非均相物系的分離

1、化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4非均相物系的分離非均相物系的分離化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解：了解：非均相物非均相物系分離的主要方系分離的主要方法、分離過程、法、分離過程、主要特點(diǎn)與工業(yè)主要特點(diǎn)與工業(yè)應(yīng)用；常見重力應(yīng)用；常見重力沉降設(shè)備、離心沉降設(shè)備、離心沉降設(shè)備及過濾沉降設(shè)備及過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與用途；與用途；3掌握：掌握：非均非均相物系分離相物系分離方法的選擇。方法的選擇。2理解：理解：影響沉降、影響沉降、過濾的主要因素；過濾的主要因素；離心沉降相對(duì)于離心沉降相對(duì)于重力沉降的優(yōu)勢(shì)；重力沉降的優(yōu)勢(shì)；重力沉降設(shè)備做重力

2、沉降設(shè)備做成多層的依據(jù)。成多層的依據(jù)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4能力目標(biāo)能力目標(biāo)v通過本章的學(xué)習(xí)，掌握非均相物系分離通過本章的學(xué)習(xí)，掌握非均相物系分離的原理和主要方法，能夠進(jìn)行非均相物的原理和主要方法，能夠進(jìn)行非均相物系分離的主要方法的選擇和設(shè)備的操作、系分離的主要方法的選擇和設(shè)備的操作、控制及事故分析處理?？刂萍笆鹿史治鎏幚??；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-40 0 概述概述在化工生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中、日常生中、日常生活中什么時(shí)活中什么時(shí)候能遇到均候能遇到均相混合物和相混合物和非均相混合非均相混合物？物？思考：思考：它們?cè)诨に鼈冊(cè)诨どa(chǎn)中有哪生產(chǎn)中有哪

3、些應(yīng)用？又些應(yīng)用？又是如何把它是如何把它們分離的呢？們分離的呢？化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4圖圖4-14-1 抽濾裝置抽濾裝置化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4圖圖4-24-2板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4圖圖4-3 4-3 鍋爐排塵排氣過程鍋爐排塵排氣過程化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4圖圖2-4降塵室降塵室化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4思考：思考：一、什么是一、什么是均相（混合）物和非均相（混合）物？均相（混合）物和非均相（混合）物？ 指不同組分的物質(zhì)指不同組分的物質(zhì)混合形成

4、一個(gè)相的物系?；旌闲纬梢粋€(gè)相的物系。如不同組分的氣體組成如不同組分的氣體組成的混合氣體、能相互溶的混合氣體、能相互溶解的液體組成的各種溶解的液體組成的各種溶液、氣體溶解于液體得液、氣體溶解于液體得到的溶液等等。到的溶液等等。 指存在兩個(gè)（或兩指存在兩個(gè)（或兩個(gè)以上）相的混合物個(gè)以上）相的混合物. .如霧（氣相液相）、如霧（氣相液相）、煙塵（氣相固相）、煙塵（氣相固相）、懸浮液（液相固懸浮液（液相固相）、乳濁液（兩種相）、乳濁液（兩種不同的液相）等等。不同的液相）等等?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-41.1.分散相分散相 非均相物系中處于非均相物系中處于分散狀態(tài)的物質(zhì)。分散狀態(tài)

5、的物質(zhì)。例如氣體中的塵粒、懸例如氣體中的塵粒、懸浮液中的顆粒、乳濁液浮液中的顆粒、乳濁液中的液滴，統(tǒng)稱為分散中的液滴，統(tǒng)稱為分散物質(zhì)或者分散相。物質(zhì)或者分散相?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-42.2.連續(xù)相連續(xù)相 非均相物系中處于連續(xù)非均相物系中處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì)。狀態(tài)的物質(zhì)。例如氣態(tài)非均相物系中的氣例如氣態(tài)非均相物系中的氣體、液態(tài)非均相物系中的連體、液態(tài)非均相物系中的連續(xù)液體，統(tǒng)稱為分散介質(zhì)或續(xù)液體，統(tǒng)稱為分散介質(zhì)或連續(xù)相。連續(xù)相。思考：霧和泡沫的區(qū)別？思考：霧和泡沫的區(qū)別？化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v圖圖4-4 4-4 霧天霧天化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工

