化工原理課件第4章:過濾_第1頁
化工原理課件第4章:過濾_第2頁
化工原理課件第4章:過濾_第3頁
化工原理課件第4章:過濾_第4頁
化工原理課件第4章:過濾_第5頁
已閱讀5頁,還剩36頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

4.流體通過顆粒層的流動4.1概述混合物均相物系:物系內(nèi)部不存在相界面非均相物系:存在兩種以上的相態(tài)4.2顆粒床層的特性4.2.1單顆粒的特性表示顆粒特性的幾何參數(shù):大小、形狀、表面積(或比表面積)。1.

球形顆粒比表面積:單位體積顆粒所具有的表面積,其單位為

2.

非球形顆粒非球形顆??捎卯?dāng)量直徑和形狀系數(shù)來表示其特性①體積當(dāng)量直徑令實際顆粒的體積V等于當(dāng)量球形顆粒的體積4.2.1單顆粒的特性令實際顆粒的表面積等于當(dāng)量球形顆粒的表面積②表面積當(dāng)量直徑2.

非球形顆粒③比表面積當(dāng)量直徑令實際顆粒的比表面積a

等于當(dāng)量球形顆粒的比表面積④形狀系數(shù)形狀系數(shù)(球形度)表征顆粒的形狀與球形的差異程度2.

非球形顆?!咔虻谋砻娣e最小,∴由還可得出:⑤不規(guī)則顆粒特性的表征通常選和來表征其特性,即:1.粒度分布2.平均粒徑非球形顆粒:4.2.2顆粒群的特性1.床層空隙率單位體積顆粒床層中空隙的體積為床層的空隙率ε

,即:ε反映了床層中顆粒堆集的緊密程度,其大小與顆粒的形狀、粒度分布、裝填方法、床層直徑、所處的位置等有關(guān)。球形:0.26~0.48亂堆:0.47~0.7壁效應(yīng)4.2.3床層特性

ε的測量方法:

充水法:

不適于多孔性顆粒

稱量法:

床層密度與顆粒密度的關(guān)系:2.床層的比表面積即單位體積床層中顆粒的表面積。若忽略因顆粒相互接觸而減小的裸露面積,則:

影響的主要因素:顆粒尺寸,一般,顆粒尺寸越小,越大。

3.床層的各向同性指從各個方位看,顆粒的堆積情況都是相同的。自由截面積:床層截面上可供流體通過的空隙面積4.3流體通過固定床的壓降4.3.1固定床的床層簡化模型

a.顆粒床層由許多平行細管組成,孔道長度Le與床層高度L成正比

b.孔道內(nèi)表面積之和等于全部顆粒的表面積,孔道內(nèi)全部流動空間等于床層空隙的容積。水力半徑以1m3

床層體積為基準:4.3.2流體壓降的數(shù)學(xué)模型單位床層高度的壓降,Pa模型參數(shù)4.3.3模型的檢驗和模型參數(shù)的估計1.康采尼(Kozeny)方程在流速較低,時(層流),實驗測得其中:把代入模型方程,得:半經(jīng)驗半理論關(guān)聯(lián)式2.歐根(Ergun)方程歐根在較寬的床層雷諾數(shù)范圍內(nèi)研究了的關(guān)系,得:代入模型方程得:誤差:±25%,不適于細長物體及環(huán)狀填料影響床層壓降的因素:,其中ε影響最大。4.3.4因次分析法和數(shù)學(xué)模型法的比較實驗:尋找函數(shù)形式,決定參數(shù)4.4過濾過濾的目的:從懸浮液中分離出固體顆粒獲得清凈的液體過濾原理:在外力的作用下,懸浮液中的液體通過多孔介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來,從而實現(xiàn)固、液分離。過濾術(shù)語:過濾操作所處理的懸浮液稱為濾漿,所用的多孔物質(zhì)稱為

過濾介質(zhì)(當(dāng)過濾介質(zhì)是織物時,也稱為濾布),通過介質(zhì)孔道的液體稱為濾液,被截留的物質(zhì)稱為濾餅或濾渣。重力、離心力、壓力差4.4.1過濾操作的基本概念1.兩種過濾方式深層過濾和濾餅過濾。

