非均相物系的分離

非均相物系的分離

第一組：姓名權(quán)重分工竇彤0.20總結(jié)3.3.7—3.3.9節(jié)張玉龍0.18總結(jié)3.3.1—3.3.3節(jié)劉聿超0.21總結(jié)3.3.4—3.3.6節(jié)李鵬飛0.22總結(jié)3.1節(jié)，并結(jié)合前四個總結(jié)，將所有總結(jié)匯總、整理、美觀化，上課演講王子晴0.19總結(jié)3.2節(jié)自然界中的混合物包括均相混合物和非均相混合物。非均相混合物主要有沉降和分離這兩種機械分離操作。

1.收集分散物質(zhì)回收懸濁液中的產(chǎn)品2.凈化分散介質(zhì)如在催化反應(yīng)中，原料氣在使用之前需要凈化3.環(huán)境保護與安全生產(chǎn)為理避免污染球形顆粒的自由沉降大?。河妙w粒的某一個或某幾個特征尺寸表示，如球形顆粒的大小用直徑de表示。比表面積：單位體積顆粒所具有的表面積，其單位為m2/m3,

球形顆粒體積:V=πd3/6球形顆粒表面積:S=πd2;比表面積:a球=S/V=6/d形狀規(guī)則的顆粒顆粒的特性：非均相混和物分離的目的

顆粒的形狀系數(shù)：用形狀系數(shù)表示顆粒的形狀，最常用的形狀系數(shù)是球形度Φs，它的定義式為:

Φs

=S/Sp(Sp,顆粒的表面積；S與該顆粒體積相等的圓球的表面積）相同體積的不同形狀顆粒中，球形顆粒的表面積最小，非球形顆粒而言，Φs<1；球形顆粒，Φs=1。非球形顆粒的當量直徑(體積當量直徑deV;表面積當量直徑des;比表面積當量直徑dea)：

dev=(6Vp/π)1/3des=(S/π)1/2dea=6/a形狀不規(guī)則的顆粒顆粒群特性:由大小不等的粒子組成的集合體，稱為非均一粒子或多分散粒子。具有同一粒徑的顆粒稱為單一性粒子或單分散性粒子。da=1/∑(xi/di)[da,平均比表面積直徑;xi,di粒徑段內(nèi)顆粒的質(zhì)量分數(shù);di,篩分直徑]

重力沉降1.沉降速度1）球形顆粒的自由沉降2）阻力系數(shù)

3）影響沉降速度的因素a.流體的粘度b.顆粒的體積分數(shù)c.器壁效應(yīng)d.顆粒形狀的影響4）沉降速度的計算

加速段:u增大，阻力增大，a增大等速段：阻力+浮力=重力，a=0沉降速度（終端速度）為：1<Ret

<103（過渡區(qū)或艾侖定律區(qū)）103<Ret

<105（湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)）重力沉降2.重力沉降的設(shè)備1）降塵室a單層降塵室必要條件：停留時間≥沉降時間生產(chǎn)能力：b多層降塵室降塵室的生產(chǎn)能力與高度H無關(guān)2）沉降槽目的：提高懸浮液濃度、得到澄清液體的重力沉降設(shè)備3）分級器利用重力沉降對不同粒度的顆粒/不同密度顆粒進行分離/分類生產(chǎn)能力：可間歇操作/連續(xù)操作離心沉降1.定義：依靠慣性離心力的作用而實現(xiàn)的沉降過程。適用：分離兩相密度差較小，顆粒粒度較細的非均相物系2.慣性離心力作用下的沉降速度3.

