化工原理教学课件23－24学时.pptVIP

* 对球形颗粒 关系曲线大致可分为三个 为层流区或斯托克斯(Stokes)定律区 区域： 一、沉降速度 2 * 为过渡区或艾仑（Allen）定律区 一、沉降速度 * 为湍流区或牛顿（Newton）定律区 一、沉降速度 * 3.影响沉降速度的因素 自由沉降 干扰沉降 沉降过程中，任一颗粒的沉降不因其他颗粒的存在而受到干扰。 如果分散相的体积分率较高，颗粒间有明显的相互作用，容器壁面对颗粒沉降的影响不可忽略，这时的沉降称为干扰沉降或受阻沉降。 一、沉降速度 * 滞流区 湍流区 过渡区 表面摩擦阻力 形体阻力 (1)流体的黏度 一、沉降速度 * (2)颗粒的体积分数 当颗粒的体积分数小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内。当颗粒体积分数较高时，由于颗粒间相互作用明显，便发生干扰沉降。 (3)器壁效应 容器的壁面和底面均增加颗粒沉降时的曳力，使颗粒的实际沉降速度较自由沉降速度低。 一、沉降速度 * (4)颗粒形状的影响 同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积非球形颗粒的沉降要快一些。非球形颗粒的形状及其投影面积A均影响沉降速度。 一、沉降速度 * 4.沉降速度的计算 试差法 课本P120 例3-1 假设沉降属于某一流型 计算沉降速度 核算 Ret 一、沉降速度 * 二、重力沉降设备 1. 降尘室 借重力沉降从气流中分离出尘粒的设备称为降尘室。 图3-4 降尘室示意图 (a)沉降室 (b)尘粒在沉降室内运动情况 气流水平通过降尘室速度 沉降速度 * 或 位于降尘室最高点的颗粒沉降到室底所需的时间为 气体通过降尘室的时间为 欲使颗粒被分离出来，则 降尘室高 沉降速度 降尘室长 气流水平通过降尘室速度 二、重力沉降设备 * 根据降尘室的生产能力，气体在降尘室内的水平通过速度为 整理得 上式表明，理论上降尘室的生产能力只与其沉降面积及颗粒的沉降速度有关，而与降尘室高度H 无关。 降尘室 生产能力 二、重力沉降设备 * 对设置了n层水平隔板的降尘室，其生产能力为 图3-5 多层除尘室 1-隔板 2、6-调节闸阀 3-气体分配道 4-气体集聚道 5-气道 7-清灰口 二、重力沉降设备 * 降尘室结构简单，流动阻力小，但体积庞大，分离效率低，通常只适用于分离粒度大于75 ?m的粗粒，一般作为预除尘使用。多层降尘室虽能分离较细的颗粒且节省占地面积，但清灰比较麻烦。 二、重力沉降设备 * 2．沉降槽 沉降槽是利用重力沉降来提高悬浮液浓度并同时得到澄清液体的设备。 3．分级器 利用重力沉降可将悬浮液中不同粒度的颗粒进行粗略的分离，或将两种不同密度的颗粒进行分类，这样的过程统称为分级，实现分级操作的设备称为分级器。 二、重力沉降设备 * 双锥分级器 二、重力沉降设备 * 3.3.2 离心沉降 3.3 沉降分离 3.3.1 重力沉降 第3章 非均相物系的分离和固体流态化 对于相对密度差（ρs-ρ）较小，颗粒直径d很小的非均相物系，在重力场的ut很小，甚至不能分离，要使细小的粒子有较高的沉降速度，需要有“超重力场”。 令悬浮物系作高速圆周回旋运动产生的离心力场就是一种“超重力场”。 * 依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程称为离心沉降。这种沉降可使ut大大增加，设备尺寸减小。 颗粒受到三个力 颗粒与流体在径向上的相对速度 向心力 惯性离心力 阻力 一、惯性离心力作用下的沉降速度 颗粒的圆周运动速度 R1 R A C u ur uT B 颗粒的路径为弧形，如图ABC * 上述三个力达到平衡时，合力为零，即： 平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度ur便是它在此位置上的离心沉降速度。 离心沉降速度 一、惯性离心力作用下的沉降速度 与重力沉降相比： ① 场强度不同： 离心力场uT2/R， 重力场g ② 沉降方向不同：离心力场背向旋转中心， 重力场垂直向下 ③ 影响因素不同：离心力和ur与R有关，ur不恒定 重力场ut常数 * 离心沉降时，若颗粒与流体的相对运动处于滞流区，符合斯托克斯定律，则可得 同一颗粒所受的离心力与重力之比称为离心分离因数。 离心分离因数 一、惯性离心力作用下的沉降速度 Kc—离心分离设备的重要指标， Kc=5~2500，表示离心沉降速度比重力沉降速度大的倍数。常用设备有旋风、旋液分离器。 * 二、旋风分离器的操作原理 图3-7 标准旋风分离器 图3