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长安大学环境科学与工程学院 化工系 第三章 机械分离 王亚龙 ylwang1968@163.com 例：计算直径为95?m，密度为3000kg/m3的固体颗粒在20℃的水中的自由沉降速度。 计算Ret，核算沉降类型： 假设正确，计算有效。 解： 查表，20 ℃水的密度为998.2kg/m3，粘度为1.005×10-3 Pa?s 先设为斯托克斯定律区（层流区）： 例：用高2m、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条件下空气的密度为0.799kg/m3，粘度为2.53×10-5Pa·s，流量为5.0×104 m3/h。粉尘的密度为2000 kg/m3。试求粉尘的临界直径。 假设流型属于过渡区，粉尘的临界直径为 校核流型 故属于过渡区，与假设相符。 解 ：与临界直径对应的临界沉降速度为 一板框压滤机，在一定压力下过滤某种悬浮液。当滤渣完全充满滤框时滤液量15m3，过滤时间1.5hr，随后在相同压力下，用10%滤液量的清水(物性可视为与滤液相同)洗涤，每次拆装时间18min，且已知这一操作中Ve=2.0m3。 例题 2、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍，仍用相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间增加为25min，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干？ 求：1、该机生产能力？ 解： 1、该机生产能力 V=15m3，Ve=2.0m3，θ=1.5hr，αW=0.1， θD=18min=0.3hr 2、如果该机的每一滤框厚度减半，长宽不变，框数加倍，仍用相同滤布，洗涤用水量不变，但拆装时间增加为25min，试求：滤渣完全充满滤框时，生产能力变为若干。 由题意可知 在实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中悬浮液进行试验，过滤压强差为67kN/m2。过滤5分钟后得滤液1升，又过滤5分钟得滤液0.6升。 若再过滤5分钟，可再得滤液若干升？ 例题 解： 为要了解滤液量随过滤时间而变化的关系，需先求出恒压下的过滤常数K及qe。 由恒压过滤方程式: q2+2qeq=Kθ 将已测得的两组数据代入上式，即 （1×10-3/0.1)2+2qe(1×10-3/0.1)=K(5×60) 及（1.6×10-3/0.1)2+2qe(1.6×10-3/0.1)=K(10×60) 解此方程组得: qe=7×10-3m3/m2 K=8×10-7 m2/s 注意时间及对应的q 则△p=67kN/m2时的过滤方程式为: q2+2×7×10-3q=8×10-7θ 将θ=(5+5+5)×60=900s代入上式，即 q2+2×7×10-3q=8×10-7×(900) 解得q=2.1×10-2 m3/m2 V=(2.1×10-2)×0.1=2.1×10-3 m3=2.1升 由此可知，若再过滤5分钟，可再得滤液量为: [2.1－(1+0.6)]=0.5升 P140例3-7： 对例3-6中的悬浮液用具有26个框的BMS20/635-25板框压滤机进行过滤。在过滤机入口处滤浆的表压为3.39×105Pa，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为25℃。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min。已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为1930kg/m3。求此板框压滤机的生产能力。 例题 教材p140例题3-7板框压滤机型号说明： BMS20/635-25的意义为：B表示板框压滤机，M表示明流式（若为A，则表示暗流式），S表示手动压紧（若为Y，则表示液压压紧），20表示过滤面积为20m2，635表示滤框边长为635mm的正方形，25表示滤框的厚度为25mm。 滤液的排出方式有明流和暗流之分，若滤液经由每块板底部旋塞直接排出，则称为明流；若滤液不宜暴露于空气中，则需要将各板流出的滤液汇集于总管后送走，称为暗流。 解： 过滤面积 A=（0.635）2×2×26=21m2  滤框总容积=（0.635）2×0.025×26=0.262m3 （滤饼体积（全充满）） 已知1m3滤饼的质量为1930kg，设其中含水xkg，水的密度按1000 kg/m3考虑， 则由 解得 x=518kg 故知1m3滤饼中的固相质量为 1930－518=1412kg 生成1m3滤饼所需的滤浆质量为  则1m3滤