第三章非均相混合物的分离3.2解答.ppt

3.2 过滤;1、过滤方式 ;滤饼过滤(表面过滤) （Cake filteration） ：过滤介质为织物、多孔材料或膜等，孔径可大于最小颗粒的粒径。过滤初期，部分小颗粒可以进入或穿过介质的小孔，后因颗粒的架桥作用使介质的孔径缩小形成有效的阻挡。 随滤饼的形成，真正起过滤作用的是滤饼，而非过滤介质本身，故称作滤饼过滤。;深层过滤（Deep bed filteration）;过滤过程所用的多孔性介质称为过滤介质。过滤介质是滤饼的支承物。常用过滤介质： 织物介质（滤布） 如棉、毛、麻、尼纶及其他纤维以及由玻璃丝、金属丝等织成的网，在工业上应用最为广泛。 可截留的最小颗粒视网孔大小而定，一般在几到几十（5～65μm）微米范围。;堆积介质 由各种固体颗粒(砂石、木炭、石棉)或非编织纤维(玻璃棉等)堆积而成。 适用于深层过滤，如制剂用水的预处理。 多孔介质 陶瓷、塑料微孔板等具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金属制成的管或板。 此类介质较厚，孔道细，能截留1～3μm的微小颗粒。 ;3、过滤推动力 重力（漏斗过滤）、压力（加压过滤）或真空（抽滤）、离心力（离心过滤）。;滤饼层中流动特点： 1)滤饼层中存在曲折流动通道，流体在同一截面上的流速分布很不均匀。 2)通道很小、流速很低。 3)滤液通过饼层的流动为层流。;为便于用数学方法描述滤液的流动，常将复杂的实际流动过程加以简化。;1、滤液通过滤饼的流动;说明：;Q1：为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行而在悬浮液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？ ;2、滤饼的比阻r：;过滤介质层：认为介质产生的阻力与厚度为Le的滤饼层产生的阻力相等，引入过滤介质的当量滤饼厚度Le，则过滤介质的阻力 = rμLe/A;则：;若保持过滤推动力恒定，那么在过滤初始阶段，滤饼还未形成时，过滤阻力小，过滤速率大，随着滤饼不断增厚，过滤阻力增大，过滤速率下降；这种过滤方式为恒压过滤。 若要保证过滤速率恒定，那么在过滤过程中应不断提高过滤推动力，这种操作方式为恒速过滤。 若过滤过程中压力和速率均无法恒定则为变压变速过滤。 ;恒压过滤（Constant pressure filtration） ;;令 q=V/A， qe=Ve/A;─恒压过滤方程式;恒压过滤方程式 ;过滤常数的测定 过滤常数与过滤体系、操作条件有关，通常由恒压过滤实验测定；其测定方法主要有两种。;θ;2qe/K;积分法： ;积分法： ;3.2.4 滤饼的洗涤