非均相物系的分离

非均相物系的分离

第一组：姓名权重分工窦彤0.20总结3.3.7—3.3.9节张玉龙0.18总结3.3.1—3.3.3节刘聿超0.21总结3.3.4—3.3.6节李鹏飞0.22总结3.1节，并结合前四个总结，将所有总结汇总、整理、美观化，上课演讲王子晴0.19总结3.2节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离这两种机械分离操作。

1.收集分散物质回收悬浊液中的产品2.净化分散介质如在催化反应中，原料气在使用之前需要净化3.环境保护与安全生产为理避免污染球形颗粒的自由沉降大小：用颗粒的某一个或某几个特征尺寸表示，如球形颗粒的大小用直径de表示。比表面积：单位体积颗粒所具有的表面积，其单位为m2/m3,

球形颗粒体积:V=πd3/6球形颗粒表面积:S=πd2;比表面积:a球=S/V=6/d形状规则的颗粒颗粒的特性：非均相混和物分离的目的

颗粒的形状系数：用形状系数表示颗粒的形状，最常用的形状系数是球形度Φs，它的定义式为:

Φs

=S/Sp(Sp,颗粒的表面积；S与该颗粒体积相等的圆球的表面积）相同体积的不同形状颗粒中，球形颗粒的表面积最小，非球形颗粒而言，Φs<1；球形颗粒，Φs=1。非球形颗粒的当量直径(体积当量直径deV;表面积当量直径des;比表面积当量直径dea)：

dev=(6Vp/π)1/3des=(S/π)1/2dea=6/a形状不规则的颗粒颗粒群特性:由大小不等的粒子组成的集合体，称为非均一粒子或多分散粒子。具有同一粒径的颗粒称为单一性粒子或单分散性粒子。da=1/∑(xi/di)[da,平均比表面积直径;xi,di粒径段内颗粒的质量分数;di,筛分直径]

重力沉降1.沉降速度1）球形颗粒的自由沉降2）阻力系数

3）影响沉降速度的因素a.流体的粘度b.颗粒的体积分数c.器壁效应d.颗粒形状的影响4）沉降速度的计算

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（终端速度）为：1<Ret

<103（过渡区或艾仑定律区）103<Ret

<105（湍流区或牛顿定律区）重力沉降2.重力沉降的设备1）降尘室a单层降尘室必要条件：停留时间≥沉降时间生产能力：b多层降尘室降尘室的生产能力与高度H无关2）沉降槽目的：提高悬浮液浓度、得到澄清液体的重力沉降设备3）分级器利用重力沉降对不同粒度的颗粒/不同密度颗粒进行分离/分类生产能力：可间歇操作/连续操作离心沉降1.定义：依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程。适用：分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的非均相物系2.惯性离心力作用下的沉降速度3.

旋风分离器适用：除去气流中直径在5μm以上的尘粒不适用：粘性粉尘，含湿量高的粉尘，腐蚀性粉尘。向心力+阻力=离心力层流ζ=Re/24

200μm以上：重力沉降

5μm以下：袋滤器/湿法捕集离心分离因数=离心沉降速度/重力沉降速度工作原理从气流中分离出尘粒1.临界粒径，dc2.分离效率3.压力降，^p总效率：n0=(C1-C2)/C1粒级效率：np,i=(C1,i-C2,i)/C1,i过滤过滤目的从悬浮液中分离出固体颗粒，得到清净的液体或固相产品。过滤原理在外力（重力、压力、离心力）的作用下，悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来，从而实现固、液分离。过滤方式1.深床过滤2.饼层过滤过滤介质1.织物介质2.堆积介质3.多孔固体介质颗粒床层的特性及流体流过床层的压降床层孔隙率：

ε=空隙体积/床层体积单位：m3/m3颗粒的比表面积床层比表面积空床流速细管的当量直径压降滤饼常数滤饼压缩指数1.可压缩滤饼s＝0～12.不可压缩滤饼s=0过滤压力差V:滤液体积Ve：过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤液体积m3单位压力差下滤饼的阻尼滤饼体积与相应的滤液体积之比滤液粘度滤饼比阻滤饼阻力R＝rL过滤速率过滤速度恒压过滤恒压过滤方程式k―表征过滤物料特性的常数，m4/（N·s）介质阻力忽略Ve=0,θe=0，简化为K—过滤常数，与过滤的压力降及悬浮液性质、温度有关。过滤常数的测定1）恒压下K、qe、θe的测定2）压缩指数s的测定、物料特性常数k的测定lgK-lg∆p成线性关系，斜率1-s,截距lg2kθ1-q1θ2-q2K、qeθ

e法一：法二：恒速过滤与先恒速后恒压过滤q＝uRθ

或V＝AuRθ过滤速度恒速过滤时不可压缩滤饼表明：对不可压缩滤饼进行恒速过滤时，压强随时间成直线升高令VR，θR分别为恒速升压阶段终了瞬间的滤液体积及过滤时间恒压过滤操作阶段有：K为恒速过滤终了时的K值，θ和V为从过滤开始计的值。过滤设备框（二钮）两侧有滤布，容纳滤浆、滤饼滤板洗涤板（一钮）过滤板（三钮）按操作方式：间歇（过滤、洗涤、卸渣、整理、装合）、连续按压差：压滤、吸滤、离心分类间歇压滤过滤板框压滤机加压压滤机

使用颗粒积于滤布外侧形成滤饼洗涤方法：置换洗涤法，洗涤路径与过滤相同（洗涤面积=过滤面积）吸滤型连续过滤转筒真空过滤机转盘转动一周：过滤、吸干、洗涤、吹松、卸饼滤饼的洗涤目的：回收在颗粒缝隙里的滤液、净化滤饼颗粒洗涤时间：

叶滤机板框压滤机

当洗水粘度、洗水表压与滤液粘度、过滤压强差有明显差异时，洗涤时间校正为：洗水黏度≈滤液黏度推动力压强差相等过滤机生产能力间歇过滤机连续过滤机（单位时间获得滤液体积）操作周期T，s

过滤时间根据恒压过滤方程式求一个操作周期的滤液

一个操作周期

生产能力

忽略介质阻力

习题1.若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。2.沉降过程有沉降和沉降两种方式。3.阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。4.影响沉降速度的主要因素有①；②；③；5.在饼层过滤中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是而不是。6.在恒压操作一个周期中，已知过滤时间为τ，获得的滤液量为V，现仅将过滤压差增加2倍，则过滤时间变为（设滤饼不可压缩，且介质阻力不计)。7.在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/s。当颗粒与流体