①深層過濾特點是固體顆粒的沉積發(fā)生在較厚的粒狀過濾介質(zhì)內(nèi)部,過濾介質(zhì)表面上無顆粒層形成。適用于懸浮液中顆粒尺寸甚小而且含量甚微的場合。如自來水廠用很厚的石英砂層作為過濾介質(zhì)來進行水的凈化②濾餅過濾固體顆粒呈餅層狀沉積于過濾介質(zhì)的上游一側(cè),形成濾餅層。濾餅過濾適用于處理顆粒含量較高的懸浮液,是化工生產(chǎn)中的主要過濾方式.2.過濾介質(zhì)①織物介質(zhì)由天然或合成纖維、金屬絲等編制的濾布、濾網(wǎng)②多孔性固體介質(zhì)陶瓷、金屬、玻璃、多孔性塑料管③堆積介質(zhì)石英砂、木炭、石棉粉等基本要求:具有適宜的孔徑、過濾阻力小,具有足夠的機械強度和耐腐蝕性。4.濾餅的洗滌目的:凈化濾餅,回收濾餅中存留的濾液如果濾液為水溶液,一般就用水洗滌。

3.濾餅的壓縮性

可壓縮濾餅——過濾過程中ε↓→過濾阻力↑

不可壓縮濾餅——過濾過程中ε不變

濾餅3.回轉(zhuǎn)真空過濾機4.5過濾過程計算過程的特點:擬定態(tài)過程目的:V(q)~τ過濾速率:單位時間、單位過濾面積所得的濾液量,即(m/s)4.5.1過濾過程的數(shù)學(xué)描述1.物料衡算

ω(kg固體/kg懸浮液)φ

(m3固體/m3懸浮液)總量衡算:固體量衡算:由上兩式可得:流入的量=流出的量+累積量2.過濾速率則有:3.過濾速率基本方程式加和,得:影響過濾速率的因素:懸浮液的性質(zhì)(φ、μ)

濾餅特性(ε、a)令可得:式中:當(dāng)量濾液量Ve

不是真正的濾液量,其值與過濾介質(zhì)的性質(zhì)、濾餅及濾漿的性質(zhì)有關(guān)。

過濾速率基本方程式(微分式)參數(shù)歸并法:為避免單個參數(shù)測量的困難,將數(shù)學(xué)描述中幾個同類型參數(shù)歸并成一個新參數(shù),以明確表述主要變量與結(jié)果之間的關(guān)系。從而用真實實驗確定該新參數(shù)并檢驗?zāi)P?,從而獲取工程設(shè)計數(shù)據(jù)。K:對于指定的懸浮液,△P不變時才是常數(shù)r:濾餅的比阻,表示濾餅結(jié)構(gòu)的影響,反映過濾操作的難易程度不可壓縮濾餅:s=0

可壓縮:s=0.2~0.8

s:壓縮指數(shù),r0:△P為1Pa時的濾餅比阻。3.過濾速率基本方程式4.5.2間歇過濾的濾液量與過濾時間的關(guān)系1.恒速過濾方程若Ve=0,則?K雖為變量,但應(yīng)為τ時刻的過濾常數(shù)值。2.恒壓過濾方程若Ve=0,則?若V=Ve

?求Ve,τe3.先恒速后恒壓恒壓:過濾方式計入介質(zhì)阻力不計介質(zhì)阻力恒速過濾恒壓過濾先恒速后恒壓4.過濾常數(shù)的測定恒壓條件,同一懸浮液:恒壓之前已得濾液:過濾常數(shù)反映過濾介質(zhì)特性的常數(shù)反映懸浮液性質(zhì)、濾餅性質(zhì)和操作壓強的常數(shù)注:和過濾面積有關(guān),不是常數(shù)4.5.3洗滌速率與洗滌時間單位洗滌面積,單位時間內(nèi)所消耗的洗液量。在洗滌過程中濾餅不增厚,洗滌速率為常數(shù)。1.葉濾機的洗滌速率置換洗滌法前提:洗滌速率與過濾終了過濾速率的比較:2.板框壓濾機的洗滌速率橫穿洗滌法若無上述比較前提,則需校正:4.5.4過濾生產(chǎn)能力單位時間內(nèi)得到的濾液量(1)間歇過濾機生產(chǎn)能力操作周期:(2)連續(xù)過濾機生產(chǎn)能力(轉(zhuǎn)筒真空過濾機)以一個操作周期為基準,即轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)一周所需時間:設(shè)轉(zhuǎn)速nr/s則:

設(shè)浸入面積占全部轉(zhuǎn)鼓面積的分率為,則每周期的過濾時間

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論