過程工程原理第三章：機械分離與固體流態(tài)化

1、目錄目錄第三章第三章 機械分離與固體流態(tài)化機械分離與固體流態(tài)化 3.1 過濾過濾 一、概述二、過濾基本方程三、過濾常數(shù)的測定四、濾餅洗滌五、過濾設(shè)備及過濾計算習(xí)題課六、離心過濾機浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/目錄目錄1目錄目錄 3.2 沉降分離沉降分離 3.2.1 重力沉降原理及設(shè)備 一、重力沉降原理 二、重力沉降設(shè)備 3.2.2 離心沉降原理及設(shè)備 一、離心沉降原理 二、離心沉降設(shè)備 3.2.3 離心機浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/目錄目錄2目錄目錄 3.3 固體流態(tài)化固體流態(tài)化一、什么是流態(tài)化一、什么是流態(tài)化二、流化床的兩種形態(tài)二、流化床的兩種形態(tài)三

2、、流化床的主要特性三、流化床的主要特性浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/目錄目錄3第三章推薦閱讀材料：第三章推薦閱讀材料：1、譚天恩，竇梅，周明華、譚天恩，竇梅，周明華. 化工原理化工原理. 上冊上冊. 第三版第三版. 北京：化學(xué)工業(yè)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，出版社，20062McCabe W L，Smith J C, Harriott P. Unit Operations of chemical Engineering. 6th ed. New York: McGraw-Hill, 2001（英文影印版：化（英文影印版：化學(xué)工程單元操作學(xué)工程單元操作. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，北京

3、：化學(xué)工業(yè)出版社，2003）3、時鈞等時鈞等. . 化學(xué)工程手冊化學(xué)工程手冊. . 第二版第二版. . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，19961996 浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/目錄目錄4浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章第三章第三章 機械分離與固體流態(tài)化機械分離與固體流態(tài)化 非均相物系非均相物系均相物系均相物系分離分離 懸浮液懸浮液-固固-液混合物液混合物乳濁液乳濁液-液液-液混合物液混合物含塵氣體含塵氣體-氣氣-固混合物固混合物 含霧氣體含霧氣體-氣氣-液混合物液混合物-篩分、沉降、過濾篩分、沉降、過濾-將在甲將在甲II

4、、甲、甲III中介紹中介紹5/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章 3.1 過濾過濾 濾濾餅餅過過濾濾深深層層過過濾濾兩兩種種過過濾濾方方式式一、概述一、概述 這種過濾是在過濾介這種過濾是在過濾介質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行的，介質(zhì)表質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行的，介質(zhì)表面無濾餅形成。面無濾餅形成。 此法適用于從液體中此法適用于從液體中除去很小量的固體微粒除去很小量的固體微粒，例如飲用水的凈化。，例如飲用水的凈化。多孔性過濾介質(zhì)多孔性過濾介質(zhì)懸浮液懸浮液-固固- -液混合物液混合物含塵氣體含塵氣體-氣氣- -固混合物固混合物 過濾過濾深層過濾：深層過濾：6/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電

5、子教案電子教案/ /第三章第三章一、概述一、概述濾漿濾餅過濾介質(zhì)濾液-推動力：重力、壓力、離心力推動力：重力、壓力、離心力 濾餅過濾濾餅過濾深層過濾深層過濾兩種過濾方式兩種過濾方式濾餅過濾濾餅過濾請點擊觀看動畫請點擊觀看動畫7/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章一、概述一、概述濾漿濾餅過濾介質(zhì)濾液濾餅過濾濾餅過濾工業(yè)用過濾介質(zhì)主要有：工業(yè)用過濾介質(zhì)主要有： 棉、麻、絲、毛、合成纖維、棉、麻、絲、毛、合成纖維、金屬絲等編織成的濾布。金屬絲等編織成的濾布。過濾介質(zhì)：過濾介質(zhì)：多孔性多孔性 耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機械強度。耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機械強度。濾餅：

