化工原理上-第五章颗粒沉降

设有流量为qv（m3/s）的气体进入降尘假设 气体均②固体颗粒与气体同速前 固体颗粒均

气体停留时

uqV

LV Vt生产能力qv一定，降尘室容积一定，则τr亦一定，与dpt颗粒沉降距

srututt

AHvut为沉降

gd2 不同d，其u

u

vq gd2( vqrτtτrr

tutu

ut

要求τr≥τAH

至少τrτqv=①以ut速度沉降的小球（dpi）刚好完全沉qv与H无关，降尘室做成扁平的，N A 求qV=(n+1)A底例、降尘室所需面积的计3欲用降尘室净化t120C,qv2500m3hr的常压空气，3求 若降尘室底部2×5m,如何处理t20C,

， 1.81105Pa解：

1.2kg/gd2

5.42103m/

N A1128.6111.9 uugd( tp恰能全部除去的颗粒称dpmin，此时

tμ气③

>

dp dp( )gV底psAHqtVsHA uiq dp2vutpmin例用降尘室除去含尘气体中的球形尘粒，尘粒密度ρp=4000kg/m3，降尘室长3m,宽2m,高1m。含尘气体μ=2×10-5Pas,密度ρ=1.2kg/m3，流量为V解：①uq30003600V 3((p182105dp3.57105m验Redput35.71060.1391.2 2

dpdp

dpmin35.70.707例一降尘室每层底面积10m2，内设9层隔板，现用此降尘室净化质量流量为1200kg/h，温度为20℃,尘粒密度为2500kg/m3，问小颗粒直径为多少？直径为5μm的尘粒可除去百分率为多少？（设尘粒在空气中均匀分布）定性分析降尘室生产能力发生变化的原解：查20℃时常压空气的物性为1.20kg/m3,1.8105Pa底

1000m3/ qv 100010m/h2.778103m/ 假设100%除去的最小颗粒沉降处 区，则

181.811052.77810p p6.076106

（2500验证

dminut6.0761062.778103 1.81101.116103

50%2.77810 1.389103m/50%除去的颗粒沉降亦处 18ut,dp

(p 181.811051.38910（2500

5m 6.076m，处 区u

2p

)g(5106)2(25001.2)p p

1.881103m/uu

1.88110

2.77810(2）空气预热至150℃时ρ=0.835kg/m3 μ=24.1×10- u t 18utpdp

181824.110625000.8358.41106m若仍d’pmin=6.08μm由u

d2g

ut

qm q q

d2

qm/ qm

d2 6.08106225000.8350.8359.811001824.11060.174kg/s628.0kg/(3）t μ 对沉降不t ρ↓qm

5.3.2离心沉降

πd32r πd32r d d

2离心力∝2rr离心力r 离心力r ug数值的大小是反映离心分离设备性能的重要指标若 ，则说明同一颗粒在离心力场中受到的离 Fg的倍，当然大大 2r u一定时常减小半径r来提高离心力沉降速度计算中，只要以ω2r代替g即

d2(

AA

颗粒在旋转流场中的运 加

耙

uu2p(ptu水qv利用不同粒径或不同密度的颗粒在流体中的沉降速度不同实现分离的设备B气 操作原理颗粒在惯性离心力的作用下，被抛净化气体由升气管排出

净化气D尘

C进C

C进

C出CiC进②压降ΔP

P2u,沉降有利,但ΔP u↓,ω2r↓,ut↓,η按mu1r1=mu2r2即使p1p2均为正压锥底r小u大,p小会出现负压锥底若漏气,会重新卷起颗粒操作气速u,(V)设备半径r,物性 5.3.3μ 特殊方法和设 μm 方 筛 光学显微 电子显微μ 颗粒>05重力沉降室：分离粗颗粒>100μm，设备大旋风分离器：分离细颗粒>5~10μm，应用最广。袋滤器：微粒>0.1~1μm，滤速小，设备大静电除尘：0.01~1μm的微粒，浓度<30g/m3固体流态化的几个阶 浮 u1（真正速度当u1刚大于ut时，固体颗粒被吹ε↑,使u1=ut，但u<ut,——流化床 ,u↑→ε↑→u不 （3）u=ut，吹走颗粒ε→1,起始流化速

umfu

—固定床向流化床转变点气速带出速度u=ut——床内颗粒被吹走的速度流化床固定床u≤umf

u

91.6(范围大

ΔP与流速u无

(p)g固定A

流化

带出开CmLA(1)L(1)(p 起始流化速 D（带出速度表观速度

(pAL(1)(p 测取ΔP可以 操作情况,颗粒少了，加颗粒。测取ΔP、可以测定床高。内出现空穴，气体穿过空穴，空穴破裂，床层界面起伏波动，界面以上也有部分颗粒。流化床界 会流动,会喷射出 适用于强放热催化反ΔP=L(1-ε)(ρp-L,ε 但L(1-ε

R 液体样特

流化床的类似于液体的特性

lgP变化幅度大孔穴恶

lg

存在局部未流化，P真实 破空穴—— 抑制沟流——增加分布板阻力,影响范围0.5m区域。以能耗为代价。设分布板阻力系数为 单位质量气体输送的固体量为固气比RG思考1：停留时间和沉降时间应哪个大一思考2：为什么气体进入降尘室后，流通截面积要扩大3：思考4：100%除去，必须满思考能够被100%除去的最6：粒径比dpmin小的颗粒，被除去的百分数为多少？ 气 出停留时间

L 集灰 V Hu沉降时间tut

降尘L 气 2pp