第三章 非均相系分离.ppt

1）降尘室的结构 1、离心沉降速度ur 旋风分离器性能的主要操作参数为气体处理量， 分离效率和气体通过旋风分离器的压强降。 1）气体处理量 旋风分离器的处理量由入口的气速决定，入口气体流量是旋风分离器最主要的操作参数。一般入口气速ui在15～25m/s。 旋风分离器的处理量 1）旋风分离器的型式 旋风分离器的形式多种多样，主要是在对标准型式的旋风分离器的改进设计出来的。 4）水平隔板层数 由规定需要完全除去的最小粒径求沉降速度， 再由生产能力和底面积求得多层降尘室的水平隔板层数。 粒径为10μm的颗粒的沉降必在滞流区， 取33层 板间距为 降尘室 结构简单，但设备庞大、效率低， 只适用于分离粗颗粒------直径75?m以上的颗粒，或作为预分离设备。 2. 增稠器（沉降槽） 例：本题附图所示 为一双锥分级器，利 用它可将密度不同或 尺寸不同的粒子混合 物分开。混合粒子由 上部加入，水经可调 锥与外壁的环形间隙 向上流过。沉降速度大于水在环隙处上升流速的颗粒进入底流，而沉降速度小于该流速的颗粒则被溢流带出。 3. 分级器 利用双锥分级器对方铅矿与石英两种粒子混合物分离。已知： 粒子形状 正方体 粒子尺寸 棱长为0.08~0.7mm 方铅矿密度 ρs1=7500kg/m3 石英密度 ρs2=2650kg/m3 20℃水的密度和粘度 ρ=998.2kg/m3 μ=1.005×10-3 Pa·s 假定粒子在上升水流中作自由沉降，试求：1）欲得纯方铅矿粒，水的上升流速至少应取多少m/s？2）所得纯方铅矿粒的尺寸范围。 解：1)水的上升流速 为了得到纯方铅矿粒，应使全部石英粒子被溢流带出， 应按最大石英粒子的自由沉降速度决定水的上升流速。 对于正方体颗粒，先算出其当量直径和球形度。 设 l 代表棱长，Vp 代表一个颗粒的体积。 用摩擦数群法求最大石英粒子的沉降速度 φs=0.806，查图3-3的，Ret=60，则： 2）纯方铅矿的尺寸范围 所得到的纯方铅矿粒尺寸最小的沉降速度应等于0.0696m/s 用摩擦数群法计算该粒子的当量直径。 φs=0.806，查图3-3的，Ret=22，则： 与此当量直径相对应的正方体的棱长为： 所得方铅矿的棱长范围为0.2565~0.7mm。 离心沉降： 依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程 适于分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系。 惯性离心力场与重力场的区别 重力场 离心力场 力场强度 重力加速度g uT2/R （可变） 方向 指向地心 沿旋转半径从中心指向外周 Fg=mg 作用力 3.3.2 离心沉降 惯性离心力= 向心力= 阻力= 三力达到平衡，则： 平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是此位置上的离心沉降速度。 表达式：重力沉降速度公式中的重力加速度改为离心加速度 数值：重力沉降速度基本上为定值 离心沉降速度为绝对速度在径向上的分量，随颗粒在 离心力场中的位置而变。 离心沉降速度与重力沉降速度的比较 阻力系数 ：层流时 同一颗粒在同一种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值为 ： 比值 Kc 就是粒子所在位置上的惯性离心力场强度与重力场强度之比称为离心分离因数。 例如；当旋转半径 R = 0.4m，切向速度uT = 20m/s时，求分离因数。 一般离心设备 Kc 在 5～2500 之间，高速离心机 Kc 可达几万～数十万。 2 旋风分离器的工作原理 构造及气、固运动轨迹 3 旋风分离器的性能 2）临界粒径 判断旋风分离器分离效率高低的重要依据是临界粒径。 临界粒径 ： 理论上在旋风分离器中能完全分离下来的最小颗粒直径。 ① 临界粒径的计算式 a) 进入旋风分离器的气流严格按照螺旋形路线作等速运动，且切线速度恒定，等于进口气速uT=ui； b) 颗粒沉降过程中所穿过的气流厚度为进气口宽度B 表示 c) 颗粒在滞流情况下做自由沉降