化工流体流动-学时ppt课件

1、非均相物系的分离和固体流态化第三章3.1 概 述3.2 沉降分别3.2.1 重力沉降一、球形颗粒的自在沉降二、阻力系数三、影响沉降速度的要素四、沉降速度的计算五、重力沉降设备 沉降室是依托重力沉降从气流中分别出尘粒的设备 。1. 沉降室沉降室表示图1 沉降室的构造动画：沉降室特点v 构造简单；v 流动阻力小；v 体积庞大，分别效率低。适用条件分别粒度 的粗颗粒。m50五、重力沉降设备多层沉降室表示图 1- 隔板 2,6- 调理闸阀 3- 气体分配道 4- 气体集聚道 5- 气道 7- 清灰口五、重力沉降设备2 沉降室的计算设沉降室的长度l沉降室的高度H沉降室的长度b气体的程度经过速度u那么位于

2、沉降室最高点颗粒的沉降时间ttuH气体经过沉降室的时间ulsV沉降室的消费才干五、重力沉降设备满足除尘要求tHbVustuHul气体在沉降室的程度经过速度那么tsbluV 单层沉降室的消费才干多层沉降室的消费才干tsblunV) 1( 隔板数目与沉降室高度无关五、重力沉降设备 沉降槽是用来提高悬浮液浓度并同时得到廓清液体的重力沉降设备 。2. 沉降槽延续沉降槽 1- 进料槽道 2- 转动机构 3- 料井 4- 溢流槽 5- 溢流管 6- 叶片 7- 转耙沉降槽延续操作间歇操作五、重力沉降设备 分级器是利用重力沉降将悬浮液中不同粒度的颗粒进展初步分别的设备 。3. 分级器双锥分级器沉降速度小于水

3、在环隙处上升流速的颗粒被溢流带出沉降速度大于水在环隙处上升流速的颗粒进入底流非均相物系的分离和固体流态化第三章3.1 概 述3.2 沉降分别3.3 过滤分别3.3.1 过滤操作的根本概念3.2.1 重力沉降3.2.2 离心沉降不要求一、过滤操作的原理 在外力作用下，使悬浮液中的液体经过多孔介质孔道，而固体被截留在介质上过滤 。过滤操作表示图特点v 分别程度高。v 分别速率快。v 操作强度大。外力重力压力惯性离心力与沉降分离比较二、过滤的方式与介质过滤饼层过滤膜过滤深床过滤过滤介质 织物介质滤布过滤介质 堆积介质砂、木炭、硅藻 土等固体颗粒过滤介质 多孔膜有机高分子膜、无 机资料膜等 多孔固体介

4、质多孔陶瓷等三、滤饼的紧缩性和助滤剂1. 滤饼的可紧缩性过滤时间滤饼厚度滤饼两侧压差假设流动阻力滤饼中固体颗粒受压不发生明显变化单位厚度滤饼层的流动阻力视作恒定不可压缩滤饼假设滤饼中固体颗粒受压发生变形单位厚度滤饼层的流动阻力随压差增大而增大可紧缩滤饼三、滤饼的紧缩性和助滤剂2. 助滤剂 为降低可紧缩滤饼的过滤阻力，参与能构成疏松饼层的物质以改动滤饼的构造 助滤剂。助滤剂的根本要求v 能构成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的 浸透性及较低的流动阻力。v 有良好的化学稳定性，不与悬浮液发生化学反 应，不溶于液相中。v 在操作压力差内，应具有不可紧缩性。非均相物系的分离和固体流态化第三章3.1 概

5、 述3.2 沉降分别3.3 过滤分别3.3.1 过滤操作的根本概念3.3.2 过滤根本方程式一、滤液经过饼层的流动1. 滤液经过饼层流动的特点 滤液经过饼层的流动属流体经过固定床的流动方式，具有以下特点：v 滤液通道细小曲折，构成不规那么的网状构造。v 随着过滤进展，滤饼厚度不断添加，流动阻力 逐渐加大，因此过滤为非稳态操作。v 滤液的流速通常很低，属于层流流动范围。一、滤液经过饼层的流动2. 滤液经过饼层流动的数学描画滤液经过饼层的流动可用康采尼公式进展描画。322)1 (5uaLpf由)()1 (5223Lpauc滤液经过饼层的压降饼层厚度滤液黏度按整个床层截面计算的滤液流速二、过滤速率和