6、濾餅： 多孔性多孔性是真正的過濾阻力所在。是真正的過濾阻力所在。濾餅的壓縮性：濾餅的壓縮性： 空隙結(jié)構(gòu)易變形的濾餅為可壓縮濾餅?？障督Y(jié)構(gòu)易變形的濾餅為可壓縮濾餅。 8/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章一、概述一、概述濾漿濾餅過濾介質(zhì)濾液濾餅過濾濾餅過濾 助濾劑能形成結(jié)構(gòu)疏松、而助濾劑能形成結(jié)構(gòu)疏松、而且?guī)缀跏遣豢蓧嚎s的濾餅?？筛那?guī)缀跏遣豢蓧嚎s的濾餅?？筛纳圃瓰V餅的可壓縮性和過于致密善原濾餅的可壓縮性和過于致密的缺點。的缺點。 助濾劑：助濾劑：-是顆粒細(xì)小、粒度分布范圍較窄、堅硬而懸浮性好是顆粒細(xì)小、粒度分布范圍較窄、堅硬而懸浮性好 的顆粒狀或纖維固體，如

7、硅藻土、纖維粉末、活性的顆粒狀或纖維固體，如硅藻土、纖維粉末、活性 炭、石棉。炭、石棉。使用方法：使用方法：u預(yù)涂預(yù)涂u混入待濾的濾漿中一起過濾?；烊氪秊V的濾漿中一起過濾。9/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、過濾基本方程二、過濾基本方程 L V（濾液量）（濾液量） -濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關(guān)系的關(guān)系-單位時間、單位過濾面積通過的濾液體積，單位時間、單位過濾面積通過的濾液體積，m3/m2 s過濾速度過濾速度AVq 其中其中A ddqAdVdu 過濾速率過濾速率 dVd即濾液的（空床）流速，又稱表觀速度即濾液的（空床）流速，又稱表觀速度m3/s

8、u非恒定非恒定濾餅過濾過程中，濾餅越來越厚濾餅過濾過程中，濾餅越來越厚過濾速率（速度）越來越小。過濾速率（速度）越來越小。濾液量越來越大；濾液量越來越大；(單位過濾面積所得的濾液量單位過濾面積所得的濾液量)10/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、過濾基本方程二、過濾基本方程1、過濾基本方程的推導(dǎo)、過濾基本方程的推導(dǎo)-濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關(guān)系的關(guān)系 le de u L u 細(xì)管的內(nèi)表面積等于細(xì)管的內(nèi)表面積等于全部顆粒的表面積全部顆粒的表面積流體的流動空間等于流體的流動空間等于床層中顆粒之間的全床層中顆粒之間的全部空隙體積。部空隙體積。1p 1

9、p 221udlee 1Re64 11Reude u u1 1實際情況：流體流動路徑很復(fù)雜，實際情況：流體流動路徑很復(fù)雜， 阻力損失無法計算阻力損失無法計算 屬層流屬層流 可視為并聯(lián)管路可視為并聯(lián)管路 221udlwpf 簡化模型：簡化模型： 推動力、阻力不變推動力、阻力不變 均為等徑管，并聯(lián)均為等徑管，并聯(lián) 細(xì)管長度細(xì)管長度le與床層高度與床層高度L成正比成正比 屬層流屬層流 阻力損失很易計算阻力損失很易計算21132eedlpu -哈根哈根-泊謖葉方程泊謖葉方程11/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、過濾基本方程二、過濾基本方程 L u (2)細(xì)管的

10、內(nèi)表面積等于全部顆粒的表面積，細(xì)管的內(nèi)表面積等于全部顆粒的表面積， 流體的流動空間等于床層中顆粒之間的全部空隙體積。流體的流動空間等于床層中顆粒之間的全部空隙體積。1、過濾基本方程的推導(dǎo)、過濾基本方程的推導(dǎo)假定：假定：CLle 潤濕周邊潤濕周邊流通截面積流通截面積 4ed細(xì)細(xì)管管的的全全部部內(nèi)內(nèi)表表面面積積細(xì)細(xì)管管的的流流動動空空間間 4 1aaB濾餅體積濾餅體積濾餅的比表面積濾餅的比表面積顆粒的比顆粒的比表面積表面積-濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關(guān)系的關(guān)系簡化模型簡化模型 le de u 流體在固定床內(nèi)流動的簡化模型 (1)細(xì)管長度細(xì)管長度le與床層高度與床層高度L成正比成正比cBcV

