化工原理多媒体课件

1、化工原理多媒体课件n3.1 概述概述n3.2 颗粒及颗粒床层的特性颗粒及颗粒床层的特性n3.3 沉降分离沉降分离n3.4 过滤过滤n3.5 离心机离心机n3.6 固体流态化固体流态化第三章 非均相物系的分离和固体流态化 Separations of Heterogeneous Mixture and Fluidization of Solids3.1 概述Overview1 混合物分类均相混合物（homogeneous mixture）溶液，混合气体非均相混合物（heterogeneous mixture）气态：含尘气体、含雾气体液态：悬浮液、乳浊液、泡沫液2 非均相混合物的分离方法机械分离（

2、mechanical separation）依靠外力使分散相与连续相发生相对运动外力：重力，离心力，压力上页下页3.1 概述颗粒相对于流体运动气固系统沉降分离：重力沉降、离心沉降液固系统增浓：重力增稠器，离心沉降乳浊液：离心分离机流体相对于颗粒床层运动液固系统过滤：重力过滤、加压（真空）过滤、离心过滤上页下页3.1 概述4 机械分离目的回收有价值的分散组分净化分散介质环境保护和安全生产上页下页返回3.2 颗粒及颗粒床层的特性 Characterization of Particles and Particulate Bedsn3.2.1 颗粒的特性n3.2.2 颗粒床层的特性n3.2.3 流体

3、通过床层流动的压降上页下页返回3.2.1 颗粒的特性1 单一颗粒特性单一颗粒特性2）非球形颗粒）非球形颗粒n（1）体积当量直径）体积当量直径36dV2dSda636epdV36peVd上页下页（2）形状系数（球形度）形状系数（球形度）非球形颗粒需要两个参数描述其性质非球形颗粒需要两个参数描述其性质1sppSaSa体积与颗粒相等的球形颗粒的表面积颗粒的表面积36epdVsepdS/2espda/6上页下页3.2.1 颗粒的特性2 颗粒群的特性颗粒群的特性1）粒度分布）粒度分布筛分：泰勒标准筛筛分：泰勒标准筛累计分布函数曲线和频率分布函数曲线累计分布函数曲线和频率分布函数曲线平均比表面积粒径平均比

4、表面积粒径2）粒子的平均粒径）粒子的平均粒径iiadxd/111iiaiiGxdd Gd上页下页返回3.2.1 颗粒的特性iaa1 床层空隙率床层空隙率2 床层的比表面积床层的比表面积3 床层的自由截面积床层的自由截面积n各向同性：自由截面等于床层孔隙率各向同性：自由截面等于床层孔隙率n壁效应：流体分布不均匀壁效应：流体分布不均匀床层体积床层体积颗粒体积aab)1 (sbbda6上页下页3.2.2 颗粒床层的特性返回1 床层的简化模型（物理模型）床层的简化模型（物理模型）长度长度L，当量直径当量直径deb的一组平行细管的一组平行细管细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙容细管的全部流动空间等于颗

5、粒床层的空隙容积积细管的内表面积等于颗粒床层的全部表面积细管的内表面积等于颗粒床层的全部表面积4441ebbdaa床层流动空间床层全部内表面积上页下页3.2.3 流体通过床层流动的压降n2 流体通过床层压降的数学描述流体通过床层压降的数学描述212feuLpd1uu231fpauL上页下页3.2.3 流体通过床层流动的压降3 模型参数的实验测定（参数估计）模型参数的实验测定（参数估计）（1）康采尼实验结果（层流）康采尼实验结果（层流）RebK 1Re1ebbd uua 22315fpa uL上页下页3.2.3 流体通过床层流动的压降n（2）欧根实验结果）欧根实验结果22233114.170.2

6、9fpa ua uL4.170.29Reb 22233111501.75fsesepuuLdd 上页下页3.2.3 流体通过床层流动的压降n例例31 在横截面积为在横截面积为1m2的固定床反应器中的固定床反应器中装填直径装填直径d=3mm、高度等于直径的圆柱形催高度等于直径的圆柱形催化剂化剂1m3。催化剂的质量催化剂的质量G=980kg，其真密度其真密度 s=1760kg/m3。试求（试求（1）催化剂的当量直径）催化剂的当量直径de、球形度球形度 s、床层孔隙率床层孔隙率 及比表面积及比表面积ab；（2）20C的空气从下向上通过催化剂层，空的空气从下向上通过催化剂层，空塔速度塔速度u=0.2m

