加速段和等速段，加速段时间很短，整个过程可以忽略；等速段的颗粒相对于流体的速度称为沉降速度用ut表示，也称终端速度。沉降速度：其

4、中ξ是颗粒沉降时的阻力系数。并且ξ是颗粒对流体作相对运动时的雷诺数Ret的函数阻力系数ζ根据阻力随颗粒雷诺数变化的规律，可分为三个区域：滞流区或斯托克斯定律区（10-4

5、粒的沉降速度增大。3、当容器尺寸远远大于颗粒尺寸时，器壁效应可忽略，否则需加以考虑由于壁面效应，实际沉降速度小于自由沉降速度。在Stokes区，器壁的影响：沉降速度的计算1试差法例：一直径为1.00mm、密度为2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中沉降，试求其沉降速度。解：由于颗粒直径较大，先假设流型层于过渡区，校核流型，Re=dPutρ/μ=10-3×0.145×998.2/0.001005=144故属于过渡区，与假设相符。当已知沉降速度，求颗粒直径时，也需要试差计算重力沉降设备1、降尘室（2－21）沉降室的生产能力气体通过水平降尘室的速度为（2－22）式

6、（2－21）带入（2－22）得：注意：降尘室中气速不易过大，应保证气体在滞留区流动，以防止气体湍流将以沉淀的尘粒重心卷起，一般控制流速在1.5-3m/s。思考：降尘室为什么要做成扁平的？注意：1、Vmax=BLut中，ut应根据需要分离下来的最小微粒计算；2、u不能过高，以免使已沉降的微粒重新飞扬。3、特点：降尘室结构简单，阻力小，但体积大，实际净制气体的程度低，只适用于分离直径在75μm以上的粗粒，一般作预除尘器使用。例:用高2m、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条件下空气的密度为0.779kg/m3，粘度为2.53×10-5Pa.s，

7、流量为5.0×104m3/h。粉尘的密度为2000kg/m3。试求粉尘的粒径。解：假设沉降处于过渡区：属于过渡区，与假设相符。例用总高4m、宽1.7m、长4.55m的重力降尘室分离空气中的粉尘。中间等高安排39块隔板，每小时通过降尘室的含尘气体为2000m3，在气体的密度为1.6kg/m3(均标况)，气体温度为400℃，此时粘度为3×10-5Pa·s，粉尘的密度为3700kg/m3。①此降尘室能分离的最小尘粒的直径；②除去6μm颗粒的百分率。解：①已知：H，B，n，V0，ρ0，t,μ，ρp求：dp∴假设成立，dP=8.11μm。②d=6μm由上可知沉降属于层流

8、区停留时间：θ=L/u=4.55×1.