非均相物系,分离理论.ppt

3.过滤推动力 悬浮液自身压强差，重力 悬浮液的—侧加压 过滤介质的—侧抽真空 离心力 4.过滤阻力 介质阻力：可视为平变，且一般过滤初较明显 滤饼阻力: 滤饼厚度：随过滤进行而增加 滤饼特性：颗粒形状、大小，粒 大多情况下，过滤阻力主要取决于滤饼阻力。 将不同流动区域的阻力系数分别代入上式，得球形颗粒在各区相应的沉降速度分别为： 层流区（Re1） 过渡区（1Re500） 湍流区（500Re105） ut与dp有关。dp愈大，ut则愈大。 层流区与过渡区中，ut还与流体粘度有关。 液体粘度约为气体粘度的50倍，故颗粒在液体中的沉降速度比在气体中的小很多。 假设流体流动类型； 计算沉降速度； 计算Re，验证与假设是否相符； 如果不相符，则转①。如果相符，OK ! 求沉降速度通常采用试差法。 沉降速度的求法： 例：计算直径为95?m，密度为3000kg/m3的固体颗粒分别在20 ℃的空气和水中的自由沉降速度。 计算Re，核算流型： 假设正确，计算有效。 解：在20 ℃的水中： 20 ℃水的密度为998.2kg/m3，粘度为1.005×10-3 Pa?s 先设为层流区。 1) 颗粒直径dp: 2) 连续相的粘度?： 3) 两相密度差(? p-?)： 2 影响沉降速度的因素(以层流区为例) 4) 颗粒形状 非球形颗粒的形状可用球形度?s 来描述。 ?s—— 球形度； S —— 颗粒的表面积，m2； Sp—— 与颗粒体积相等的圆球的表面积，m2。 假设颗粒运动的水平分速度与气体的流速 u 相同； 停留时间?＝l/u 沉降时间?t＝H/ ut 颗粒分离出来的条件是 l/u≥H/ ut l H b 净化气体 含尘气体 u ut 降尘室的计算 几种操作方式下的过滤方程 q2+2qqe=K? Δp=a?+b (q+qe )2=K(?+?e) (q2-qR2)+2qe(q-qR)=K(?-?R) V=uRA? V2+2VVe=KA2? (V2-VR2)+2Ve(V-VR)=KA2(?-?R) q=uR? (V+Ve)2=KA2(? +?)e 先恒速后恒压 恒速过滤 恒压过滤 上式表明：d?/dq与q成直线关系，直线斜率为2/K，截距为2qe/K 2(q+qe )dq=Kd? (q+qe )2=K (?+?e ) 微分上式得 q d?/dt 2qe/K 由斜率=2/K，求出K; 由截距=2qe/K ，求出qe； 由q2+2qqe=K?， ?=0，q=0，求出?e= qe2/K。 测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为： 七、过滤常数的测定 采用Δ?/Δq代替d?/dq，在过滤面积一定时，记录下时间?和累计的滤液量V，并由此计算一系列q值，然后作图，求出直线斜率和截距。最后算出过滤常数K和qe。 q ??/?t 2qe/K 注意：横坐标q的取值。 实验数据处理 lgK=(1-s)lg(Δp)+lg(2k) 以lg(Δp)为横坐标，lg(K)为纵坐标作直线，从而求出斜率(1-s)，截距lg(2k)，进而算出s和k。 K=2kΔp1-s 滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k需在不同压强差下对指定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的K，然后对K-Δp数据加以处理，即可求得s 值。 lg(Δp) lg(K) lg(2k) q ??/?t 2qe/K 压缩指数s的测定 工业上使用的典型过滤设备： 按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 板框压滤机（间歇操作） 转筒真空过滤机（连续操作） 过滤式离心机 八、过滤设备 结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。 滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道。 洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通， 使洗水流进凹槽； 非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。 1 板框压滤机 为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一钮板，框带两个钮板，框带两个钮，洗涤板为三钮板。 滤框： 滤浆通道：滤框右上角的圆孔 洗水通道：滤框左上角的圆孔 结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。 可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。 对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2 ），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。 间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。 近年出现了各种自动操作的板