化工原理上考研精品课程沉降

化工原理上考研精品课程沉降第一页，共二十页，2022年，8月28日

非均相物系分离的研究目的：

（1）分散相的分离回收结晶的产品从水中分离

（2）连续相的分离回收去除溶液中的固体杂物

（3）分散相与连续相的同时分离回收结晶的产品从有机溶剂中分离

（4）连续相的净化发电厂排放的烟中除尘净化

非均相物系分离的主要方法：

（1）沉降

（2）过滤

第二页，共二十页，2022年，8月28日3.2重力沉降3.2.1重力沉降速度（1）球形颗粒的自由沉降恒速沉降时，du/dτ＝0，u=u0，于是：注意：沉降速度u0为颗粒与流体的相对运动速度。---单个颗粒在无限流体中的降落过程加速段：极短，通常可以忽略第三页，共二十页，2022年，8月28日（2）阻力系数第四页，共二十页，2022年，8月28日第五页，共二十页，2022年，8月28日（3）沉降速度的计算有两类问题（1）已知d求u0(2)已知u0求d计算方法有：（1）试差法（2）摩擦数群法(不讲)例：落球粘度计现有密度为1080kg/m3、直径为0.16mm的钢球置于密度980kg/m3的某液体中，盛放液体的玻璃管的内径D为20mm。测得小球的沉降速度为1.70mm/s，试计算此时液体的粘度。当d/D<0.1时，器壁对沉降速度的影响可用下式校正：解：校核雷诺数第六页，共二十页，2022年，8月28日（4）其他因数对沉降速度的影响（实际沉降过程）干扰沉降在颗粒的体积浓度<0.2%时，偏差<1%。当浓度较高时，干扰沉降速度可先按自由沉降计算，然后予以校正；端效应容器器壁及底面均增加颗粒沉降时的阻力，使实际沉降速度减小；分子运动当d<0.5μm时，沉降将受到分子热运动的影响；非球形可采用球形颗粒的方法计算，但颗粒直径应采用以投影面积为准的当量直径。当流体以一定的速度u向上流动时，则固体颗粒的绝对速度up为：当u<u0时，颗粒向下运动（沉降）；u>u0时，颗粒向上运动；u=u0时，颗粒悬在流体中静止不动（流态化）。第七页，共二十页，2022年，8月28日3.2.2重力沉降设备（1）降沉室若qV一定时：第八页，共二十页，2022年，8月28日悬浮液的沉聚过程第九页，共二十页，2022年，8月28日(2)沉降槽第十页，共二十页，2022年，8月28日沉降槽（增稠器）属于干扰沉降愈往下沉降速度愈慢-----愈往下颗粒浓度愈高，其表观粘度愈大，对沉降的干扰、阻力便愈大；沉降很快的大颗粒又会把沉降慢的小颗粒向下拉，结果小颗粒被加速而大颗粒则变慢。有时颗粒又会相互聚结成棉絮状整团往下沉，这称为絮凝现象，使沉降加快。这种过程中的沉降速度难以进行理论计算，通常要由实验决定。因固-液密度相差不是很悬殊，故较难分离，因此，连续沉降槽的直径可以大到100m以上，高度却都在几米以内。

特点：第十一页，共二十页，2022年，8月28日3.3离心沉降uT颗粒作圆周运动的切向速度3.3.1离心沉降速度ur为颗粒在半径方向的沉降速度第十二页，共二十页，2022年，8月28日同一颗粒抽受离心力与重力之比：对两相的密度差较小，或颗粒粒度较细，以离心力加快沉降。占地面积小；提高沉降效率；分离更小的颗粒（KC＝１００时，d小10倍）。第十三页，共二十页，2022年，8月28日3.3.2离心沉降设备一、构造与操作（1）旋风分离器第十四页，共二十页，2022年，8月28日除尘原理：含尘气体以切线方向进入，速度为12～25ms-1，按螺旋形路线向器底旋转，接近底部后转而向上，成为气芯，然后从顶部的中央排气管排出。气流中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中逐渐趋向器壁，碰到器壁后落下，自锥形底落入灰斗。第十五页，共二十页，2022年，8月28日二、分离性能的估计颗粒在分离器内任何位置的切向速度相同，且UT（切向速度）=Ui（气体进口速度）穿过的最大厚度=进气口宽度B。沉降时间=停留时间第十六页，共二十页，2022年，8月28日三、分离效率四、阻力损失粒级效率----按颗粒大小分别表示出被分离的分率（常按质量）；总效率------全部粉尘中，实际上能被分离出来的总质量分率。第十七页，共二十页，2022年，8月28日（2）旋液分离器利用离心力从液流中分离固体颗粒的设备特点：

与旋风分离器相比，直径小、锥形部分长。第十八页，共二十页，2022年，8月28日n=1/2,层流区n=1,湍流区n=1/2~1