第三章 沉降与过滤

第三章沉降与过滤2023/9/91第1页，课件共49页，创作于2023年2月

p

第二节重力沉降一、重力沉降速度（一）球形颗粒的自由沉降重力Fg浮力Fb阻力Fd自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉降过程中互不碰撞、互不影响。颗粒下沉第2页，课件共49页，创作于2023年2月第3页，课件共49页，创作于2023年2月重力沉降速度:

颗粒受力平衡时，匀速阶段颗粒相对于流体的运动速度。第4页，课件共49页，创作于2023年2月（二）流体中颗粒运动的阻力(曳力)

——阻力系数（曳力系数）

、

——流体特性dp、ut——颗粒特性第5页，课件共49页，创作于2023年2月第6页，课件共49页，创作于2023年2月——球形

圆盘形第7页，课件共49页，创作于2023年2月（1）层流区10－4<

Re<2Stokes区

（2）过渡区2<Re<500Allen区

（3）湍流区500<Re<2105Newton区（球形）第8页，课件共49页，创作于2023年2月（三）沉降速度的计算层流区：——Stokes(斯托克斯)式过渡区：湍流区：第9页，课件共49页，创作于2023年2月试差计算法：假设沉降处于某一区域；计算ut；计算Re，校验区域；若符合，则正确，否则重新假设区域。第10页，课件共49页，创作于2023年2月（四）影响沉降速度的其它因素1.干扰沉降2.

颗粒形状越小，阻力越大，Re相同时沉降速度越小。3.

壁效应使沉降速度下降。第11页，课件共49页，创作于2023年2月二、重力沉降设备（一）降尘室第12页，课件共49页，创作于2023年2月1.沉降分离条件停留时间：沉降时间：分离条件：W第13页，课件共49页，创作于2023年2月2.

生产能力qV——降尘室所处理含尘气体的体积流量结论：降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒沉降速度ut有关，而与高度H无关。第14页，课件共49页，创作于2023年2月多层降尘室：若n个隔板，则缺点：清灰难；隔板间距小，颗粒易被扬起。第15页，课件共49页，创作于2023年2月3.

临界颗粒直径临界颗粒直径dpC——降尘室理论上能100%除去的最小颗粒直径。层流第16页，课件共49页，创作于2023年2月（二）沉降槽（增稠器）1.

悬浮液的沉聚过程第17页，课件共49页，创作于2023年2月2.

沉降槽（增稠器）第18页，课件共49页，创作于2023年2月第三节离心沉降一、离心沉降速度（一）沉降过程切向速度u径向速度ur合成u合

合第19页，课件共49页，创作于2023年2月离心力：径向向外浮力：（向心力）指向中心阻力：指向中心受力平衡时，径向速度ur为该点的离心沉降速度。第20页，课件共49页，创作于2023年2月重力沉降速度ut离心沉降速度ur方向向下，大小不变径向向外，随r变化层流（二）离心分离因数离心分离因数KC——同一颗粒在同种介质中所受离心力与重力之比。第21页，课件共49页，创作于2023年2月二、离心沉降设备（一）旋风分离器1.结构与工作原理

KC为5~2500，可分离气体中5~75m的颗粒。第22页，课件共49页，创作于2023年2月2.临界颗粒直径uib假设：切向速度ut=进口速度ui

颗粒沉降的最大距离b

层流rm——平均旋转半径第23页，课件共49页，创作于2023年2月n——旋转圈数沉降时间：停留时间：沉降分离条件：沉降速度：第24页，课件共49页，创作于2023年2月临界颗粒直径：讨论：（1）bdpc

D旋风分离器越大，分离效果越不好所以生产能力较大时，一般采用多个小旋风分离器并联。（2）uidc分离效果好流动阻力大第25页，课件共49页，创作于2023年2月3.气体通过旋风分离器的压力降一般

p=0.3~2kPa进、排气与筒壁之间的摩擦损失；进入时突然扩大的局部阻力；旋转中动能损失造成气体压力降：由于:第26页，课件共49页，创作于2023年2月(二)旋液分离器第27页，课件共49页，创作于2023年2月(三)沉降式离心机管式离心机碟式离心机螺旋式离心机第28页，课件共49页，创作于2023年2月第四节过滤一、悬浮液的过滤推动力：压力差，离心力，重力阻力：滤饼、过滤介质阻力第29页，课件共49页，创作于2023年2月（一）两种过滤方式1.滤饼过滤第30页，课件共49页，创作于2023年2月2.

深层过滤第31页，课件共49页，创作于2023年2月（二）过滤介质类别：织物介质多孔性固体介质堆积介质

多孔膜：高聚物膜、无机膜第32页，课件共49页，创作于2023年2月（三）滤饼的可压缩性与助滤剂不可压缩滤饼：空隙不随压力变化可压缩滤饼：空隙随压力增加而减小（四）过滤过程物料衡算——加助滤剂（1）湿滤渣密度C——kg湿渣/kg干渣第33页，课件共49页，创作于2023年2月（2）干渣质量与滤液体积之比X——kg固体/kg悬浮液kg干渣/m3滤液（3）湿渣质量与滤液体积之比（4）湿渣体积与滤液体积之比——kg湿渣/m3滤液m3滤饼/m3滤液第34页，课件共49页，创作于2023年2月二、过滤速率基本方程式（一）过滤速率过滤速率：过滤速度：设为层流流动第35页，课件共49页，创作于2023年2月孔道长度孔道中流速与过滤速度的关系过滤速度第36页，课件共49页，创作于2023年2月令——滤饼的比阻过滤速度滤饼阻力过滤介质阻力

v——获得单位体积滤液所形成滤饼的体积，

m3滤饼/m3滤液；第37页，课件共49页，创作于2023年2月（二）过滤基本方程滤饼层：过滤介质层：

p

p1

p2滤液第38页，课件共49页，创作于2023年2月过滤速率——过滤基本方程则第39页，课件共49页，创作于2023年2月三、恒压过滤K为常数——恒压过滤方程式（一）滤液体积与过滤时间的关系第40页，课件共49页，创作于2023年2月Vo

1V1A第41页，课件共49页，创作于2023年2月(二)过滤常数的测定q

/q

/q～q为直线关系，其斜率为，截距为第42页，课件共49页，创作于2023年2月三、过滤设备及操作（一）板框过滤机第43页，课件共49页，创作于2023年2月第44页，课件共49页，创作于2023年2月——横穿洗涤法卸渣、清洗、组装特点：同部位、不同时间进行不同的操作。过滤：洗涤：滤液排出：明流、暗流第45页，课件共49页，创作于2023年2月（二）转筒真空过滤机1.结构与操作过滤区：1－4吹、卸滤渣区：

11－12吸干洗涤区：

5－105111410813212特点：同时间、不同部位进行不同的操作。第46页，课件共49页，创作于2023年2月设转筒的转速为N(1/s