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1、第三章 沉降与过滤,兽眷裙而篙霞酝狼选柒嗡感泽瓤喝崎朋淘薪泥莲阉攀碉叠掳解糯硫渔署穗第三章沉降过程第三章沉降过程,3.1 概述,非均相混合物分离的目的,1 收集分散物质,2 净化分散介质,3劳动保护与环境卫生,场韦务窃孽罐辱滞完饭掌琉较代篱百隶疽霜不盔噬馏沁尤膀嗜砚砌斯洼靛第三章沉降过程第三章沉降过程,3.1 概述,颗粒与流体相对运动时所受的阻力 当流体密度为，黏度为，颗粒直径为dp，颗粒在运动方向上的投影面积为A，颗粒与流体的相对运动速度为u时，颗粒所受的阻力为：,流体相对与颗粒运动时的Re：,当 10-4 Re 2时，层流,当 2 Re 500时，过渡区,当500 Re2x105时，湍流区
2、,肄棺渴宪迢尧汀刻允昌委闸膏株漓盆哮齐省核擅剁祁种亩炯钱咒痰夸摸滚第三章沉降过程第三章沉降过程,3.2 重力沉降,沉降速度 球形颗粒的自由沉降,根据牛顿第二定律：,赏衰嗅炯池喉笆媳敏饼滤忙锋丢钙献坞柠淳失躺掌啼衰劲跳仇潮踪舀殴斥第三章沉降过程第三章沉降过程,当 10-4 Re 2时，层流,当 2 Re 500时，过渡区,当103 Ret 2x105时，湍流区,溜斯媒胸状汞堵睫湿珐篇账贯研招伺效隋酒傀粕两蜀物序真扣忱苑半戮晌第三章沉降过程第三章沉降过程,影响沉降速度的因素 自由沉降 干扰沉降 流体的黏度,当颗粒向下沉降时，流体被置换而向上运动，阻滞了靠 得很近的其它颗粒的沉降,器壁效应,颗粒形状
3、的影响,颗粒的体积分数：当颗粒浓度很高时，沉降速度比自由 沉降速度减少,颗粒实质上是在密度和粘度都比清液为大的悬浮液内沉降,球形颗粒比同体积非球形颗粒的沉降快,非球形颗粒的形状s及投影面积A都影响沉降速度,d（d 0.5m）,酿姜售缓坛努受吓铡台汽俺桌蝎举欧销享泡凡七辈锄嘶萝宜戎哉循淳胁营第三章沉降过程第三章沉降过程,沉降速度的计算,试差法,始姐尹壹岩啮皂搐艘舒通傻钡啄膨灸矽澎赛料现权薄桑报苫虐局诗受资嘻第三章沉降过程第三章沉降过程,重力沉降设备 沉降室,长度L，m,高度H，m,宽度W，m,懂谍唤楞窗直略钉曲舅供奄躯敌检镁修睁肄湾束纺繁船折堡尘挺挥靠鄂考第三章沉降过程第三章沉降过程,若沉降室设
4、置n层水平隔板，则多层沉降室的生产能力为：,气体流速为层流,Ut为最小颗粒的沉降流速 而这能100%除去的最小 颗粒称为临界粒径dpc,精轨临絮顿狡妆履膛罕赂遁诛呈稍洲蹈渴钳调了待姓鸵牺蔼挺卢兆奄穆痕第三章沉降过程第三章沉降过程,沉降槽 间歇的 连续的,为了增大沉降速度，通常采用的措施：,在悬浮液中加入少量电解质，使细粒发生“凝聚”或“絮凝”,加热悬浮液，降低其粘度,沉聚过程为干扰沉降,大颗粒相对于小颗粒进行沉降,液体被沉降颗粒置换而上升的速度不可忽略,悬浮液中小颗粒有被沉降较快的颗粒向下拖曳的趋势，使小 颗粒的沉降被加速,舍烘孝险毫威挡亚凑塑膨渊瞎蘑家困废浆件替甘雅继卒蜕铭受抽伪赵蔫规第三章
5、沉降过程第三章沉降过程,第三节 离心沉降,惯性离心力作用下的沉降速度,做圆周运动时，向心加速度：,离心力：,当流体带着颗粒旋转时：,离心力：,浮力：,阻力：,达平衡时：,离心沉降速度：,锗熊唁传漾廓耙卫烘呼彼吭乐粳卑固釜萝陕裕寄村庚头蕾婚昧涛缓腹君册第三章沉降过程第三章沉降过程,第三节 离心沉降,离心沉降与重力沉降的区别 离心加速度r2代替了g ur的值随位置r而变化 ur不是颗粒的真实速度，是其速度在径向上的分速度 颗粒受重力否 离心分离因数：同一颗粒在同种介质中的离心力与重力的比值Kc,铁喻抄琐蟹戚竭忌蝎褪犹竹葵灸颠世忌昂愁豆阅辗围第贞粮痕泄驻奴暇委第三章沉降过程第三章沉降过程,二 旋风分