11、aV 4 14a12/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、過濾基本方程二、過濾基本方程 14ade L le u de u 流體在固定床內(nèi)流動的簡化模型 21132eedlpu 1p -哈根哈根-泊謖葉方程泊謖葉方程 uu 1AuuA 1 由質(zhì)量守恒得：由質(zhì)量守恒得：濾餅截濾餅截面積面積A-濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關(guān)系的關(guān)系真實速度真實速度 u u1 11p CLle 13/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、過濾基本方程二、過濾基本方程 LpCau 122312 Lrp 1 ddqAdVdu 過濾阻力過濾阻

12、力過濾推動力過濾推動力 Lrpu 2介質(zhì)阻力）介質(zhì)阻力）（濾餅阻力（濾餅阻力過濾總推動力過濾總推動力 eLLrpu p2 232212 mCar比比阻阻，單單位位令令 思考：思考：影響過濾阻力的因素有哪些？影響過濾阻力的因素有哪些？ 影響過濾速度的因素有哪些？影響過濾速度的因素有哪些？（濾餅）（濾餅）對過濾介質(zhì)：對過濾介質(zhì)：-濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關(guān)系的關(guān)系 p1ueLrp 2 p14/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、過濾基本方程二、過濾基本方程 eVVcrpA AdVd 設(shè)每獲得單位體積濾液時，被截留在過濾介質(zhì)上的濾餅體設(shè)每獲得單位體積濾

13、液時，被截留在過濾介質(zhì)上的濾餅體積為積為c（m3濾餅濾餅/m3濾液），則濾液），則 sprr 0令令 AdVd esVVcrAp 01 AVcL AcVLee eLLrpu 濾濾餅餅濾濾液液1c思考思考2：如果已知濾漿中固體物濃如果已知濾漿中固體物濃度和濾餅空隙率，如何計度和濾餅空隙率，如何計算出算出c c？壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)0s75 m以上顆粒以上顆粒-用于除去用于除去510 m 顆粒顆粒42/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章 3.2.1 重力沉降原理及設(shè)備重力沉降原理及設(shè)備一、重力沉降原理一、重力沉降原理gVpp gVp 4222ptDdu 0 DbBF

14、FF合外力合外力 04222 ptDppdugV 1 1、自由沉降、自由沉降極短，通?？梢院雎詷O短，通常可以忽略該段的顆粒運動速度稱為該段的顆粒運動速度稱為沉降速度，沉降速度，用用ut表示。此時表示。此時加速段：加速段：等速段：等速段：浮力浮力Fb 曳力曳力FD重力重力FB顆粒在流體中沉降時受力-單個球型單個球型顆粒在顆粒在無無限流體限流體中的降落過程中的降落過程對球形顆粒則有：對球形顆粒則有：回憶：回憶：第一章的摩擦阻第一章的摩擦阻力計算式力計算式)(23mkgmNkgJ 單單位位22uwf 思考：思考：ut 是顆粒與流體的相對速度，而是顆粒與流體的相對速度，而不一定是顆粒的絕對速度，此話對

15、否？不一定是顆粒的絕對速度，此話對否？43/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、自由沉降、自由沉降 0426223 ptDppdugd Dpptgdu 34 D如圖如圖3-15所示。所示。 pDRe24 182gduppt 10000 4000 1000 400 100 D 40 10 4 1 1 0.4 0.1 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 105 106 Rep=dpu/ 曳力系數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系 爬流區(qū)爬流區(qū)Rep=dput / 1或或2 層流區(qū)層流區(qū)（爬流區(qū)，斯托克斯區(qū)）（爬流區(qū)，斯托克斯區(qū)）-斯托克斯公式斯

16、托克斯公式44/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、自由沉降、自由沉降 182gduppt u顆粒越大，沉降越快；顆粒越大，沉降越快；u顆粒相對越重，沉降越快；顆粒相對越重，沉降越快；u流體越黏，沉降越慢。流體越黏，沉降越慢。45/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章2、實際沉降、實際沉降v 干擾沉降干擾沉降 u大量顆粒的存在使流體的大量顆粒的存在使流體的表觀黏度和密度表觀黏度和密度較純較純流體的大，尤其是沉降設(shè)備的下部更是如此，此流體的大，尤其是沉降設(shè)備的下部更是如此，此因素的影響將使實際沉降速度要比自由沉降時的因素