7、/s，空气流经催化剂床层的压降空气流经催化剂床层的压降返回下页上页3.2.3 流体通过床层流动的压降3.3 沉降分离Sedimentation Separationsn定义：在外力场作用下，利用分散相和连续定义：在外力场作用下，利用分散相和连续相之间的密度差，使之发生相对运动而实现相之间的密度差，使之发生相对运动而实现非均相混合物分离的操作。非均相混合物分离的操作。n分类：分类：n重力沉降，离心沉降重力沉降，离心沉降n自由沉降，干扰沉降自由沉降，干扰沉降n刚性球形颗粒的自由沉降刚性球形颗粒的自由沉降n3.3.1 重力沉降n3.3.2 离心沉降下页上页返回1 沉降速度沉降速度1）球形颗粒的自由沉

8、降）球形颗粒的自由沉降重力：重力：浮力：浮力：阻力：阻力：gdFsg36gdFb3622uAFd上页下页3.3.1 重力沉降 Gravity Sedimentation 沉降过程：加速段，恒速段沉降过程：加速段，恒速段沉降速度沉降速度2）阻力系数）阻力系数maFFFdbggds)(63ddududs3226)2(4 3)(4stgduttduRe上页下页3.3.1 重力沉降层流区，斯托克斯公式层流区，斯托克斯公式过渡区，艾伦公式过渡区，艾伦公式湍流区，牛顿公式湍流区，牛顿公式1Re104t310Re1t53102Re10t上页下页3.3.1 重力沉降tRe246 . 0Re5 .18t44.

9、03）影响沉降速度的因素）影响沉降速度的因素流体粘度：表面曳力，形体曳力流体粘度：表面曳力，形体曳力颗粒的体积分数：颗粒的体积分数： 小于小于0.2%器壁效应器壁效应颗粒形状的影响，注意微细颗粒颗粒形状的影响，注意微细颗粒4）沉降速度的计算）沉降速度的计算（1）试差法，假设为某一区，然后验证。）试差法，假设为某一区，然后验证。（2）摩擦数群法）摩擦数群法23)(4tsugd上页下页Rettdu3.3.1 重力沉降已知颗粒直径求沉降速度已知颗粒直径求沉降速度已知沉降速度求颗粒直径已知沉降速度求颗粒直径32)(gdKsduttRettudRe2323)(4Regdst3234ReKt3213)(4

10、Retstug上页下页3.3.1 重力沉降（3）无因次判据法（适用于已知粒径求速度）无因次判据法（适用于已知粒径求速度）层流区层流区过渡区过渡区湍流区湍流区332()Re1818stdgK 62. 2K1 .69K上页下页32()sgKd 2.6269.1K3.3.1 重力沉降例例32 试计算直径为试计算直径为95 m、密度为密度为3000kg/m3的固的固体颗粒分别在体颗粒分别在20C的空气和水中的自由沉降速度。的空气和水中的自由沉降速度。2 重力沉降设备重力沉降设备1)降尘室降尘室（1）单层降尘室）单层降尘室上页下页3.3.1 重力沉降 要求层流，气速一般小于要求层流，气速一般小于1m/s

11、，可除去大于可除去大于50m的颗粒的颗粒位于降尘室最高点的颗粒沉降至底室需要的时间位于降尘室最高点的颗粒沉降至底室需要的时间气体通过降尘室的时间气体通过降尘室的时间ttuHul上页下页tsbluV 3.3.1 重力沉降（2）多层降尘室）多层降尘室隔板间距：隔板间距：40100mm3.3.1 重力沉降tsblunV)1( 下页上页降尘室可以完全除去的最小颗粒直径，假设在层降尘室可以完全除去的最小颗粒直径，假设在层流区，沉降速度：流区，沉降速度：流动阻力小，分离流动阻力小，分离50 m的粗颗粒，作预除尘的粗颗粒，作预除尘流体处于层流区流体处于层流区18)(2gdustblVgdss18min上页下

