化工原理第3章機械分離與固體流態(tài)化

1、自強不息 知行合一第三章第三章 機械分離機械分離與固體流態(tài)化與固體流態(tài)化3.1 3.1 概述概述3.1.1 3.1.1 非均相混合物非均相混合物3.1.2 3.1.2 顆粒與顆粒群的特性顆粒與顆粒群的特性3.1.3 3.1.3 篩分篩分3.23.2 沉降分離沉降分離3.2.1 3.2.1 重力沉降原理重力沉降原理3.2.2 3.2.2 重力沉降設備重力沉降設備3.2.3 3.2.3 離心沉降原理離心沉降原理3.2.4 3.2.4 離心沉降設備離心沉降設備3.33.3 過濾過濾 3.3.1 3.3.1 概述概述3.3.2 3.3.2 過濾基本方程過濾基本方程3.3.3 3.3.3 過濾常數(shù)的測定

2、過濾常數(shù)的測定3.3.4 3.3.4 濾餅洗滌濾餅洗滌3.3.5 3.3.5 過濾設備及過濾計算離心分離過濾設備及過濾計算離心分離3.43.4 離心分離離心分離3.53.5 固體流態(tài)化固體流態(tài)化3.5.1 3.5.1 什么是流態(tài)化什么是流態(tài)化3.5.2 3.5.2 流化床的兩種形態(tài)流化床的兩種形態(tài)3.5.3 3.5.3 流化床的主要特性流化床的主要特性3.1 3.1 概述概述3.1.1 非均相混合物非均相混合物3.1.2 顆粒與顆粒群的特性顆粒與顆粒群的特性3.1.3 篩分篩分.1分離過程在化工中的應用原料反應產(chǎn)物反應過程分離過程副產(chǎn)物如從氣固催化反應器的尾氣中收集催化劑顆粒廢

3、氣、廢液中有害物質除去，以減少環(huán)境污染如原料氣中顆粒雜質的去除以凈化反應原料原料分離過程目的產(chǎn)物副產(chǎn)物尚未反應的原料純度合格的產(chǎn)品反應產(chǎn)物混合物混合物 均相混合物均相混合物 非均相混合物非均相混合物 物系內(nèi)部各處物料性質均勻而且不存在相界面的混物系內(nèi)部各處物料性質均勻而且不存在相界面的混合物。合物。例如：互溶溶液及混合氣體例如：互溶溶液及混合氣體 分離方法：傳質分離過程，相間的遷移過程分離方法：傳質分離過程，相間的遷移過程物系內(nèi)部有隔開兩相的界面存在且界面兩側的物料物系內(nèi)部有隔開兩相的界面存在且界面兩側的物料性質截然不同的混合物。性質截然不同的混合物。例如例如固體顆粒和氣體構成的含塵氣體固體顆

4、粒和氣體構成的含塵氣體固體顆粒和液體構成的懸浮液固體顆粒和液體構成的懸浮液 不互溶液體構成的乳濁液不互溶液體構成的乳濁液 液體顆粒和氣體構成的含霧氣體液體顆粒和氣體構成的含霧氣體3.1.2混合物的分類混合物的分類非均相物系非均相物系分散相分散相 分散物質分散物質 處于分散狀態(tài)的物質處于分散狀態(tài)的物質 如：分散于流體中的固體顆粒、液滴或氣泡如：分散于流體中的固體顆粒、液滴或氣泡 連續(xù)相連續(xù)相連續(xù)相介質連續(xù)相介質 包圍著分散相物質且處于連續(xù)狀態(tài)的流體包圍著分散相物質且處于連續(xù)狀態(tài)的流體 如：氣態(tài)非均相物系中的氣體如：氣態(tài)非均相物系中的氣體 液態(tài)非均相物系中的連續(xù)液體液態(tài)非均相物系中的連續(xù)液體 分離

