化工流體流動-學(xué)時(shí)ppt課件

1、非均相物系的分離和固體流態(tài)化第三章3.1 概 述3.2 沉降分別3.2.1 重力沉降一、球形顆粒的自在沉降二、阻力系數(shù)三、影響沉降速度的要素四、沉降速度的計(jì)算五、重力沉降設(shè)備 沉降室是依托重力沉降從氣流中分別出塵粒的設(shè)備 。1. 沉降室沉降室表示圖1 沉降室的構(gòu)造動畫：沉降室特點(diǎn)v 構(gòu)造簡單；v 流動阻力?。籿 體積龐大，分別效率低。適用條件分別粒度 的粗顆粒。m50五、重力沉降設(shè)備多層沉降室表示圖 1- 隔板 2,6- 調(diào)理閘閥 3- 氣體分配道 4- 氣體集聚道 5- 氣道 7- 清灰口五、重力沉降設(shè)備2 沉降室的計(jì)算設(shè)沉降室的長度l沉降室的高度H沉降室的長度b氣體的程度經(jīng)過速度u那么位于

2、沉降室最高點(diǎn)顆粒的沉降時(shí)間ttuH氣體經(jīng)過沉降室的時(shí)間ulsV沉降室的消費(fèi)才干五、重力沉降設(shè)備滿足除塵要求tHbVustuHul氣體在沉降室的程度經(jīng)過速度那么tsbluV 單層沉降室的消費(fèi)才干多層沉降室的消費(fèi)才干tsblunV) 1( 隔板數(shù)目與沉降室高度無關(guān)五、重力沉降設(shè)備 沉降槽是用來提高懸浮液濃度并同時(shí)得到廓清液體的重力沉降設(shè)備 。2. 沉降槽延續(xù)沉降槽 1- 進(jìn)料槽道 2- 轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu) 3- 料井 4- 溢流槽 5- 溢流管 6- 葉片 7- 轉(zhuǎn)耙沉降槽延續(xù)操作間歇操作五、重力沉降設(shè)備 分級器是利用重力沉降將懸浮液中不同粒度的顆粒進(jìn)展初步分別的設(shè)備 。3. 分級器雙錐分級器沉降速度小于水

3、在環(huán)隙處上升流速的顆粒被溢流帶出沉降速度大于水在環(huán)隙處上升流速的顆粒進(jìn)入底流非均相物系的分離和固體流態(tài)化第三章3.1 概 述3.2 沉降分別3.3 過濾分別3.3.1 過濾操作的根本概念3.2.1 重力沉降3.2.2 離心沉降不要求一、過濾操作的原理 在外力作用下，使懸浮液中的液體經(jīng)過多孔介質(zhì)孔道，而固體被截留在介質(zhì)上過濾 。過濾操作表示圖特點(diǎn)v 分別程度高。v 分別速率快。v 操作強(qiáng)度大。外力重力壓力慣性離心力與沉降分離比較二、過濾的方式與介質(zhì)過濾餅層過濾膜過濾深床過濾過濾介質(zhì) 織物介質(zhì)濾布過濾介質(zhì) 堆積介質(zhì)砂、木炭、硅藻 土等固體顆粒過濾介質(zhì) 多孔膜有機(jī)高分子膜、無 機(jī)資料膜等 多孔固體介

4、質(zhì)多孔陶瓷等三、濾餅的緊縮性和助濾劑1. 濾餅的可緊縮性過濾時(shí)間濾餅厚度濾餅兩側(cè)壓差假設(shè)流動阻力濾餅中固體顆粒受壓不發(fā)生明顯變化單位厚度濾餅層的流動阻力視作恒定不可壓縮濾餅假設(shè)濾餅中固體顆粒受壓發(fā)生變形單位厚度濾餅層的流動阻力隨壓差增大而增大可緊縮濾餅三、濾餅的緊縮性和助濾劑2. 助濾劑 為降低可緊縮濾餅的過濾阻力，參與能構(gòu)成疏松餅層的物質(zhì)以改動濾餅的構(gòu)造 助濾劑。助濾劑的根本要求v 能構(gòu)成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的 浸透性及較低的流動阻力。v 有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不與懸浮液發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，不溶于液相中。v 在操作壓力差內(nèi)，應(yīng)具有不可緊縮性。非均相物系的分離和固體流態(tài)化第三章3.1 概

5、 述3.2 沉降分別3.3 過濾分別3.3.1 過濾操作的根本概念3.3.2 過濾根本方程式一、濾液經(jīng)過餅層的流動1. 濾液經(jīng)過餅層流動的特點(diǎn) 濾液經(jīng)過餅層的流動屬流體經(jīng)過固定床的流動方式，具有以下特點(diǎn)：v 濾液通道細(xì)小曲折，構(gòu)成不規(guī)那么的網(wǎng)狀構(gòu)造。v 隨著過濾進(jìn)展，濾餅厚度不斷添加，流動阻力 逐漸加大，因此過濾為非穩(wěn)態(tài)操作。v 濾液的流速通常很低，屬于層流流動范圍。一、濾液經(jīng)過餅層的流動2. 濾液經(jīng)過餅層流動的數(shù)學(xué)描畫濾液經(jīng)過餅層的流動可用康采尼公式進(jìn)展描畫。322)1 (5uaLpf由)()1 (5223Lpauc濾液經(jīng)過餅層的壓降餅層厚度濾液黏度按整個(gè)床層截面計(jì)算的濾液流速二、過濾速率和