12、页3.3.1 重力沉降上页下页3.3.1 重力沉降n例例33 拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为颗粒。降尘室底面积为10m2，宽和高均为宽和高均为2m。操作操作条件下，气体的密度为条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为粘度为2.610-5Pa.s；固体的密度为固体的密度为3000kg/m3；降尘室的生产能力降尘室的生产能力为为3m3/s。试求（试求（1）理论上能完全捕集下来的最小颗）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；（粒直径；（2）粒径为）粒径为40 m的颗粒的回收百分率；（的颗粒的回收百分率；（3）如欲完全回收直径为

13、如欲完全回收直径为10 m的尘粒，在原降尘室内需设的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？置多少层水平隔板？上页下页3.3.1 重力沉降n2）沉降槽）沉降槽n结构与操作结构与操作n作用作用 提高悬浮液浓度提高悬浮液浓度 得到澄清液体得到澄清液体上页下页3.3.1 重力沉降 n3）分级器）分级器n不同粒度的颗粒进行分离不同粒度的颗粒进行分离n不同密度的颗粒进行分离不同密度的颗粒进行分离上页下页返回3.3.1 重力沉降1 惯性离心力作用下的沉降速度惯性离心力作用下的沉降速度RudTs236RudT23602422rud 上页下页224 ()4 ()33ssTrdduuRR3.3.2 离心沉降 C

14、entrifugal Sedimentation层流区层流区离心分离因数离心分离因数n例：已知旋转半径例：已知旋转半径R0.4m，切向速度切向速度u=20m/s。则则 离心分离因数：离心分离因数：RuduTsr2218)(cTtrKgRuuu21024 . 081. 92022gRuKTc上页下页3.3.2 离心沉降重力沉降与离心沉降比较重力沉降与离心沉降比较1 形式：重力加速度，离心加速度形式：重力加速度，离心加速度2 方向：垂直向下，背离旋转中心方向：垂直向下，背离旋转中心3 性质：常数，与性质：常数，与R有关有关上页下页3.3.2 离心沉降2 旋风分离器操作原理旋风分离器操作原理上页下页

15、3.3.2 离心沉降旋风分离器实物图旋风分离器实物图上页下页3.3.2 离心沉降上页下页3.3.2 离心沉降 3 旋风分离器性能旋风分离器性能1）临界粒径）临界粒径螺旋等速运动，切向速度等于进口气速螺旋等速运动，切向速度等于进口气速颗粒穿过整个进气宽度颗粒穿过整个进气宽度B到达壁面到达壁面颗粒处于层流区，自由沉降颗粒处于层流区，自由沉降颗粒沉降速度颗粒沉降速度沉降时间沉降时间RuduTsr2218)(msiRud18222218ismrtudBRuB上页下页3.3.2 离心沉降气体停留时间气体停留时间临界粒径临界粒径2）分离效率）分离效率总效率总效率iemismuNRudBR21822isec

16、uNBd91210CCC 上页下页iemuNR23.3.2 离心沉降粒级效率粒级效率分割粒径分割粒径总效率与粒级效率总效率与粒级效率)(27. 050stuDd上页下页iiiipCCC, 1, 2, 1,3.3.2 离心沉降 nipiix103）压强降）压强降上页下页3.3.2 离心沉降22iup0 . 8范围：范围：5002000Pa例例35 用如图用如图37所示的标准旋风分离器出去气流所示的标准旋风分离器出去气流中所含固体颗粒。已知固体密度为中所含固体颗粒。已知固体密度为1100kg/m3，颗粒颗粒直径为直径为4.5 m；气体密度为气体密度为1.2kg/m3，粘度为粘度为1.8 10-5P

17、a.s，流量为流量为0.4m3/s；允许压强降为允许压强降为1780Pa。试试估算采用以下方案时的设备尺寸及分离效率。（估算采用以下方案时的设备尺寸及分离效率。（1）一）一台旋风分离器；（台旋风分离器；（2）四台相同的旋风分离器串联（）四台相同的旋风分离器串联（3）四台相同的旋风分离器并联。四台相同的旋风分离器并联。上页下页3.3.2 离心沉降例例36 采用图采用图37所示的标准旋风分离器出去气所示的标准旋风分离器出去气流中的尘粒，分离器的曲线见图流中的尘粒，分离器的曲线见图39。已根据设备。已根据设备尺寸、操作条件及系统物性估算出分割粒径尺寸、操作条件及系统物性估算出分割粒径d50=5.7