6、業(yè)出版社 n 2022-6-4v圖圖4-44-4泡沫泡沫化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4二、案例分析：二、案例分析：v圖圖4-14-1為實(shí)驗(yàn)室為實(shí)驗(yàn)室分離液固分離液固體體系，最為常系，最為常用的減壓抽濾裝置。用的減壓抽濾裝置。v 從懸浮液（液從懸浮液（液- -固混合物）中分離固混合物）中分離出固體顆粒，在外力的作用下，懸浮出固體顆粒，在外力的作用下，懸浮液中的液體通過多孔介質(zhì)的孔道而固液中的液體通過多孔介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)固、液體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。得到我們所需的產(chǎn)品或溶液。分離。得到我們所需的產(chǎn)品或溶液?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n

7、2022-6-4v圖圖4-24-2是板框式壓濾機(jī)，是板框式壓濾機(jī)，廣泛適用于石廣泛適用于石油、化工、石材、陶瓷、冶金、染料、油、化工、石材、陶瓷、冶金、染料、洗煤、制藥、造紙、食品、和環(huán)保等洗煤、制藥、造紙、食品、和環(huán)保等污水處理行業(yè)。污水處理行業(yè)。它是它是分離液固混合物分離液固混合物的常用設(shè)備。的常用設(shè)備。 v例如染料生產(chǎn)。例如染料生產(chǎn)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v圖圖4-34-3，煤和脫硫劑被送入爐膛后，著，煤和脫硫劑被送入爐膛后，著火燃燒。物料在爐膛內(nèi)呈流態(tài)化沸騰火燃燒。物料在爐膛內(nèi)呈流態(tài)化沸騰燃燒。大顆粒物料燃燒。大顆粒物料在重力及其他外力在重力及其他外力作用下

8、作用下 ，在氣固分離裝置在氣固分離裝置中被收集并中被收集并通過返料裝置送回爐膛循環(huán)燃燒直至通過返料裝置送回爐膛循環(huán)燃燒直至燃盡。未被分離的極細(xì)粒子隨煙氣進(jìn)燃盡。未被分離的極細(xì)粒子隨煙氣進(jìn)入尾部煙道，進(jìn)一步對(duì)受熱面、空氣入尾部煙道，進(jìn)一步對(duì)受熱面、空氣預(yù)熱器等放熱冷卻，經(jīng)預(yù)熱器等放熱冷卻，經(jīng)除塵器除塵器后，由后，由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。引風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v圖圖4-4為降塵室，是利用重力沉降從氣流中為降塵室，是利用重力沉降從氣流中分離塵粒最簡(jiǎn)易的方法。只適用于分離粗分離塵粒最簡(jiǎn)易的方法。只適用于分離粗顆粒，或作為預(yù)分離的設(shè)備。顆粒，或作為

9、預(yù)分離的設(shè)備。v如果需要處理的氣量很大，其中顆粒較粗，如果需要處理的氣量很大，其中顆粒較粗，而且容易磨損設(shè)備，則采用降沉室是合理而且容易磨損設(shè)備，則采用降沉室是合理的。的。v例如圖例如圖4-3中從爐氣中分離塵粒，可以先經(jīng)中從爐氣中分離塵粒，可以先經(jīng)過降塵室除去大部分粗顆粒，然后再進(jìn)入過降塵室除去大部分粗顆粒，然后再進(jìn)入較為高效的除塵設(shè)備（如旋風(fēng)分離器）進(jìn)較為高效的除塵設(shè)備（如旋風(fēng)分離器）進(jìn)一步降低含塵量。一步降低含塵量?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4三、非均相物系的分離在生產(chǎn)中的主要作用三、非均相物系的分離在生產(chǎn)中的主要作用 滿足對(duì)滿足對(duì)連續(xù)相連續(xù)相或分散或分散相進(jìn)一相進(jìn)一

