环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答2流体与固体颗粒分离.pdfVIP

第二章 流体与固体颗粒分离 1、简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。 答：沉降发生的前提条件是：分散相和连续相之间存在密度差，同时存在外力场的作用，以 造成两相的相对运动。 实现沉降操作的作用力可以分为重力或离心力，因此，沉降过程有重力沉降和离心沉降 两种方式。 2 、简要说明环境工程领域哪些处理单元涉及沉降分离过程 答：在环境工程领域，涉及沉降分离过程的处理单元主要有： (1)含尘气体的净化 抽排的气体在工业生产中，有许多气体需要向大气排放，这些气体中，有许多含有固体颗粒， 如烟道气，能产生灰尘的生产车间抽排的气体。含尘气体在排向大气前应进行净化，即进行 气－固分离，或称为除尘。 (2)废水中固体颗粒的去除 在工业生产、人类生活、废水治理过程中排出的废水有相当一部分都含有一定量的固体颗粒， 应把这些废水中的固体颗粒去除，废水才能进一步利用或排放，这就需要应用非均相分离技 术。 (3) 回收可利用的物质 工业生产中，常有许多固体颗粒分散在气体或液体中，往往需要将其中一相去除而回收另一 相，如酿造废水中的糟渣的回收和在利用。 (4)应用流态化技术加快反应速度 不仅非均相物系分离涉及到颗粒与流体间的相对运动问题，在环境治理中的化学或生化反应 中，有时也涉及到颗粒与流体相对运动的问题。在含有固体颗粒的反应中，为了增加流体与 固体表面的接触机会，以加快反应速度，让流体通过固体颗粒床层，利用流体的流动将固体 颗粒悬浮在流体中，以增加反应物质的接触概率。 3、颗粒的几何特性如何影响颗粒在流体中受到的阻力？ 影响颗粒的表面曳力和形体曳力 4 、不同流态区，颗粒受到的流体阻力不同的原因是什么？ (1) 层流区或斯托克斯(Stokes)定律区 表皮阻力占主导地位，不发生边界层分离。 (2) 过渡区或艾仑(Allen)定律区 开始发生边界层分离，使得颗粒后部形成旋涡—尾流。尾流区压强低，从而导致形体阻力增 大。 (3) 湍流区或牛顿(Newton)定律区 形体阻力占主导地位，表皮阻力可以忽略。 5、颗粒和流体的哪些性质会影响到颗粒所受到的流体阻力，怎样影响？ 2 答：由于 阻力　Fd A u 2 du  而  f (Re ) Re t t t  所以影响颗粒所受到的阻力，主要包括如下几个方面： (1) 颗粒特性：颗粒密度、尺寸、及形状； (2) 流体性质：主要指流体的密度和粘度。 6、简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。 2  3  3 u 重力　F d  g ;　浮力　F d g ;　阻力　F A g 6 s b 6 d 2 7、层流区颗粒的重力沉降速度主要受哪些因素影响？ d 2  g ( ) s u t 18 根据层流区的重力沉降速度公式，可以看到，沉降速度主要和流体的粘度以及密度相关。 8、影响层流区和湍流区颗粒沉降速度的因素有何不同，原因何在？ 层流区： 24 du  湍流区：  Ret t