化工原理（ 第四版） 教学课件 作者 王志魁刘丽英刘伟 编 第三章 沉降与过滤.pptVIP

尚辅网 尚辅网 尚辅网 （二）过滤介质 类别： 织物介质 多孔性固体介质 堆积介质 多孔膜：高聚物膜、无机膜 尚辅网 （三）滤饼的可压缩性与助滤剂 不可压缩滤饼：空隙不随压力变化 可压缩滤饼：空隙随压力增加而减小 （四）过滤过程物料衡算 ——加助滤剂 （1）湿滤渣密度 C——kg湿渣/kg干渣 尚辅网 （2）干渣质量与滤液体积之比 X——kg固体/kg悬浮液 kg干渣/m3滤液 （3）湿渣质量与滤液体积之比 （4）湿渣体积与滤液体积之比 ——kg湿渣/m3滤液 m3滤饼/m3滤液 尚辅网 二、过滤速率基本方程式 （一）过滤速率 过滤速率： 过滤速度： 设为层流流动 尚辅网 孔道长度 孔道中流速与过滤速度的关系 过滤速度 尚辅网 令 ——滤饼的比阻 过滤速度 滤饼阻力 过滤介质阻力 v——获得单位体积滤液所形成滤饼的体积， m3滤饼/m3滤液； 尚辅网 （二）过滤基本方程 滤饼层： 过滤介质层： ?p ?p1 ?p2 滤液 尚辅网 过滤速率 ——过滤基本方程 则 尚辅网 三、恒压过滤 K为常数 ——恒压过滤方程式 （一）滤液体积与过滤时间的关系 尚辅网 V o ? ?1 V1 A 尚辅网 (二) 过滤常数的测定 q ?/q ? /q～q 为直线关系， 其斜率为 ，截距为 尚辅网 三、过滤设备及操作 （一）板框过滤机 尚辅网 尚辅网 ——横穿洗涤法 卸渣、清洗、组装 特点： 同部位、不同时间进行不同的操作。 过滤： 洗涤： 滤液排出：明流、暗流 尚辅网 （二）转筒真空过滤机 1.结构与操作 过滤区： 1－4 吹、卸滤渣区： 11－12 吸干洗涤区： 5－10 5 1 11 4 10 8 1 3 2 12 特点：同时间、不同部位进行不同的操作。 尚辅网 设转筒的转速为N (1/s) 操作周期： 浸液率： （浸没分数） ? N 有效过滤时间： 2. 生产能力 尚辅网 恒压过滤： 生产能力： 当过滤介质阻力忽略时: 尚辅网 （三） 离心过滤机 1.悬筐式离心机 2.往复活塞推渣离心机 3.离心力自动卸渣离心机 * 尚辅网 第三章 沉降与过滤 非均相物系分离： 沉降（重力沉降、离心沉降） 过滤 分散物质（分散相）：处于分散状态的物质 分散介质（连续相）：处于连续状态的物质 分离的目的： 回收分散物质; 2. 净化分散介质。 第一节 概述 尚辅网 ?p ? 第二节 重力沉降 一、重力沉降速度 （一）球形颗粒的自由沉降 重力Fg 浮力Fb 阻力Fd 自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉降过程中 互不碰撞、互不影响。 颗粒下沉 尚辅网 尚辅网 重力沉降速度: 颗粒受力平衡时，匀速阶段颗粒相对 于流体的运动速度。 尚辅网 （二）流体中颗粒运动的阻力(曳力) ?——阻力系数（曳力系数） ?、?——流体特性 dp、ut——颗粒特性 尚辅网 尚辅网 ——球形 圆盘形 尚辅网 （1）层流区 10－4 Re 2 Stokes 区 （2）过渡区 2 Re 500 Allen 区 （3）湍流区 500 Re 2?105 Newton区 （球形） 尚辅网 （三） 沉降速度的计算 层流区： ——Stokes(斯托克斯)式 过渡区： 湍流区： 尚辅网 试差计算法： 假设沉降处于某一区域； 计算ut； 计算Re，校验区域； 若符合，则正确，否则重新假设区域。 尚辅网 （四）影响沉降速度的其它因素 1.干扰沉降 2. 颗粒形状 ?越小，阻力越大，Re相同时沉降速度越小。 3. 壁效应 使沉降速度下降。 尚辅网 二、 重力沉降设备 （一）降尘室 尚辅网 1. 沉降分离条件 停留时间： 沉降时间： 分离条件： W 尚辅网 2. 生产能力 qV——降尘室所处理含尘气体的体积流量 结论：降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒 沉降速度ut有关，而与高度H无关。 尚辅网 多层降尘室： 若n个隔板，则 缺点： 清灰难； 隔板间距小，颗粒易被扬起。 尚辅网 3. 临界颗粒直径 临界颗粒直径dpC——降尘室理论上能100%除去的 最小颗粒直径。 层流 尚辅网 （二）沉降槽（增稠器） 1. 悬浮液的沉聚过程 尚辅网 2. 沉降槽（增稠器） 尚辅网 第三节 离心沉降 一、离心沉降速度 （一）沉降过程 切向速度 u 径向速度 ur 合成u合 合 尚辅网 离心力： 径向向外 浮力：