10、步加工步加工的需要。的需要。 回收有回收有價(jià)值的價(jià)值的 物質(zhì)物質(zhì) 除去除去對(duì)下一對(duì)下一道工序道工序有害的有害的物質(zhì)物質(zhì)。 保障安保障安全健康全健康和環(huán)保和環(huán)保?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4四、非均相系分離的方法四、非均相系分離的方法四種方法四種方法機(jī)械方法機(jī)械方法沉降分沉降分離法離法過濾分過濾分離法離法靜電分靜電分離法離法濕洗分濕洗分離法離法化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4（1 1）沉降分離法）沉降分離法 沉降分離法是沉降分離法是利用連續(xù)相與分散相利用連續(xù)相與分散相的密度差異的密度差異，借助某種機(jī)械力的作，借助某種機(jī)械力的作用，使顆粒和流體發(fā)生用，使顆粒

11、和流體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而而得以分離。根據(jù)機(jī)械力的不同，可得以分離。根據(jù)機(jī)械力的不同，可分為重力沉降、離心沉降和慣性沉分為重力沉降、離心沉降和慣性沉降。降?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4（2 2） 過濾分離法過濾分離法過濾分離法是利用過濾分離法是利用兩相對(duì)多孔介兩相對(duì)多孔介質(zhì)穿透性的差異，質(zhì)穿透性的差異，在某種推動(dòng)在某種推動(dòng)力的作用下，使非均相物系得力的作用下，使非均相物系得以分離。根據(jù)推動(dòng)力的不同，以分離。根據(jù)推動(dòng)力的不同，可分為重力過濾、加壓（或真可分為重力過濾、加壓（或真空）過濾和離心過濾?？眨┻^濾和離心過濾?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4（3

12、3） 靜電分離法靜電分離法 靜電分離法是靜電分離法是利用兩相帶電性利用兩相帶電性的差異的差異，借助于電場(chǎng)的作用，借助于電場(chǎng)的作用，使兩相得以分離。屬于此類的使兩相得以分離。屬于此類的操作有電除塵、電除霧等。操作有電除塵、電除霧等?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4（4 4） 濕洗分離法濕洗分離法 濕洗分離法是濕洗分離法是使氣固混合物穿使氣固混合物穿過液體，過液體，固體顆粒粘附于液體固體顆粒粘附于液體而被分離出來。工業(yè)上常用的而被分離出來。工業(yè)上常用的此類分離設(shè)備有泡沫除塵器、此類分離設(shè)備有泡沫除塵器、湍球塔、文氏管洗滌器等。湍球塔、文氏管洗滌器等?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社

13、n 2022-6-41 1 重力沉降及設(shè)備重力沉降及設(shè)備沉降沉降: :借助于某種外力作用借助于某種外力作用, ,使密使密度不同的兩相發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)度不同的兩相發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,從從而實(shí)現(xiàn)分離的操作而實(shí)現(xiàn)分離的操作. .重力沉降重力沉降: :在重力作用下使流體在重力作用下使流體與顆粒之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而得與顆粒之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而得以分離的操作以分離的操作 . .化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4實(shí)現(xiàn)沉降的實(shí)現(xiàn)沉降的先決條件先決條件是分散相和是分散相和連續(xù)相之間存在著密度差。連續(xù)相之間存在著密度差。重力沉降重力沉降適用適用于分離較大的固體于分離較大的固體顆粒。顆粒。分為分為: :自由沉

