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文档简介

第三章

沉降与过滤第一节概述一、非均相物系的分离混合物——均匀混合物（均相物系）例：水与乙醇不均匀混合物（非均相物系）例：气溶胶，悬浮液，乳浊液其中，固体颗粒称为分散相，气、液相称为连续相或分散介质。分离方法均相物系——蒸馏、吸收、萃取、结晶等非均相物系——沉降、过滤、膜分离等二、学习内容沉降——重力沉降、离心沉降过滤——压力过滤三、学习目的掌握几种操作的原理及应用计算了解理论的建立过程及几种典型设备第二节沉降一、重力沉降1、球形颗粒在流体中的自由沉降自由沉降：当颗粒在流体中只受重力和浮力，不受其它因素影响而发生沉降时，称为自由沉降。颗粒受力：重力、浮力和阻力。设颗粒从静止开始运动，沉降时，阻力方向与运动方向相反颗粒在运动过程中，FbFdmg3、重力沉降的具体应用，降尘室分离条件：从入口到出口的停留时间大于等于沉降时间应用计算：（1）颗粒粒径一定时，求最大处理量（2）处理量一定时，求最小分离粒径（临界粒径）沉降除尘室动画

湍球塔除尘动画

【例3-2】

某除尘室高2m、宽2m、长5m，用于矿石焙烧炉的炉气除尘。矿尘的密度为4500kg·m-3，其形状近于圆球。操作条件下气体流量为，气体密度为、粘度为3×10

-5Pa·s。试求理论上能完全除去的最小矿粒直径。解：由公式可知，降尘室能完全除去的最小颗粒的沉降速度为：

假定在层流区，得：

25000m3。h-10.6kg·m3广州水厂全貌

图中兰色粗管是来自珠江的原料水，条形池子是絮凝池，左侧池是沉降池。这是沉降池。图为絮凝之后的水，是从沉降池底部流入，到池子上部水已很清了。水厂沉降池

二、离心沉降1、离心沉降原理及离心分离因数惯性依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程叫作离心沉降。

如果颗粒呈球状，其密度为ρp、直径为，流体的密度为，颗粒与中心轴的距离为R，切向速度为，则颗粒在径向上受到的三个作用力分别为：惯性离心力＝向心力＝阻力＝dpρur离心分离因数：3、离心沉降的应用——旋风分离器旋风分离器动画

文丘里除尘器动画

例3-3：速溶咖啡粉（比重1.05）的直径为60μm，被250℃热空气带入旋风分离器中，进入时切线速度为20m/s，在器内的旋转半径为0.5m。求其径向沉降速度。同样大小的颗粒在同温度的静止空气中沉降时，其沉降速度应为多少？（设沉降处于层流区）3、过滤速率方程三、恒压过滤过滤——恒压过滤，压力为定值，速率减慢；恒速过滤，速率恒定，增大压力1、恒压过滤速率方程或2、过滤常数的测定αt/q2qe/Kqtga=1/K解：（1）求过滤时间。过滤介质阻力可以忽略不计，滤渣为不可压缩的恒压过滤方程为：V2+2VVe=KA2t介质阻力忽略，即Ve≈0V=KA2t⊿p=100×103kpaA=40m2V=10m3x=0.05kg/m330℃水μ=0.8007×10-3Pasr=1×1014

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