17、的影響將使實際沉降速度要比自由沉降時的小。小。u當(dāng)顆粒沉降時，當(dāng)顆粒沉降時，流體會被置換而向上流體會被置換而向上運動，運動，從而阻滯了鄰近顆粒的沉降，此因素的影響將使從而阻滯了鄰近顆粒的沉降，此因素的影響將使顆粒相對地面速度要比自由沉降時的小。顆粒相對地面速度要比自由沉降時的小。u當(dāng)混合物中顆粒的濃度較大時，大量固相顆粒當(dāng)混合物中顆粒的濃度較大時，大量固相顆粒之間可能會之間可能會相互黏連而成為較大顆粒相互黏連而成為較大顆粒向下沉降，向下沉降，此因素的影響將使實際沉降速度要比自由沉降時此因素的影響將使實際沉降速度要比自由沉降時的大。的大。 u容器的壁面會增大顆粒沉降時的曳力，使顆粒容器的壁面會增

18、大顆粒沉降時的曳力，使顆粒的沉降速度比自由沉降時的小，稱為的沉降速度比自由沉降時的小，稱為壁面效應(yīng)壁面效應(yīng)。 182gduppt 46/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章2、實際沉降、實際沉降 10000 4000 1000 400 100 D 40 5 10 4 4 3 2 1 1 0.4 0.1 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 105 106 Rep=dpu/ 曳力系數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系 v 非球形顆粒的影響非球形顆粒的影響 顆粒形狀偏離球形程度越大，曳力系數(shù)越大，相應(yīng)地，沉降速度越小。顆粒形狀偏離球形程度越大，曳力系數(shù)越

19、大，相應(yīng)地，沉降速度越小。球形顆粒非球形度非球形顆粒的位向?qū)Τ两邓俣纫灿杏绊?，例如，針形顆粒直立著沉降非球形顆粒的位向?qū)Τ两邓俣纫灿杏绊懀?，針形顆粒直立著沉降與平臥著沉降，其阻力顯然大有區(qū)別。與平臥著沉降，其阻力顯然大有區(qū)別。 Dpptgdu 34 47/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、重力沉降設(shè)備二、重力沉降設(shè)備 液固體系液固體系沉降槽沉降槽氣固體系氣固體系降塵室降塵室-用于除去用于除去75 m以上顆粒以上顆粒重力沉降設(shè)備重力沉降設(shè)備 48/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、降塵室、降塵室 氣體氣體 氣

20、體氣體 進(jìn)口進(jìn)口 出口出口 集灰斗集灰斗 L B 含塵氣體含塵氣體 H 顆粒在降塵室中的運動顆粒在降塵室中的運動 0 停停留留時時間間 t 沉沉降降時時間間uLtu高高度度則表明，該顆粒能在降塵室中則表明，該顆粒能在降塵室中除去。除去。思考思考1：為什么氣體進(jìn)入降塵為什么氣體進(jìn)入降塵室后，流通截面積要擴大？室后，流通截面積要擴大？思考思考2 2：為什么降塵室為什么降塵室要做成扁平的？要做成扁平的？結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：除塵原理：除塵原理：為了增大停留時間。為了增大停留時間。t 0若若ut uu49/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、降塵室、降塵室tuHuL 即

21、即思考思考3：能夠被能夠被100%除去的最小顆粒，除去的最小顆粒，必須滿足什么條件？必須滿足什么條件？t 0 182gduppt LgHudpp 18min L u B 氣體氣體 ut H 顆粒在降塵室中的運動顆粒在降塵室中的運動 思考思考4：粒徑比粒徑比dpmin小的顆粒，小的顆粒，被除去的百分?jǐn)?shù)如何計算？被除去的百分?jǐn)?shù)如何計算？ 182gduppt -斯托克斯公式斯托克斯公式Hhddpp min 底底AVgp 1850/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、降塵室、降塵室 底底AVgLgHudppp 1818minL u B氣體氣體 ut H 顆粒在

22、降塵室中的運動顆粒在降塵室中的運動BHu tuHuL 可見，降塵室（最大）處可見，降塵室（最大）處理量與底面積、沉降速度有理量與底面積、沉降速度有關(guān)關(guān), ,而與降塵室高度無關(guān)。而與降塵室高度無關(guān)。 故降塵室多做成扁平的。故降塵室多做成扁平的。 注意注意! 降塵室不可太扁，即氣體流速不應(yīng)過高，降塵室不可太扁，即氣體流速不應(yīng)過高，以免將已沉降下來的以免將已沉降下來的顆粒重新?lián)P起顆粒重新?lián)P起。根據(jù)。根據(jù)經(jīng)驗，多數(shù)灰塵的分離，可取經(jīng)驗，多數(shù)灰塵的分離，可取u3m/s，較，較易揚起灰塵的，可取易揚起灰塵的，可取u510 m 顆粒顆粒離心沉降設(shè)備離心沉降設(shè)備除去除去2.5 m 的的顆粒要用袋濾或電除塵方法