14、降和干擾沉降自由沉降和干擾沉降化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4在沉降系統(tǒng)中，顆粒之間的距離足在沉降系統(tǒng)中，顆粒之間的距離足夠大，任一顆粒的沉降不因它顆粒存在夠大，任一顆粒的沉降不因它顆粒存在而受到干擾，同時(shí)又可忽略器壁面的影而受到干擾，同時(shí)又可忽略器壁面的影響，則稱為響，則稱為自由沉降自由沉降。反之則稱為干擾沉降或受阻沉降。反之則稱為干擾沉降或受阻沉降。液態(tài)非均相物系中，當(dāng)分散相濃度較高液態(tài)非均相物系中，當(dāng)分散相濃度較高時(shí)，往往發(fā)生時(shí)，往往發(fā)生干擾沉降干擾沉降。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4流體與粒子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的三種情況流體與粒子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的三種情況流體

15、靜止，顆粒作沉降或浮升運(yùn)動(dòng)；流體靜止，顆粒作沉降或浮升運(yùn)動(dòng)；顆粒靜止，流體對(duì)顆粒作繞流；顆粒靜止，流體對(duì)顆粒作繞流；流體和顆粒都運(yùn)動(dòng)，但在重力場(chǎng)中二流體和顆粒都運(yùn)動(dòng)，但在重力場(chǎng)中二者保持一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。者保持一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4一、重力作用下的沉降速度一、重力作用下的沉降速度顆粒在流體中降落，受到重力、流顆粒在流體中降落，受到重力、流體浮力以及摩擦阻力的共同作用。體浮力以及摩擦阻力的共同作用。顆粒下降時(shí)先加速，短時(shí)間內(nèi)受力顆粒下降時(shí)先加速，短時(shí)間內(nèi)受力達(dá)到平衡，速度不變。這個(gè)不變的降落達(dá)到平衡，速度不變。這個(gè)不變的降落速度就是顆粒的沉降速度

16、速度就是顆粒的沉降速度u ut t。對(duì)于自由對(duì)于自由沉降，則稱為沉降，則稱為自由沉降速度自由沉降速度。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4分析顆粒的沉降過程分析顆粒的沉降過程假設(shè)：顆粒是球形；假設(shè)：顆粒是球形；沉降的顆粒相距較遠(yuǎn)，互不干擾；沉降的顆粒相距較遠(yuǎn)，互不干擾；容器壁對(duì)顆粒的阻滯作用可以忽略容器壁對(duì)顆粒的阻滯作用可以忽略若容器的直徑小若容器的直徑小于于100100倍的顆粒倍的顆粒直徑，這種作用直徑，這種作用的影響便出現(xiàn)的影響便出現(xiàn)顆粒直徑不能小于顆粒直徑不能小于2 23m3m否則顆粒受到流否則顆粒受到流體分子運(yùn)動(dòng)的影體分子運(yùn)動(dòng)的影響，嚴(yán)重時(shí)，甚響，嚴(yán)重時(shí)，甚至不能沉降至

17、不能沉降球形顆粒球形顆粒化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4如圖所示，在垂直方向上，如圖所示，在垂直方向上，顆粒將受到顆粒將受到3 3個(gè)力的作用，個(gè)力的作用，即向下的重力即向下的重力F Fg g，向上的，向上的浮力浮力F Fb b和與顆粒運(yùn)動(dòng)方向和與顆粒運(yùn)動(dòng)方向相反的阻力相反的阻力F Fd d。對(duì)于一定。對(duì)于一定的顆粒與流體，重力、浮的顆粒與流體，重力、浮力恒定不變，阻力則隨顆力恒定不變，阻力則隨顆粒的降落速度而變。三個(gè)粒的降落速度而變。三個(gè)力的大小為力的大小為: : 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4當(dāng)前面的假設(shè)成立時(shí)，則它所遇到當(dāng)前面的假設(shè)成立時(shí)，則它所遇到的

18、流體阻力的流體阻力F Fd d可用阻力公式求得，即可用阻力公式求得，即N22uAFd化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4：阻力系數(shù)；：阻力系數(shù)；A A：球形粒子在與沉降方向垂直的平面上：球形粒子在與沉降方向垂直的平面上的投影，等于的投影，等于dd2 2/4/4，m m；d:d:粒子的直徑，粒子的直徑，m m；:為流體介質(zhì)的密度，為流體介質(zhì)的密度，kg/mkg/m3 3；u:u:為沉降過程中粒子與介質(zhì)之間的相對(duì)為沉降過程中粒子與介質(zhì)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，運(yùn)動(dòng)速度，m/sm/s?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4又設(shè)又設(shè)s s為球形粒子的密度（為球形粒子的密度（kg/m