旋風分離器適用：除去氣流中直徑在5μm以上的塵粒不適用：粘性粉塵，含濕量高的粉塵，腐蝕性粉塵。向心力+阻力=離心力層流ζ=Re/24

200μm以上：重力沉降

5μm以下：袋濾器/濕法捕集離心分離因數(shù)=離心沉降速度/重力沉降速度工作原理從氣流中分離出塵粒1.臨界粒徑，dc2.分離效率3.壓力降，^p總效率：n0=(C1-C2)/C1粒級效率：np,i=(C1,i-C2,i)/C1,i過濾過濾目的從懸浮液中分離出固體顆粒，得到清凈的液體或固相產(chǎn)品。過濾原理在外力（重力、壓力、離心力）的作用下，懸浮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，從而實現(xiàn)固、液分離。過濾方式1.深床過濾2.餅層過濾過濾介質(zhì)1.織物介質(zhì)2.堆積介質(zhì)3.多孔固體介質(zhì)顆粒床層的特性及流體流過床層的壓降床層孔隙率：

ε=空隙體積/床層體積單位：m3/m3顆粒的比表面積床層比表面積空床流速細管的當量直徑壓降濾餅常數(shù)濾餅壓縮指數(shù)1.可壓縮濾餅s＝0～12.不可壓縮濾餅s=0過濾壓力差V:濾液體積Ve：過濾介質(zhì)的當量濾液體積，或稱虛擬濾液體積m3單位壓力差下濾餅的阻尼濾餅體積與相應(yīng)的濾液體積之比濾液粘度濾餅比阻濾餅阻力R＝rL過濾速率過濾速度恒壓過濾恒壓過濾方程式k―表征過濾物料特性的常數(shù)，m4/（N·s）介質(zhì)阻力忽略Ve=0,θe=0，簡化為K—過濾常數(shù)，與過濾的壓力降及懸浮液性質(zhì)、溫度有關(guān)。過濾常數(shù)的測定1）恒壓下K、qe、θe的測定2）壓縮指數(shù)s的測定、物料特性常數(shù)k的測定lgK-lg?p成線性關(guān)系，斜率1-s,截距l(xiāng)g2kθ1-q1θ2-q2K、qeθ

e法一：法二：恒速過濾與先恒速后恒壓過濾q＝uRθ

或V＝AuRθ過濾速度恒速過濾時不可壓縮濾餅表明：對不可壓縮濾餅進行恒速過濾時，壓強隨時間成直線升高令VR，θR分別為恒速升壓階段終了瞬間的濾液體積及過濾時間恒壓過濾操作階段有：K為恒速過濾終了時的K值，θ和V為從過濾開始計的值。過濾設(shè)備框（二鈕）兩側(cè)有濾布，容納濾漿、濾餅濾板洗滌板（一鈕）過濾板（三鈕）按操作方式：間歇（過濾、洗滌、卸渣、整理、裝合）、連續(xù)按壓差：壓濾、吸濾、離心分類間歇壓濾過濾板框壓濾機加壓壓濾機

使用顆粒積于濾布外側(cè)形成濾餅洗滌方法：置換洗滌法，洗滌路徑與過濾相同（洗滌面積=過濾面積）吸濾型連續(xù)過濾轉(zhuǎn)筒真空過濾機轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動一周：過濾、吸干、洗滌、吹松、卸餅濾餅的洗滌目的：回收在顆粒縫隙里的濾液、凈化濾餅顆粒洗滌時間：

葉濾機板框壓濾機

當洗水粘度、洗水表壓與濾液粘度、過濾壓強差有明顯差異時，洗滌時間校正為：洗水黏度≈濾液黏度推動力壓強差相等過濾機生產(chǎn)能力間歇過濾機連續(xù)過濾機（單位時間獲得濾液體積）操作周期T，s

過濾時間根據(jù)恒壓過濾方程式求一個操作周期的濾液

一個操作周期

生產(chǎn)能力

忽略介質(zhì)阻力

習題1.若降塵室的高度增加，則沉降時間，氣流速度，生產(chǎn)能力。2.沉降過程有沉降和沉降兩種方式。3.階段中顆粒相對于流體的運動速度稱為沉降速度，由于這個速度是階段終了時顆粒相對于流體的速度，故又稱為“終端速度”。4.影響沉降速度的主要因素有①；②；③；5.在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是。6.在恒壓操作一個周期中，已知過濾時間為τ，獲得的濾液量為V，現(xiàn)僅將過濾壓差增加2倍，則過濾時間變?yōu)椋ㄔO(shè)濾餅不可壓縮，且介質(zhì)阻力不計)。7.在旋風分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當顆粒與流體