18、m，求除尘总效率。求除尘总效率。上页下页3.3.2 离心沉降4 旋风分离器的结构型式与选用旋风分离器的结构型式与选用结构形式结构形式XLT/A型型 倾斜螺旋面进口倾斜螺旋面进口XLP型型 旁路分离室，蜗壳进口，在顶盖以下旁路分离室，蜗壳进口，在顶盖以下扩散式扩散式 上小下大，设有挡灰盘上小下大，设有挡灰盘选用选用选择型号选择型号计算流量、分离效率、允许的压强降计算流量、分离效率、允许的压强降确定尺寸与个数确定尺寸与个数上页下页3.3.2 离心沉降返回3.4 过滤 Filtrationn3.4.1 基本概念基本概念n3.4.2 过滤基本方程式过滤基本方程式n3.4.3 恒压过滤恒压过滤n3.4.

19、4 恒速过滤与先恒速后恒压过滤恒速过滤与先恒速后恒压过滤n3.4.5 过滤常数的测定过滤常数的测定n3.4.6 过滤设备过滤设备n3.4.7 滤饼的洗涤滤饼的洗涤n3.4.8 过滤机的生产能力过滤机的生产能力上页下页返回3.4.1 过滤操作的基本概念n1 过滤过滤n使悬浮液中的液体通过过滤介质的孔道，而固体使悬浮液中的液体通过过滤介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上。颗粒被截留在介质上。n2 过滤方式过滤方式n饼层过滤饼层过滤n深床过滤深床过滤n错流过滤（膜分离）错流过滤（膜分离）n3 过滤介质过滤介质n滤布：饼层过滤滤布：饼层过滤n堆积介质：深床过滤堆积介质：深床过滤n多孔固体介质：超滤、微

20、滤多孔固体介质：超滤、微滤下页上页 3.4.1 过滤操作的基本概念n4 滤饼的压缩性滤饼的压缩性n可压缩滤饼可压缩滤饼n不可压缩滤饼不可压缩滤饼n5 助滤剂助滤剂n方法：预涂，预混方法：预涂，预混n要求：刚性，化学稳定性，不会污染滤液要求：刚性，化学稳定性，不会污染滤液n种类：硅藻土，珍珠岩，石棉，炭粉，纸浆粉等。种类：硅藻土，珍珠岩，石棉，炭粉，纸浆粉等。下页上页 返回3.4.2 过滤基本方程式1 滤液通过饼层的流动滤液通过饼层的流动1）滤液通过滤饼层流动的特点）滤液通过滤饼层流动的特点细小曲折，网状结构细小曲折，网状结构非稳态操作非稳态操作流动处于层流区流动处于层流区2）数学描述）数学描述

21、上页下页Lpauc223)1 (52 过滤速率和过滤速度过滤速率和过滤速度过滤速度过滤速度过滤速率过滤速率上页下页3322,/5(1)cA pdVmsdaL3.4.2 过滤基本方程式322/5(1)cpdVum sAdaL ，3 滤饼的阻力滤饼的阻力对于不可压缩滤饼对于不可压缩滤饼 定义滤饼的比阻，单位：定义滤饼的比阻，单位：1/m（常数）常数）比阻的意义：粘度为比阻的意义：粘度为1Pa.s的滤液以的滤液以1m/s的平均速的平均速度通过厚度为度通过厚度为1m的滤饼层时所产生的压强降。的滤饼层时所产生的压强降。床层空隙率越小，颗粒的比表面积越大，阻力越大床层空隙率越小，颗粒的比表面积越大，阻力越