6、過濾速度單位時(shí)間經(jīng)過單位過濾面積的濾液體積過濾速度。u單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液體積過濾速率。ddVAddVu 單位過濾面積上的過濾速率)()1 (5223LpaAddVuc)()1 (5223LpAaddVc濾液量，m3V過濾時(shí)間，s過濾面積，m2A三、過濾的阻力1. 過濾阻力的類型濾餅阻力介質(zhì)阻力R濾餅阻力mR介質(zhì)阻力過濾初期RmR主導(dǎo)作用常數(shù)mR通常過濾時(shí)間較小RmR作用)()1 (5223LpaAddVc對于不可緊縮濾餅322)1 (5ar常數(shù)a、由濾餅比阻令1/m2RprLpAddVcc推進(jìn)力阻力rLR1/m濾餅阻力三、過濾的阻力2. 濾餅的阻力比阻 r 分析v 單位厚度濾餅的阻力。v 反

7、響顆粒外形、尺寸及床層空隙率對濾液流動 的影響。ar濾液流動阻力對于不可緊縮濾餅常數(shù)r三、過濾的阻力仿照濾液穿過介質(zhì)層的速度三、過濾的阻力3. 介質(zhì)的阻力RprLpAddVccmmRpAddV過濾介質(zhì)的壓力差過濾速度)()(mmmcRRpRRppAddV過濾壓力差過濾推進(jìn)力為濾液經(jīng)過串聯(lián)的濾餅與介質(zhì)的總壓力降。過濾總阻力為濾餅與介質(zhì)的阻力之和。設(shè)介質(zhì)對濾液流動的阻力相當(dāng)于厚度為Le 的濾餅層的阻力三、過濾的阻力meRrL 當(dāng)量濾餅厚度虛擬濾餅厚度)()(eeLLrprLrLpAddV那么通常 介質(zhì)阻力與最初構(gòu)成的濾餅層阻力難于劃分設(shè)獲得 1m3 濾液所構(gòu)成的濾餅體積為v m3四、過濾根本方程式

8、vVLA那么 濾餅厚度 L與已獲得的濾液體積V 的關(guān)系為AvVL濾餅體積與相應(yīng)濾液體積之比AvVLee同理過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積虛擬濾液體積由四、過濾根本方程式)(eLLrpAddV那么)(2eVVrvpAddV另AVq AVqee那么)(eqqrvpddq單位過濾面積所得濾液 體積，m3/m2q單位過濾面積所得當(dāng)量 濾液體積，m3/m2eq對于可緊縮濾餅，設(shè)四、過濾根本方程式sprr)(濾餅的壓縮指數(shù)過濾壓力差單位壓力差下濾餅的比阻不可緊縮濾餅0s通常s = 01典型物料的緊縮指數(shù)見表 3-5 由有關(guān)關(guān)系式得四、過濾根本方程式)(12esVVvrpAddV)(1esqqvrpddq 過濾根本

9、方程式表示過濾進(jìn)程中任一瞬間的過濾速率與各有關(guān)要素間的關(guān)系，是過濾計(jì)算及強(qiáng)化過濾操作的根本根據(jù)。意義非均相物系的分離和固體流態(tài)化第三章3.1 概 述3.2 沉降分別3.3 過濾分別3.3.1 過濾操作的根本概念3.3.3 恒壓過濾3.3.2 過濾根本方程式一、恒壓過濾操作恒壓過濾特點(diǎn)假設(shè)過濾操作是在恒壓差下進(jìn)展的恒壓過濾。過濾延續(xù)過濾間歇過濾均為恒壓過濾多為恒壓過濾v 推進(jìn)力 恒定。pv 濾餅不斷加厚，致使阻力逐漸添加。v 過濾速率逐漸變小。二、恒壓過濾方程式對一定的懸浮液可視為常數(shù)vr 、 令vrk1表征過濾物料特性的常數(shù)ks)/(Nm4s)/(Pam2或代入過濾根本方程式得esVVpkAddV12二、恒壓過濾方程式設(shè)獲得體積為Ve的濾液所需的時(shí)間為e0分別變量積分)()()(0120eseVeeedpkAVVdVVe虛擬過濾時(shí)間過濾時(shí)間過濾體積eV0eeeeVVV)()()(12eseVVVeeeeedpkAVVdVV二、恒壓過濾方程式令spkK12eeKAV22積分得222KAVVVe上二式相加得)()(22eeKAVV 恒壓過濾方程式)(fV 濾液體積與過濾時(shí)間的關(guān)系過濾常數(shù)二、恒壓過濾方程式恒壓過濾 V 關(guān)系曲線實(shí)踐過濾虛擬過濾假設(shè)介質(zhì)阻力可忽略0eV0e由有關(guān)關(guān)系式得22KAV二、恒壓過濾方程式由