23、。顆粒要用袋濾或電除塵方法。56/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器 B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器請點擊觀看動畫請點擊觀看動畫結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：除塵原理：除塵原理：上部為圓筒形，下部為圓錐形。上部為圓筒形，下部為圓錐形。 兩個氣旋兩個氣旋兩個氣旋各起什么作用？兩個氣旋各起什么作用？Why？57/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器mipcmpcrrudrudu 1818)(2222 ruB沉沉降降時時間間 B 凈化氣體凈化氣

24、體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器滿足：滿足：幾點假設(shè)：幾點假設(shè)：v假設(shè)器內(nèi)氣體速度恒定，且等于進(jìn)口氣速假設(shè)器內(nèi)氣體速度恒定，且等于進(jìn)口氣速ui；v假設(shè)顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大假設(shè)顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大 厚度等于進(jìn)氣口寬度厚度等于進(jìn)氣口寬度B；v假設(shè)顆粒沉降服從斯托克斯公式。假設(shè)顆粒沉降服從斯托克斯公式。uiui臨界粒徑臨界粒徑dc -100%分離出來的最小顆粒的直徑分離出來的最小顆粒的直徑停留時間停留時間 0 = 沉降時間沉降時間 rimuNr 2停留時間停留時間 N值與進(jìn)口氣速有關(guān)，對常用形式的旋風(fēng)分離器，風(fēng)速值與進(jìn)口氣速有關(guān)，對常用形式的旋風(fēng)分離

25、器，風(fēng)速12 25 m s-1范圍內(nèi)，一般可取范圍內(nèi)，一般可取N =3 4.5，風(fēng)速愈大，風(fēng)速愈大，N也愈大。也愈大。 rudrdaduppppcppr58/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器22182ipcmimudBruNr picNuBd 9 B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器結(jié)論：結(jié)論： 旋風(fēng)分離器越細(xì)、越長（旋風(fēng)分離器越細(xì)、越長（N越大）越大）, ui 越越大，除塵效果越好（大，除塵效果越好（dc越?。┰叫。┧伎妓伎? 5：將相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)操作能

26、否提高將相同的旋風(fēng)分離器串聯(lián)操作能否提高分離性能分離性能? ? 并聯(lián)操作呢？并聯(lián)操作呢？59/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章1 1、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器評價旋風(fēng)分離器性能的兩個主要指標(biāo)：評價旋風(fēng)分離器性能的兩個主要指標(biāo)：分離性能：壓降：用臨界粒徑和分離效率來表示 小好，一般在小好，一般在500 2000Pa左右左右總效率：被分離出來的顆粒占全部顆粒的百分率總效率：被分離出來的顆粒占全部顆粒的百分率粒級效率：每一種顆粒被分離的百分率粒級效率：每一種顆粒被分離的百分率理論值理論值實際值實際值60/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第

27、三章第三章2 2、旋液分離器、旋液分離器 B 凈化氣體凈化氣體 含塵含塵 氣體氣體 A D 塵粒塵粒 標(biāo)準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器Why? 與旋風(fēng)分離器相比，直徑更小、錐形與旋風(fēng)分離器相比，直徑更小、錐形部分更長。部分更長。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：61/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章 3.2.3 離心機離心機請點擊觀看動畫請點擊觀看動畫在旋風(fēng)（液）分離器中，離心力是由被分離的混合物以切線方向進(jìn)在旋風(fēng)（液）分離器中，離心力是由被分離的混合物以切線方向進(jìn)入設(shè)備而引起；入設(shè)備而引起；在離心機中，離心力是由設(shè)備本身的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。在離心機中，離心力是由設(shè)備本身的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：分離原