22、大滤饼阻力，滤饼阻力，1/ 1/mm（与滤饼厚度与滤饼厚度L L成正比）成正比）322)1 (5ar上页下页3.4.2 过滤基本方程式AddVRprLpcc rLR 4 过滤介质的阻力过滤介质的阻力过滤介质的阻力一般为常数过滤介质的阻力一般为常数AddVmmRp AddV)(mmcRRpp)(mRRp 上页下页3.4.2 过滤基本方程式 nLe：过滤介质的当量滤饼厚度或虚拟滤饼厚度，过滤介质的当量滤饼厚度或虚拟滤饼厚度，m。n例例38 直径为直径为0.1mm的球形颗粒状物质悬浮于水中，的球形颗粒状物质悬浮于水中，用过滤方法予以分离。过滤时形成不可压缩滤饼，其用过滤方法予以分离。过滤时形成不可压

23、缩滤饼，其空隙率为空隙率为60，试求滤饼的比阻，试求滤饼的比阻r。又知此悬浮液中固又知此悬浮液中固相所占的体积分数为相所占的体积分数为10，求每平方米过滤面积上获，求每平方米过滤面积上获得得0.5m3滤液时的滤饼阻力滤液时的滤饼阻力R。meRrL)()(eeLLrprLrLpAddV上页下页3.4.2 过滤基本方程式5 过滤基本方程式过滤基本方程式设获得设获得1m滤液所形成的滤饼体积为滤液所形成的滤饼体积为mVe：虚拟滤液体积虚拟滤液体积上页下页3.4.2 过滤基本方程式)(AVVrpAddVe)(2eVVrpAddV注意：操作条件一定、过滤介质一定、悬浮液一注意：操作条件一定、过滤介质一定、

24、悬浮液一定，虚拟滤液体积为定值。定，虚拟滤液体积为定值。可压缩滤饼可压缩滤饼S为滤饼的压缩性指数，无因次。为滤饼的压缩性指数，无因次。S=01, 不可压缩不可压缩s=0.n过滤基本方程式过滤基本方程式sprr)(12esVVrpAddV上页下页3.4.2 过滤基本方程式返回过滤方程式的建立过滤方程式的建立k：表征过滤物料特性的常数表征过滤物料特性的常数1rk sPamsNm././24或esVVpkAddV12上页下页3.4.3 恒压过滤constant-pressure filtrationspkK1222()edVKAdVV2()edqKdqq虚拟过滤阶段虚拟过滤阶段有效过滤阶段有效过滤阶

25、段eeKAV22222KAVVVeeeKAVV22上页下页3.4.3 恒压过滤 忽略过滤介质阻力忽略过滤介质阻力过滤常数过滤常数K 单位：单位：m/seeKq2Kqqqe22eeKqq2Kq2spkK1222KAV上页下页3.4.3 恒压过滤例例39 拟在拟在9.81103Pa的恒定压强差下过滤例的恒定压强差下过滤例3-8中中的悬浮液。已知水的粘度为的悬浮液。已知水的粘度为1.0 10-3Pa.s，过滤介质过滤介质阻力可以忽略，试求：阻力可以忽略，试求：（1）每平方米过滤面积上获得）每平方米过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间；（滤液所需的过滤时间；（2）若将此过滤时间延）若将此过滤时间

26、延长一倍，可再得滤液多少？长一倍，可再得滤液多少？上页下页3.4.3 恒压过滤返回1 恒速过滤恒速过滤constant-rate filtration滤液量与时间关系滤液量与时间关系上页下页3.4.4 恒速过滤与先恒速后恒压过滤.constuqAVAddVRRAuV RVquA压强差与时间关系压强差与时间关系对于不可压缩滤饼对于不可压缩滤饼.constuqqrpddqRe上页下页2RRepr ur u qab 3.4.4 恒速过滤与先恒速后恒压过滤2Rar u Rebr u q 2 先恒速后恒压先恒速后恒压esVVpkAddV12)()(2)(222RReRKAVVVVV上页下页3.4.4 恒

27、速过滤与先恒速后恒压过滤 例例310 在在0.04m2的过滤面积上，以的过滤面积上，以1 104m3/s的的速率对不可压缩的滤饼进行过滤实验，测得的两组数速率对不可压缩的滤饼进行过滤实验，测得的两组数据列于本题附表据列于本题附表1中。今欲在框内尺寸为中。今欲在框内尺寸为635mm 635mm 60mm的板框过滤机内处理同一料浆，所用的板框过滤机内处理同一料浆，所用滤布与实验时的相同。过滤开始时，以与实验相同的滤布与实验时的相同。过滤开始时，以与实验相同的滤液流速进行恒速过滤，至过滤压强差达到滤液流速进行恒速过滤，至过滤压强差达到6 104Pa时改为恒压操作。每获得时改为恒压操作。每获得1m3滤