19、kg/m3 3），），則粒子受到的重力則粒子受到的重力F Fg g為為: : NgdmgFgs3P6化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4此球形粒子在介質(zhì)中受到的浮此球形粒子在介質(zhì)中受到的浮力力F Fb b為為: : NgdFPb36化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F Fg gF Fb bF Fd dma Nma N式中，式中，m m為粒子的質(zhì)量，為粒子的質(zhì)量，a a為為粒子降落時(shí)的加速度。粒子降落時(shí)的加速度?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4當(dāng)微粒作等速沉降時(shí)，當(dāng)微粒作等速沉降時(shí)，a a0 0，即，即F Fg gF

20、 Fb b F Fd d0 0，亦即，亦即整理得：整理得： m/sm/s 02466223s3Pudgdgd化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4式中的式中的稱為粒子與流體相對(duì)運(yùn)稱為粒子與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力系數(shù)。在計(jì)算動(dòng)的阻力系數(shù)。在計(jì)算u ut t時(shí)，關(guān)鍵時(shí)，關(guān)鍵在于確定阻力系數(shù)在于確定阻力系數(shù)。是雷諾準(zhǔn)是雷諾準(zhǔn)數(shù)數(shù)ReRe的函數(shù)的函數(shù), f(Ret)。其值由實(shí)其值由實(shí)驗(yàn)確定。驗(yàn)確定。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4沉降速度不僅與雷諾數(shù)有關(guān)，還與顆粒沉降速度不僅與雷諾數(shù)有關(guān)，還與顆粒的球形度有關(guān)。的球形度有關(guān)。 為了計(jì)算方便，引入為了計(jì)算方便，引入球形度系數(shù)球

21、形度系數(shù)s s . .球形顆粒：球形顆粒： 顆粒的表面積粒的表面積與顆粒等體積的球形顆球形度s1s化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4對(duì)于非球形顆粒，計(jì)算雷諾數(shù)時(shí)，應(yīng)以對(duì)于非球形顆粒，計(jì)算雷諾數(shù)時(shí)，應(yīng)以當(dāng)量直徑當(dāng)量直徑d de e（與實(shí)際顆粒具有相同體積（與實(shí)際顆粒具有相同體積的球形顆粒的直徑）代替的球形顆粒的直徑）代替d d，d de e的計(jì)算的計(jì)算式為式為: :式中式中 V Vp p實(shí)際顆粒的體積，實(shí)際顆粒的體積，m m3 3。3pe6Vd 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4下圖表達(dá)了由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的不同下圖表達(dá)了由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的不同s s下下與與R Re et t的

22、關(guān)系。的關(guān)系?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4為了方便計(jì)算，為了方便計(jì)算，和和ReRe的關(guān)系，也可用公式表示：的關(guān)系，也可用公式表示：24Re0.618.5Re0.440.44層流區(qū)層流區(qū) 1010-4-4RRetet2 2 過渡區(qū)過渡區(qū) 2 R2 Retet10103 3湍流區(qū)湍流區(qū) 10103 3RRetet2210105 5化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-41.1.層流區(qū)域的沉降層流區(qū)域的沉降 m/sm/s由上式可見：固體粒子的沉降速度，由上式可見：固體粒子的沉降速度，與粒子和流體的密度差成正比，而與與粒子和流體的密度差成正比，而與流體的粘度成反比。流體

