浙江大學化工原理課件chap32

1、浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化1/17 3.2 3.2 沉降沉降 一、自由沉降一、自由沉降 二、影響沉降的因素二、影響沉降的因素 三、沉降設備三、沉降設備幻燈片2目錄浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化2/17浮力浮力 Fb 曳力曳力 FD質量力質量力 Fc 顆粒在流體中沉降時受力cmamg或或 pgm AutD22 沉沉降降的的兩兩個個階階段段：加加速速段段、等等速速段段加速段極短，通?？梢院雎? DbcFFF合外力合外力等速段的顆粒運動速度稱為沉降速度，用 ut表示。1重重力力沉沉降降速速度度042122 ptDpdumg 單個、球形顆粒3.2 3

2、.2 沉降沉降一、自由沉降一、自由沉降浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化3/170816223 tDppppudgd 042122 ptDpdumg Dpptgdu 34 Rep=dput/ 1 或 2 層流區(qū) 182gduppt Re24 D 一、自由沉降一、自由沉降浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化4/172離心沉降速度離心沉降速度 A B ur r1 O C r2 r u u 顆粒在旋轉流場中的運動離心加速度 ac=2r=u2/r 不是常量ccmaF 離心力離心力pcbamF 浮浮力力AuFrDD22 曳力曳力沉降過程沒有勻速段，但在小顆粒沉降時，

3、加速度很小，可近似作為勻速沉降處理 Dcppradu 34 對照重力場 Dpptgdu 34 浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化5/17Re24 D A B ur r1 O C r2 r u u 顆粒在旋轉流場中的運動 rudrdaduppppcpprgrgac2 -離心分離因數 gauuctrRep=dput/ 1 或 2 層流區(qū)浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化6/171干干擾擾沉沉降降2非非球球形形顆顆粒粒的的沉沉降降球形度越小，沉降速度越小球形度越小，沉降速度越小顆顆粒粒的的位位向向對對沉沉降降速速度度也也有有影影響響3

4、壁壁面面效效應應 二、影響沉降的因素二、影響沉降的因素由于干擾作用，實際沉降速度小于自由沉降速度。由于壁面效應，實際沉降速度小于自由沉降速度。浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化7/17 液固體系液固體系沉降槽沉降槽氣固體系氣固體系降塵室降塵室 離心沉降設備離心沉降設備重力沉降設備重力沉降設備三沉降設備三沉降設備 液固體系液固體系旋液分離器旋液分離器氣固體系氣固體系旋風分離器旋風分離器浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化8/17氣體氣體 氣體氣體進口進口 出口出口 集灰斗集灰斗 降塵室降塵室 L B 氣體氣體 u H ut 顆粒在降塵室中的運動顆粒在降塵室中

5、的運動 思考思考 1：為什么氣體進入降塵室后，流通截面積為什么氣體進入降塵室后，流通截面積要擴大？要擴大？思思考考 2：為為什什么么降降塵塵室室要要做做成成扁扁平平的的？降降塵塵室室 停停留留時時間間 t 沉沉降降時時間間t 若若則表明，該顆粒能在降塵室中除去。uLtu高高度度1重力沉降設備重力沉降設備浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化9/17 L u B 氣體氣體 ut H 顆粒在降塵室中的運動顆粒在降塵室中的運動 思考思考 3 3：要想使某一粒度的顆粒在降塵室中被要想使某一粒度的顆粒在降塵室中被 100%100%除去，必須滿足除去，必須滿足什么條件？什么條件？ ttuH

6、 1重力沉降設備重力沉降設備思思考考4 4： 能能夠夠被被1 10 00 0% %除除去去的的最最小小顆顆粒粒， 必必須須滿滿足足什什么么條條件件？t tuHuL 即即 LgHudpp 18min思思考考5 5：粒粒徑徑比比d dp pm mi in n小小的的顆顆粒粒，被被除除去去的的百百分分數數為為多多少少？ 182gduppt 浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化10/17L u B氣體氣體 ut H 顆粒在降塵室中的運動顆粒在降塵室中的運動思思考考 2：為為什什么么降降塵塵室室要要做做成成扁扁平平的的？ 182gduppt ttsuABLuBHuV底底生產能力生產能力

7、 tuHuL 能夠滿足 100%除去某粒度顆粒時的氣體處理量-生產能力可見：降塵室生產能力與底面積、沉降速度有關，而與降塵室高度無關多多層層降降塵塵室室注意：降塵室內氣體流速不應過高，以免將已沉降下來的顆粒重新?lián)P起。根據經驗，多數灰塵的分離，可取 u3m/s，較易揚起灰塵的，可取 u1.5m/s。1重力沉降設備重力沉降設備浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化11/17結構簡單，結構簡單，但設備龐大、效率低，但設備龐大、效率低，只適用于分離粗顆粒只適用于分離粗顆粒-直徑直徑 75 m以上的顆粒，以上的顆粒，或作為預分離設備?；蜃鳛轭A分離設備。降降塵塵室室1重力沉降設備重力沉降設

8、備浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化12/17增稠器增稠器（沉降槽）（沉降槽） 加料加料清液溢流清液溢流水平水平清液清液擋板擋板 耙耙 稠漿稠漿 連續(xù)式沉降槽1重力沉降設備重力沉降設備浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化13/17離心分離因數離心分離因數離心沉降速度離心沉降速度旋風分離器旋風分離器：gar ruduppr 1822 B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標準型旋風分離器n 構造及操作原理構造及操作原理2離心沉降設備離心沉降設備浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化14/17imuNr 2 停留時間停留時

9、間停停留留時時間間 = 沉沉降降時時間間 r B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標準型旋風分離器2離心沉降設備離心沉降設備幾點假設：幾點假設：a假設氣體速度恒定，且等于進口氣速假設氣體速度恒定，且等于進口氣速ui；b假設顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大厚假設顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大厚度等于進氣口寬度度等于進氣口寬度B；c假設顆粒沉降服從斯托克斯公式。假設顆粒沉降服從斯托克斯公式。n臨界粒徑臨界粒徑：能夠從分離器內能夠從分離器內100%分離出來的最小顆粒的直徑，分離出來的最小顆粒的直徑，用用dc表示。其滿足：表示。其滿足：浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化15/17mipcmpcrrudrudu 1818)(2222 而而22182ipcmimudBruNr picNuBd 9 沉沉降降時時間間 rruB B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標準型旋風分離器2離心沉降設備離心沉降設備浙江大學本科生課程化工原理第三章 機械分離與固體流態(tài)化16/17n評價旋風分離器性能的兩個主要指標：評價旋風分離器性能的兩個主要指標：分離性能：壓降：用臨界粒徑和分離效率來表示 %100%100的顆粒，粒級效率均；的顆粒，粒級效率均為被分離出來的百分率。粒級效率：每一種顆粒cpcpdddd總效率：被分離出來的顆粒占全部顆粒的質