5、分離機械機械分離分離 沉降沉降 過濾過濾 不同的物理性質不同的物理性質 連續(xù)相與分散相連續(xù)相與分散相發(fā)生相對運動的方式發(fā)生相對運動的方式 分散相和連續(xù)相分散相和連續(xù)相 非均相物系分離的依據(jù)：分散相與連續(xù)相之間的物理性質的差異。如密度、顆粒外徑等。非均相物系的分離方法：機械法，使分散質與分散相之間發(fā)生相對運動，實現(xiàn)分離。表表3-1 非均相混合物分離方法非均相混合物分離方法氣態(tài)非均相混合物氣態(tài)非均相混合物液態(tài)非均相混合物液態(tài)非均相混合物微粒微粒d1m濕法除塵濕法除塵袋濾器袋濾器靜電除塵靜電除塵細粒細粒d10m離心沉降離心沉降粗粒粗粒d75m重力沉降重力沉降（慣性分離）（慣性分離）懸浮液增濃懸浮液增

6、濃乳濁液分離乳濁液分離固液分離固液分離旋風分離器旋風分離器（普通型與高（普通型與高效型）效型）降塵室降塵室沉聚沉聚旋液分離器旋液分離器離心分離機離心分離機深層過濾深層過濾餅層過濾餅層過濾砂濾砂濾炭慮炭慮真空過濾機真空過濾機壓濾機壓濾機離心過濾機離心過濾機沉降槽沉降槽旋液分離器旋液分離器沉降離心機沉降離心機自由沉降自由沉降干擾沉降干擾沉降顆粒相對于流體運動顆粒相對于流體運動流體通過顆粒床層流動流體通過顆粒床層流動（1）顆粒的特性-分離固體顆粒群分離固體顆粒群大?。剑┐笮。剑┬螤钚螤畋砻娣e表面積球形顆粒球形顆粒 非球形顆粒非球形顆粒 直徑直徑dp 當量直徑，如體積當量直徑當量直徑，如體積當

7、量直徑 deV顆粒的表面積表面積與顆粒體積相等的球的 球形度球形度 1 pdVAa6 球球eVda 63.1.2 顆粒與顆粒群的特性顆粒與顆粒群的特性自強不息 知行合一1）球形顆粒球形顆粒形狀勻稱，只用直徑dp就可表明其大小。面積：體積：比表面積：2pAd36pVd6pAaVd球球形顆粒自強不息 知行合一2）非球形顆粒非球形顆粒的形狀用形狀因數(shù)反映。球形度球形度 表明顆粒形狀接近于球形的程度； ，則顆粒越接近于球形。球形顆粒球形顆粒：顆粒的比表面積顆粒的比表面積說明說明： 相同時， ，則顆粒越接近球形。與顆粒等體積的球形顆粒的表面積顆粒的表面積1aVa236=eVmAamVd顆粒表面積()顆粒

8、體積()非球形顆粒1 1 ）粒度分布：某一粒度范圍的質量分數(shù)隨粒度的變化關系，稱為顆粒群的粒度分布）粒度分布：某一粒度范圍的質量分數(shù)隨粒度的變化關系，稱為顆粒群的粒度分布頻率分布曲線為某一粒度范圍的顆粒的質量分率與其平均直徑的關系，累計分布曲線為等于及小于某一直徑的顆粒所占的質量分率 圖 顆粒大小的頻率分布曲線和累計分布曲線（2 2）顆粒群的特性）顆粒群的特性2 2） 平均直徑平均直徑 kiikiiikkkLmndnnnnndndndndnd11321332211表面積平均直徑表面積平均直徑 kiikiiiAmndnd112-每個顆粒平均表面積每個顆粒平均表面積等于全部顆粒的表面積之等于全部顆