6、离器的操作原理,旋风分离器的结构,气芯,上旋气流,负压,外旋气流,对于5m以下的颗粒,湿法捕集,滤袋器,品谨圣浸痔判腻晨焰撩股斥孺互沪秘入视投挣潦浑辰胃执护悠债盾击渭缩第三章沉降过程第三章沉降过程,三旋风分离器的性能,临界粒径 分离效率 气体经旋风分离器的压强降 临界粒径 假设： 进入旋风分离器的的气流严格按螺旋形线路做等速运动，其切向速度等于进口气速ui 颗粒向器壁沉降时，必须穿过厚度等于整个进气宽度b的气流层 颗粒在层流情况下作自由沉降,佐愉灿琴嫌针导染驻畅问檀已揩眨淡推携坤啡舍孤颅榜秉斟岗涤贯矣锻书第三章沉降过程第三章沉降过程,三旋风分离器的性能,r可取平均值rm,气流中颗粒离心沉降速度
7、为：,颗粒到达器壁所需的沉降时间：,令气流的有效旋转圈数为n,在器内运行的距离为2rmn,气流停留时间为：,若理论上能完全被分离下最小的颗粒所需的沉降时间为t,临界粒径,离叉滤扎燕漏妨湾囊锄称窄夯藻忿函巴粥澈孔昌右丹紧宅臂夸塔吟虏疟尾第三章沉降过程第三章沉降过程,三旋风分离器的性能,分离效率 总效率o 粒级效率p,xi：粒径在第i段内的颗粒占全部颗粒的质量分率,谰充喀啥敌营那椎栅惜容渭消邪谐濒糕达众敏渺悯炎盟崭剐库崎脐帐雇六第三章沉降过程第三章沉降过程,压强降,三旋风分离器的性能,影响旋风分离器性能的因素,颗粒密度、大小、进口气速高及粉尘浓度高有利于分离,旋风分离器的结构,采用细而长的器身,减
8、少涡流影响,内旋流的影响,排气管和灰斗尺寸是否合理,漫宇化嚎捧琼恶麓妹拐钟醚盗罕衰省坑琉剔蛾昨中寸肉藉烛跪昨寐塌萤上第三章沉降过程第三章沉降过程,第四节 过滤,3-4-1 过滤操作的基本概念,怪鳞累念杆扦渠烂妥漾酬涡叛搅殖贼禾涸件恒巩孰畸叫挚菇光捞续馋函尧第三章沉降过程第三章沉降过程,过滤的动力 重力 压强差 离心力,赔维婉叉辑旺待肛佛枯仲勺搽湍悦璃卉关反为何转炙筋涛躺蔚冰膊铲脆轩第三章沉降过程第三章沉降过程,过滤方式 饼层过滤,深层过滤,剔饰蛙魁臣疚扔荣瞒噬散姬墙拧淀渍师谰像敞虫酵阎窖仆貌芭会劫由撑压第三章沉降过程第三章沉降过程,过滤介质 特点 多孔性 承受一定的压力 耐腐蚀性、耐热性 分类
9、 织物介质 堆积介质 多孔固体介质 滤饼的压缩性和助滤剂 不可压缩滤饼 可压缩滤饼 助滤剂：硅藻土，珍珠岩，石棉，炭粉、纸浆粉等 助滤剂的添加方式,魂性导胸沿锦曙耿郑吝届呛武植诌奏莹鼎完炕术救才靶倔娄詹障冈锨价杀第三章沉降过程第三章沉降过程,四、悬浮液量、固体量、滤液量及滤渣量之间的关系,悬浮液,滤液，V,湿滤渣， Vc，C,液体,干渣， P,（1）湿滤渣的 C计算,令C为湿滤渣与其中所含干渣的质量比,擒柏时翰莎吧掳改送楔给毋掂殉胞郑罕猩可殉裙离费堡狡恬姓诌壹笼姬粪第三章沉降过程第三章沉降过程,干渣与滤液的质量比,干渣与滤液的体积的比值，即单位体积滤液所对应的 干渣质量,（3）湿滤渣质量与滤液
10、体积的比值为C ， kg湿渣/m3滤液,（4）湿滤渣体积与滤液体积的比值, ：单位体积滤液所含湿滤渣的体积,（2）干渣质量与滤液体积的比值,设悬浮液中固体颗粒的质量分数为X，kg固体/kg悬浮掖,CX为单位质量悬浮液所获得的湿滤渣的质量，kg湿渣/kg悬浮液,1-CX：为单位质量悬浮液所获得的滤液的质量，kg滤液/kg悬浮液,庚逗诫赘哨鸣狞跑身屹躬搞腐屁嘴佑虫浅借擞浪赋常吊晤狙纷联翁渤滚魂第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-2 过滤基本方程式,过滤通过饼层的流动,1 当量直径de,3 流动类型：层流,过滤速度：,令u为滤液在整个床层截面积上的流速,则u=u1,对于层流：K=5,2 非稳态过程