23、的粘度成反比。此式稱為此式稱為斯托克斯定律斯托克斯定律。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-42.2.過渡流區(qū)域的沉降過渡流區(qū)域的沉降m/sm/s此式稱為阿倫定律。此式稱為阿倫定律?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-43.3.湍流區(qū)域的沉降湍流區(qū)域的沉降此式稱為牛頓定律。此式稱為牛頓定律。m/s化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-44.u4.ut t的計(jì)算步驟的計(jì)算步驟首先要判斷流動(dòng)類型，然后確定使首先要判斷流動(dòng)類型，然后確定使用哪一個(gè)計(jì)算式。用哪一個(gè)計(jì)算式。因?yàn)橐驗(yàn)榕c與ReRe值有關(guān)，而值有關(guān)，而ReRe值又由值又由u ut t值確定，所以要用試差法。值

24、確定，所以要用試差法。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4考慮到所處理的微粒一般都很小，可先考慮到所處理的微粒一般都很小，可先假設(shè)沉降屬于層流區(qū)域，直接采用假設(shè)沉降屬于層流區(qū)域，直接采用 算出算出u ut t，然后把算出的，然后把算出的u ut t值代入值代入如果檢驗(yàn)不符，再假設(shè)其他區(qū)域如果檢驗(yàn)不符，再假設(shè)其他區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，然后再用進(jìn)行計(jì)算，然后再用ReRe值驗(yàn)算。值驗(yàn)算。檢驗(yàn)檢驗(yàn)R Re e是否小于是否小于1 1。tduR e化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4注意注意上述計(jì)算上述計(jì)算和和u ut t的公式都是根據(jù)光的公式都是根據(jù)光滑球形粒子的沉降實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的

25、。實(shí)滑球形粒子的沉降實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的。實(shí)際上，懸浮的粒子多不是球形，也不一際上，懸浮的粒子多不是球形，也不一定光滑。因此，阻力系數(shù)一般比按上述定光滑。因此，阻力系數(shù)一般比按上述公式算出的值要大，沉降速度要比計(jì)算公式算出的值要大，沉降速度要比計(jì)算值小。值小。思考：沉降區(qū)域的劃分與管流過程思考：沉降區(qū)域的劃分與管流過程有何不同？為什么？有何不同？為什么？ 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4顆粒含量顆粒含量顆粒形狀顆粒形狀顆粒大小顆粒大小流體性質(zhì)流體性質(zhì)流體流動(dòng)流體流動(dòng)器壁影響器壁影響二、實(shí)際沉降的影響因素二、實(shí)際沉降的影響因素顆粒含量顆粒含量較大，使較大，使顆粒的沉顆粒的沉降速度較降

26、速度較自由沉自由沉降時(shí)小。降時(shí)小。對(duì)于同種對(duì)于同種顆粒，球顆粒，球形顆粒的形顆粒的沉降速度沉降速度要大于非要大于非球形顆粒球形顆粒沉降速度沉降速度 其它條其它條件相同件相同時(shí)，粒徑時(shí)，粒徑越大，沉越大，沉降速度越降速度越大，越容大，越容易分離。易分離。流體與顆流體與顆粒的密度粒的密度差越大，差越大，沉降速度沉降速度越大；流越大；流體粘度越體粘度越大，沉降大，沉降速度越小速度越小對(duì)顆粒沉對(duì)顆粒沉降產(chǎn)生干降產(chǎn)生干擾，為減擾，為減少干擾，少干擾，要控制流要控制流體流動(dòng)處體流動(dòng)處于穩(wěn)定的于穩(wěn)定的低速低速摩擦干擾摩擦干擾使顆粒的使顆粒的沉降速度沉降速度下降；吸下降；吸附干擾，附干擾，使顆粒沉使顆粒沉降距

27、離降距離縮短?？s短。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4三、重力沉降設(shè)備三、重力沉降設(shè)備1.1.降塵室降塵室 憑借重力沉降以除去氣體憑借重力沉降以除去氣體中的塵粒的設(shè)備稱為降塵室中的塵粒的設(shè)備稱為降塵室（或除塵室）。（或除塵室）?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4除塵原理除塵原理氣體從除塵室入口流向出口的氣體從除塵室入口流向出口的過程中，氣體中的顆粒隨氣體向出過程中，氣體中的顆粒隨氣體向出口流動(dòng)，同時(shí)向下沉降。如果顆粒口流動(dòng)，同時(shí)向下沉降。如果顆粒在抵達(dá)除塵室出口前已經(jīng)沉到室底在抵達(dá)除塵室出口前已經(jīng)沉到室底而落入集塵斗中，則顆粒從氣體中而落入集塵斗中，則顆粒從氣體