28、液所生成的滤饼体积滤液所生成的滤饼体积为为0.02m3。试求框内充满滤饼所需的时间。试求框内充满滤饼所需的时间。上页下页3.4.4 恒速过滤与先恒速后恒压过滤 返回1 恒压下恒压下K、qe、e的测定的测定上页下页3.4.5 过滤常数的测定eeKqq2Kddqqqe2eqKqKdqd22eqKqKq222 压缩指数压缩指数s与物料特性常数与物料特性常数k的测定的测定例例311 在在25下对每升水中含下对每升水中含25g某种颗粒的悬浮液某种颗粒的悬浮液进行了三次过滤实验，所得数据见本例附表进行了三次过滤实验，所得数据见本例附表1。试求。试求（1）各压差下的过滤常数；（）各压差下的过滤常数；（2）压

29、缩性指数）压缩性指数sspkK12)2lg()lg()1 (lgkpsK上页下页3.4.5 过滤常数的测定3.4.5 过滤常数的测定 下页上页3.4.5 过滤常数的测定 返回下页上页1 板框压滤机板框压滤机plate-and-frame press filter结构与操作结构与操作上页下页3.4.6 过滤设备 板、框排列方式：板、框排列方式：123212321上页下页3.4.6 过滤设备 3.4.6 过滤设备下页上页上页下页3.4.6 过滤设备2 加压叶滤机加压叶滤机pressure leaf filter上页下页3.4.6 过滤设备 3 转筒真空过滤机转筒真空过滤机 drum vacuum

30、filter结构与工作原理结构与工作原理上页下页3.4.6 过滤设备转筒及分配头的结构转筒及分配头的结构17格：过滤区，格：过滤区，810格：吸干区，格：吸干区，11格：不工格：不工作，作，1213格：洗涤区，格：洗涤区，14格：吸干区，格：吸干区，15格：格：不工作，不工作，1617格：吹松区，格：吹松区，18格：不工作。格：不工作。上页下页3.4.6 过滤设备 返回1 洗涤速率与洗涤时间洗涤速率与洗涤时间2 洗涤速率与过滤速率洗涤速率与过滤速率叶滤机：置换洗涤法叶滤机：置换洗涤法WWWVdVd)(1esLLrpAddV()()eWeELLLL上页下页3.4.7 滤饼的洗涤板框压滤机：横穿洗

31、涤法板框压滤机：横穿洗涤法)(22eEWVVKAddVddV()2()eWeELLLL12WAA)(8)(41)(2eEWVVKAddVddV上页下页3.4.7 滤饼的洗涤操作条件不同时的校正操作条件不同时的校正3.4.7 滤饼的洗涤WWWWpp下页上页返回1 间歇过滤机的生产能力间歇过滤机的生产能力操作步骤：过滤、洗涤、卸渣、清理。操作步骤：过滤、洗涤、卸渣、清理。例例312 对例对例311中的悬浮液用有中的悬浮液用有26个框的个框的BMS20/635-25板框压滤机进行过滤。在过滤机入口处板框压滤机进行过滤。在过滤机入口处滤浆的表压为滤浆的表压为3.39 105Pa，所用滤布与实验时的相同

32、，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为浆料温度仍为25C。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而洗水体积为滤液体积的洗水温度及表压与滤浆相同而洗水体积为滤液体积的8。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min。已知固相密度为已知固相密度为2930kg/m3，又测得湿饼密度为又测得湿饼密度为1930kg/m3。求此板框压滤机的生产能力。求此板框压滤机的生产能力。DWTDWVTVQ36003600上页下页3.4.8 过滤机的生产能力2 连续过滤机的生产能力连续过滤机的生产能力浸没度浸没度转鼓旋转一周时间转鼓旋转一