28、理：分離原理：適用場合：適用場合：懸浮液或乳濁液懸浮液或乳濁液利用離心力利用離心力離心機與旋風(fēng)（液）分離器的區(qū)別？離心機與旋風(fēng)（液）分離器的區(qū)別？62/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章 3.3 固體流態(tài)化固體流態(tài)化 (a)固定床 (b)流化床 (c)氣力輸送 一、什么是固體流態(tài)化？一、什么是固體流態(tài)化？此時流體的真正此時流體的真正速度速度 u ut浮力浮力曳力曳力重力重力真正速度真正速度u 表觀速度表觀速度u 浮力浮力+ +曳力曳力（用（用u 算）算）重力重力= =浮力浮力+ +曳力曳力重力重力 浮力浮力+ +曳力曳力u與與u 關(guān)系？關(guān)系？ uu -固體顆

29、粒像流體一樣進(jìn)行流動的現(xiàn)象。固體顆粒像流體一樣進(jìn)行流動的現(xiàn)象。 從起始流態(tài)化開始到氣力輸送為止，這段都屬于流態(tài)從起始流態(tài)化開始到氣力輸送為止，這段都屬于流態(tài)化范圍化范圍, , 即從起始流化時的空隙率即從起始流化時的空隙率 mf163/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章 固體流態(tài)化被廣泛運用在粉粒狀物料的輸送、混合、加固體流態(tài)化被廣泛運用在粉粒狀物料的輸送、混合、加熱或冷卻、干燥、吸附、煅燒和氣熱或冷卻、干燥、吸附、煅燒和氣 固反應(yīng)等過程中。固反應(yīng)等過程中。 64/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章二、流化床的兩種形態(tài)二、流

30、化床的兩種形態(tài) 聚 式 流 化 床 床層膨脹均勻、顆粒在床內(nèi)分布較均勻，床層的上床層膨脹均勻、顆粒在床內(nèi)分布較均勻，床層的上界面較為清晰。界面較為清晰。 散式流態(tài)化：散式流態(tài)化：液固體系液固體系聚式流態(tài)化：聚式流態(tài)化：氣固體系氣固體系乳化相（密相）乳化相（密相）氣泡相（稀相）氣泡相（稀相）兩種不正常現(xiàn)象兩種不正?，F(xiàn)象騰涌現(xiàn)象（小床）溝流現(xiàn)象 床層內(nèi)有氣泡，床層波動頻繁，顆粒在床內(nèi)分布不床層內(nèi)有氣泡，床層波動頻繁，顆粒在床內(nèi)分布不均勻，床層的上界面不清晰。均勻，床層的上界面不清晰。 65/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章三、流化床的主要特性三、流化床的主要特

31、性 (a) (b) (c) (d) 流化床的類似于液體的特性pWA1 1、液體樣特性：、液體樣特性： 66/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章三、流化床的主要特性三、流化床的主要特性 p2 p1 1 1 2 2 A L 2、具有恒定的壓力損失（廣義壓差）：、具有恒定的壓力損失（廣義壓差）： pfgmgmpAlp 床層中顆床層中顆粒質(zhì)量粒質(zhì)量床內(nèi)流床內(nèi)流體質(zhì)量體質(zhì)量又又 pplmALm不變不變變變流化床的流體作機械能衡算：流化床的流體作機械能衡算： ApgALpAf gmAppppf)( gALpA 整個床層受力平衡，即合力整個床層受力平衡，即合力= =重力重

32、力- -壓差壓差=0=0 gmgALpAppp)( 67/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章 固定床 流化床 帶出開始 C A D A 起始流化速度 帶出速度 logu 流化床壓力損失與氣速關(guān)系 logpf B 三、流化床的主要特性三、流化床的主要特性 聚式流化床gmAppppf)( 床層中固體物的凈重量床層中固體物的凈重量（重力浮力）（重力浮力）常數(shù)常數(shù)廣義壓差廣義壓差-具有恒定的壓力損失具有恒定的壓力損失 （廣義壓差）（廣義壓差）gALpA 壓力損失壓力損失68/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章第三章小結(jié)第三章小結(jié)1 1、重要概念：、重要概念：濾漿濾漿濾餅濾餅過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)濾液濾液生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 nKAVnTVQwVQQQDweVD max0：，連連續(xù)續(xù)式式時時當(dāng)當(dāng)，間間歇歇式式：，過濾：過濾：69/75浙江大學(xué)浙江大學(xué)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第三章第三章第三章小結(jié)第三章小結(jié)2 2、公式