28、中分出，否則顆粒將被氣體帶出。分出，否則顆粒將被氣體帶出。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4除塵條件除塵條件q qV Vuut tLBLB 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4停留時(shí)間停留時(shí)間 ：沉降時(shí)間沉降時(shí)間 ： 至少至少 所以：所以： （降塵室的設(shè)計(jì)原理）（降塵室的設(shè)計(jì)原理）整理，得整理，得 即即 VrqAHttuHtrtr化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v由上式可知，降塵室的生產(chǎn)能由上式可知，降塵室的生產(chǎn)能力（達(dá)到一定沉降要求單位時(shí)力（達(dá)到一定沉降要求單位時(shí)間所能處理的含塵氣體量）間所能

29、處理的含塵氣體量）只只取決于取決于降塵室的降塵室的沉降面積沉降面積（BLBL），而），而與其高度（與其高度（H H）無關(guān)）無關(guān)。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v因此，降塵室一般都因此，降塵室一般都設(shè)計(jì)成扁設(shè)計(jì)成扁平形狀，或設(shè)置多層水平隔板平形狀，或設(shè)置多層水平隔板稱為多層降塵室。但必須注意稱為多層降塵室。但必須注意控制氣流的速度不能過大，一控制氣流的速度不能過大，一般應(yīng)使氣流速度般應(yīng)使氣流速度1.5m/s1.5m/s，以免，以免干擾顆粒的沉降或?qū)⒁殉两档母蓴_顆粒的沉降或?qū)⒁殉两档膲m粒重新卷起。塵粒重新卷起。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v降塵室的特點(diǎn)：

30、降塵室的特點(diǎn)：v結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，v但設(shè)備龐大、效率低。但設(shè)備龐大、效率低。v只適用于分離粗顆粒只適用于分離粗顆粒直徑直徑50m以上的顆粒。或作為預(yù)以上的顆粒?；蜃鳛轭A(yù)分離設(shè)備。分離設(shè)備。化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4例題分析例題分析采用除塵室除去礦石焙燒爐出口的爐氣中含采用除塵室除去礦石焙燒爐出口的爐氣中含有的粉塵。在操作條件下爐氣流量為有的粉塵。在操作條件下爐氣流量為25000m25000m3 3/h/h，密度為密度為0.6kg/m0.6kg/m3 3，粘度為粘度為2 21010-5-5PaPas s，其中氧，其中氧化

31、鐵粉塵的密度為化鐵粉塵的密度為4500kg/m4500kg/m3 3，要求全部除掉直徑，要求全部除掉直徑大于大于100m100m的粉塵，試計(jì)算：的粉塵，試計(jì)算：（1 1）所需除塵室的尺寸）所需除塵室的尺寸（2 2）用上述計(jì)算確定的除塵室，要求講爐氣）用上述計(jì)算確定的除塵室，要求講爐氣中直徑為中直徑為75m75m的塵粒完全除掉，爐氣的最大允許的塵粒完全除掉，爐氣的最大允許處理量為多少？處理量為多少？（本題可以認(rèn)為（本題可以認(rèn)為Re2Re2為層流）為層流）化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-42.2.沉降器沉降器處理懸浮液的重力沉降設(shè)備，處理懸浮液的重力沉降設(shè)備，稱為稱為沉降器或增濃器。沉降器或增濃器。沉降器可分為間歇式、半連沉降器可分為間歇式、半連續(xù)式和續(xù)式和連續(xù)式連續(xù)式三種。三種?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 2022-6-4v連續(xù)沉降槽連續(xù)沉降槽 沉降槽又