第十四讲 颗粒特性与沉降-11.pptVIP

3. 颗粒群的平均直径 （4）比表面积平均直径（dV，S, m） 具有某一直径的一个颗粒，其比表面(单位体积颗粒的表面积)等于所有颗粒的比表面的平均值，称该颗粒直径为比表面积平均直径，又称Sauter平均直径。 第二节 颗粒及颗粒群的特性 二、颗粒群的特性[133] 例1：已知某种颗粒群的筛分分布如下表，试计算该颗粒群的平均直径。 粒度范围 (泰勒筛号) 平均颗 粒直径，mm 质量分率 粒度范围(泰勒筛号) 平均颗 粒直径，mm 质量 分率 -10+14 1.410 0.02 -35+48 0.356 0.26 -14+20 1.001 0.05 -48+65 0.252 0.24 -20+28 0.711 0.10 -65 0.104 0.15 -28+35 0.503 0.18 第二节 颗粒及颗粒群的特性 二、颗粒群的特性 第三章 非均相机械分离 第一节 概述 第二节 颗粒及颗粒群的特性 一、颗粒的特性 二、颗粒群的特性 第三节 沉降 定义：在某种力场中利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程称为沉降。 作用力 重 力 惯性离心力 重力沉降 离心沉降 第三节 沉降[134] 电 场 力 电 沉 降 1. 球形颗粒的自由沉降 假设：①颗粒间彼此相距较远，沉降时互不干扰； ②颗粒下沉而置换的流体的向上运动对颗粒的沉降影响可以忽略； ③沉降设备尺寸远大于颗粒直径，故器壁和底面对颗粒沉降的端效应不计； ④颗粒直径较大，不存在布朗运动。 一、重力沉降[134] 第三节 沉降 1. 球形颗粒的自由沉降 重力Fg 阻力FD 浮力Fb 重力 浮力 阻力 u=0 du/dt→max u=ut du/dt=0 加速沉降 等速沉降 沉降速度 （终端速度） 一、重力沉降[134] 第三节 沉降 牛顿第二定律： 2. 阻力系数 阻力系数z ReP j=0.125 0.220 0.600 0.806 1.000 一、重力沉降[135] 第三节 沉降 (1)层流区——斯托克斯Stokes Rep≤2 (2)过渡区——艾仑Allen 2Rep≤500 (3)湍流区——牛顿Newton 500Rep≤2×105 一、重力沉降[136] 第三节 沉降 2. 阻力系数 3. 影响沉降速度的因素 ① 颗粒的体积浓度 ② 器壁效应 ③ 颗粒形状的影响 4. 沉降速度的计算 ① 试差法 ② 摩擦数群法 一、重力沉降[137] 第三节 沉降 层流区——斯托克斯Stokes Rep≤2 过渡区——艾仑Allen 2Rep≤500 湍流区——牛顿Newton 500Rep≤2×105 —→ K≤3.3 —→ 3.3K≤43.6 —→ K43.6 ② 摩擦数群法 一、重力沉降[137] 第三节 沉降 4. 沉降速度的计算 5.非球形颗粒的自由沉降（补充内容） 佩蒂琼(Pettyjohn)等实验发现: 对于球形颗粒，φ=1, 则可得C=24 对于球形颗粒，φ=1, 则可得ζ=0.43 一、重力沉降[137] 第三节 沉降 密度为2650 kg/m3的球形催化剂颗粒在20℃空气中 自由沉降，计算服从斯托克斯定律的最大颗粒直径 及服从牛顿定律的最小颗粒直径。 例题2： 某油品的密度为880 kg/m3，为了估计油品的粘度， 现将一直径为1.25 mm的钢球(密度为7900 kg/m3) 放入油中，并测得钢球于6.35 s内下降25 cm， 试计算此油品的粘度。 例题3： 第一节 概述 第二节 颗粒及颗粒群的特性 第三节 沉降 一、重力沉降 1. 球形颗粒的自由沉降 2. 阻力系数 自学：【例3-1】 作业：P160 — 1，2 预习：重力沉降设备、离心沉降 本次课内容及要求 第三章 非均相机械分离 第一节 概述 混合物 均相混合物 非均相混合物 物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的混合物。 例如：互溶溶液及混合气体 物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同的混合物。 例如 固体颗粒和气体构成的含尘气体 固体颗粒和液体构成的悬浮液 不互溶液体构成的乳浊液 液体颗粒和气体构成的含雾气体 第一节 概 述[129] 非均相物系 分散相 分散物质 处于分散状态的物质 例如：分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡 连续相 分散介质