33、周时间过滤时间过滤时间3.4.8 过滤机的生产能力360浸没角度nT60nT60上页下页转筒旋转一周获得的滤液量转筒旋转一周获得的滤液量生产能力生产能力滤布阻力忽略时滤布阻力忽略时eeeeVnKAVKAV60)(22)60(606022nVnnKAnVQeeKnAQ465上页下页3.4.8 过滤机的生产能力)()(22eeKAVV例例313 用转筒真空过滤机过滤某种悬浮液，料浆用转筒真空过滤机过滤某种悬浮液，料浆处理量为处理量为20m3/h，已知每得已知每得1m3滤液可得滤饼滤液可得滤饼0.04m3，要求转筒的浸没角为要求转筒的浸没角为0.35，过滤表面上滤，过滤表面上滤饼厚度不低于饼厚度不低

34、于5mm。试求过滤机的过滤面积试求过滤机的过滤面积A和转和转筒的转速筒的转速n。3.4.8 过滤机的生产能力下页上页返回3.6 固体流态化 Fluidization of Solidsn3.6.1 流态化的基本概念n3.6.2 流化床的主要特征n3.6.3 流化床的操作范围n3.6.4 提高流化质量的措施n3.6.5 气力输送简介下页上页返回1 流态化现象流态化现象概念：大量固体颗粒悬浮于流体中，并作翻概念：大量固体颗粒悬浮于流体中，并作翻滚运动，类似于液体的沸腾滚运动，类似于液体的沸腾应用：强化传热、传质，化学反应，物理加应用：强化传热、传质，化学反应，物理加工，颗粒输送等工，颗粒输送等 过

35、程过程固定床阶段固定床阶段流化床阶段流化床阶段气力输送（液力输送）气力输送（液力输送）上页下页3.6.1 流态化的基本概念流态化过程图示流态化过程图示a图：固定床，图：固定床，b图：流化开始，图：流化开始，c图：散式流化图：散式流化d图：聚式流化，图：聚式流化，e图：固体输送。图：固体输送。上页下页3.6.1 流态化的基本概念 返回1 恒定的压强降恒定的压强降1）理想流化床的压强降）理想流化床的压强降（1）固定床阶段）固定床阶段pspsduduLp23232175. 1115020Reudpp2321150psduLp1000Re ppsduLp23175. 1上页下页3.6.2 流化床的主要

36、特征（2）流化床阶段）流化床阶段（3）气流输送阶段）气流输送阶段gLAWApsmfmftt)(1 ()(gLpsmfmf)(1 (gLps)(1 (上页下页3.6.2 流化床的主要特征2）实际流化床的压强降）实际流化床的压强降3.6.2 流化床的主要特征 上页下页固定床固定床流化床，沿流化床，沿ABCDE，出现驼峰出现驼峰BCD，反向沿反向沿EDCA，没有驼峰。没有驼峰。C点为临界点，对应临界流化速度，临界空隙率点为临界点，对应临界流化速度，临界空隙率流化床特点：表观流速增加，床层高度增加，床流化床特点：表观流速增加，床层高度增加，床层空隙率增加，压强降基本不变，实际速度基本层空隙率增加，压强

37、降基本不变，实际速度基本不变不变2 类似液体的特点类似液体的特点轻物浮起轻物浮起表面水平表面水平颗粒喷出颗粒喷出床面拉平床面拉平压强降压强降上页下页3.6.2 流化床的主要特征3 流化床中的两相流动流化床中的两相流动颗粒、流体上下往复循环流动颗粒、流体上下往复循环流动颗粒、流体的轴向混合颗粒、流体的轴向混合温度、浓度均匀，促进反应，但传热、传质推动温度、浓度均匀，促进反应，但传热、传质推动力下降力下降4 流化床的不正常现象流化床的不正常现象1）腾涌现象）腾涌现象气泡合并，压强降波动气泡合并，压强降波动2）沟流现象）沟流现象气体短路，压强降低于正常气体短路，压强降低于正常值3.6.2 流化床的主要特征下页上页返回1 临界流化速度临界流化速度1）实测法）实测法2）计算法）计算法)(1150)(32小颗粒mfmfspsmfgdu上页下页)()(asasmfmfuu3.6.3 流化床的操作范围3.6.3 流化床的操作范围（大颗粒）375. 1)(mfspsmfgdu11132mfsmf1413mfs2()()1650ps