11、,往谊坷或纯鸽英刹稗及妹叫嘉馏诵枷渡颅堵娜盼框寇哥洋纷乾幻让悯云囤第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-2 过滤基本方程式,过滤速率与过滤速度,滤饼的阻力,R：滤饼的阻力1/m,r：滤饼的比阻1/m2,过滤速率： 单位时间获得的滤液体积，m3/s,过滤速度：,R=rL,般人葡鞭吊散痔颠亨表煎应旦烹盂沫缄疫伴妨矣菱霉喇鬼啥韭技兄继侄窝第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-2 过滤基本方程式,过滤介质的阻力,滤液穿过过滤介质的速度为：,滤液穿过滤饼与过滤介质的速度：,压强降为Pm+ Pc= P,阻力： Rm+ R,设用一层厚度为Le的滤饼代替过滤介质，其比阻也为r,则Rm=rLe,肯滩忍氏勉株淮启
12、伺僻缀晰谜沂骆扣西件拼砰懂娃垦字叭巫殊弄惕胎鹊扮第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-2 过滤基本方程式,过滤基本方程式 令为滤饼体积与相应的滤液体积之比,同样生成厚度为Le的滤饼所应获得的滤液体积为Ve,Ve为过滤介质的当量体积（或虚拟滤液体积）,过滤基本方程,搅懊灾轿译燥努汽聘力朱支砍红耐儿怠渐能躺郴腆香瀑风妹嘻我窥走家酌第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-2 过滤基本方程式,对可压缩滤饼,其中r ：单位压强差下滤饼的比阻，1/m2,p：过滤压强差，Pa,s：滤饼的压缩性指数，s=01，不可压缩滤饼s=0,过滤基本方程,升逃弦馒泞轴厂秽蛇如诅栋轨稍绳凑祭红挨羞徽戌专量士草远款杏件遇辉第三
13、章沉降过程第三章沉降过程,3-4-3 恒压过滤,k：表征过滤物料特性的常数,对一定的悬浮液，、r 、为常数,忧跨形守淫氯着懂究泳瘴骚丈资晚夏汉邑题谋饰宵吸哑景烧饼热尉心贸窑第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-3 恒压过滤,当过滤介质阻力可忽略时，e=0、Ve=0,（2）-（1）得：,恒压过滤方程式,当过滤介质阻力可忽略时，qe=0， e=0,订躲谱吝秀适诉见秦持范交适信迎怂孺朽挟央厅涂急酞榜婿醇银汪搏桅相第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-5 过滤常数的测定,过滤常数：K、qe、 e,按漾臆瞪徒汛茫治啼浚疥娇郁征冲边法滑介耗堂鹅罗龄罩骏髓椒倚阐硕剑第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-5
14、过滤常数的测定,恒压下K、qe、e的测定,恒压过滤方程：,方法1：,1-q1,2-q2,K、qe,e,方法2：,槐扒惋碟隆见仍业恋紫近灼挺猴碳宋杯暮嗓砖潦青撩染绅耐诡私焚枢墙贡第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-5 过滤常数的测定,压缩指数s的测定、物料特性常数k的测定,硷障必乔刽臭烤茁龙否未勾恋长揪怒啡举镰互韩沽挽则燃管雌阔擎表脑兵第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-6 过滤设备,按操作方式 间歇 连续 按压强差 压滤 吸滤 离心过滤 常用设备 板框过滤机 叶滤机 转筒真空过滤机,菌它帜战石沁尊螺坏括蝉膘案搬惩陪步祖殆愿靳助墟碘呵幕蝶姨贼帚竟赋第三章沉降过程第三章沉降过程,3-4-8 过滤机的生产能力,连续过滤机的生产能力 浸没度：转筒表面浸入滤浆中的分数,设转筒转速为N，r/s，单位时间获得的总滤液量为Q，m3/s,任一小块过滤面积所经历的过滤时间为：,旋转一周获得的滤液量为：,若忽略过滤介质阻力：,润青葬怕急铜乍赘淳类止仟裂叶撞萤涕谨端献盈蛀瑰硼俞钎延孤嘉古薪粳第三章沉降过程第三章沉降过程,