6、过滤速度单位时间经过单位过滤面积的滤液体积过滤速度。u单位时间内获得的滤液体积过滤速率。ddVAddVu 单位过滤面积上的过滤速率)()1 (5223LpaAddVuc)()1 (5223LpAaddVc滤液量，m3V过滤时间，s过滤面积，m2A三、过滤的阻力1. 过滤阻力的类型滤饼阻力介质阻力R滤饼阻力mR介质阻力过滤初期RmR主导作用常数mR通常过滤时间较小RmR作用)()1 (5223LpaAddVc对于不可紧缩滤饼322)1 (5ar常数a、由滤饼比阻令1/m2RprLpAddVcc推进力阻力rLR1/m滤饼阻力三、过滤的阻力2. 滤饼的阻力比阻 r 分析v 单位厚度滤饼的阻力。v 反

7、响颗粒外形、尺寸及床层空隙率对滤液流动 的影响。ar滤液流动阻力对于不可紧缩滤饼常数r三、过滤的阻力仿照滤液穿过介质层的速度三、过滤的阻力3. 介质的阻力RprLpAddVccmmRpAddV过滤介质的压力差过滤速度)()(mmmcRRpRRppAddV过滤压力差过滤推进力为滤液经过串联的滤饼与介质的总压力降。过滤总阻力为滤饼与介质的阻力之和。设介质对滤液流动的阻力相当于厚度为Le 的滤饼层的阻力三、过滤的阻力meRrL 当量滤饼厚度虚拟滤饼厚度)()(eeLLrprLrLpAddV那么通常 介质阻力与最初构成的滤饼层阻力难于划分设获得 1m3 滤液所构成的滤饼体积为v m3四、过滤根本方程式

8、vVLA那么 滤饼厚度 L与已获得的滤液体积V 的关系为AvVL滤饼体积与相应滤液体积之比AvVLee同理过滤介质的当量滤液体积虚拟滤液体积由四、过滤根本方程式)(eLLrpAddV那么)(2eVVrvpAddV另AVq AVqee那么)(eqqrvpddq单位过滤面积所得滤液 体积，m3/m2q单位过滤面积所得当量 滤液体积，m3/m2eq对于可紧缩滤饼，设四、过滤根本方程式sprr)(滤饼的压缩指数过滤压力差单位压力差下滤饼的比阻不可紧缩滤饼0s通常s = 01典型物料的紧缩指数见表 3-5 由有关关系式得四、过滤根本方程式)(12esVVvrpAddV)(1esqqvrpddq 过滤根本

9、方程式表示过滤进程中任一瞬间的过滤速率与各有关要素间的关系，是过滤计算及强化过滤操作的根本根据。意义非均相物系的分离和固体流态化第三章3.1 概 述3.2 沉降分别3.3 过滤分别3.3.1 过滤操作的根本概念3.3.3 恒压过滤3.3.2 过滤根本方程式一、恒压过滤操作恒压过滤特点假设过滤操作是在恒压差下进展的恒压过滤。过滤延续过滤间歇过滤均为恒压过滤多为恒压过滤v 推进力 恒定。pv 滤饼不断加厚，致使阻力逐渐添加。v 过滤速率逐渐变小。二、恒压过滤方程式对一定的悬浮液可视为常数vr 、 令vrk1表征过滤物料特性的常数ks)/(Nm4s)/(Pam2或代入过滤根本方程式得esVVpkAddV12二、恒压过滤方程式设获得体积为Ve的滤液所需的时间为e0分别变量积分)()()(0120eseVeeedpkAVVdVVe虚拟过滤时间过滤时间过滤体积eV0eeeeVVV)()()(12eseVVVeeeeedpkAVVdVV二、恒压过滤方程式令spkK12eeKAV22积分得222KAVVVe上二式相加得)()(22eeKAVV 恒压过滤方程式)(fV 滤液体积与过滤时间的关系过滤常数二、恒压过滤方程式恒压过滤 V 关系曲线实践过滤虚拟过滤假设介质阻力可忽略0eV0e由有关关系式得22KAV二、恒压过滤方程式由