9、粒的表面積之 和除以顆粒的總數(shù)和除以顆粒的總數(shù)長度平均直徑長度平均直徑3131 kiiiVmdad體積平均直徑體積平均直徑 -每個顆粒平均體積每個顆粒平均體積等于全部顆粒的體積之和除以顆粒的等于全部顆粒的體積之和除以顆粒的總數(shù)總數(shù)體積表面積平均直徑體積表面積平均直徑 -每個顆粒的平均比表面積每個顆粒的平均比表面積等于全部顆粒的等于全部顆粒的 比表面積平均值（通過顆粒表面進行傳熱傳質時，其比表面積平均值（通過顆粒表面進行傳熱傳質時，其 速率與比表面積成正比）速率與比表面積成正比） kiiikiiiVAmVAmdndndd13123266 比比表表面面積積 kiiiV自強不息 知行合一（1）篩分原

10、理：根據(jù)固體顆粒大小用篩進行分離的過程。涉及到單個顆粒及顆粒群的特性標準篩：有不同的系列，常用泰勒標準篩。篩號（目數(shù)）：每英寸長度篩網(wǎng)上的篩孔數(shù)目；篩過物：通過篩孔的物料量；篩留物：截留于篩面上的物料量。3.1.3篩分例例100100目篩：目篩：每英寸篩網(wǎng)上有每英寸篩網(wǎng)上有100100個孔個孔孔寬孔寬= =（1/100-0.00421/100-0.0042） =0.0058in=0.147mm =0.0058in= 進行篩分分析時，將幾個篩子按篩孔大小的次序從上到下疊置起來，篩孔尺寸最大的放在最上面，篩孔尺寸最小的放在最下面，在它底下放一無孔的底盤。 將稱量過的顆粒樣品放在上部篩子上，有規(guī)則地

11、搖動一定時間，較小的顆粒通過各個篩的篩孔依次往下落。 稱量各層篩網(wǎng)上的顆粒量，即得篩分分析的基本數(shù)據(jù)。篩析操作完成后，應檢查各粒級的質量總和與取樣量的差值（損失），其值不應超過12%，否則沒有代表性，應重新取樣篩析。 自強不息 知行合一（2）篩的有效性與生產(chǎn)能力l分割直徑分割直徑d dc c：理想的篩要求做到篩流物中最小的顆：理想的篩要求做到篩流物中最小的顆粒剛好大于篩過物中的最大的顆粒，劃分顆粒大小粒剛好大于篩過物中的最大的顆粒，劃分顆粒大小界限的直徑。界限的直徑。l有效性：有效性：小于小于d dc c顆粒的通過率與大于顆粒的通過率與大于d dc c顆粒的截留顆粒的截留率的乘積。理想篩的有效

12、性等于率的乘積。理想篩的有效性等于1 1，實際篩的有效性，實際篩的有效性小于小于1.1.l篩的生產(chǎn)能力篩的生產(chǎn)能力：單位時間單位面積篩表面能處理的：單位時間單位面積篩表面能處理的物料量。物料量。l提高篩的搖動或振動速率可以提高其生產(chǎn)能力，但提高篩的搖動或振動速率可以提高其生產(chǎn)能力，但有效性下降。有效性下降。3.23.2 沉降分離沉降分離3.2.1 3.2.1 重力沉降原理重力沉降原理3.2.2 3.2.2 重力沉降設備重力沉降設備3.2.3 3.2.3 離心沉降原理離心沉降原理3.2.4 3.2.4 離心沉降設備離心沉降設備3.2 沉降分離3.2.1重力沉降原理rmamg 或或 sgm 422

13、20du （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沉降速度，度，用用u0表示。表示。加速段：加速段：等速段：等速段：浮力浮力Fb 曳力曳力FD質量力質量力Fc顆粒在流體中沉降時受力-單個顆粒在無限流體單個顆粒在無限流體 中的降落過程中的降落過程（2 2）重力沉降速度：）重力沉降速度：以球形顆粒為例以球形顆粒為例 設顆粒的密度為設顆粒的密度為s，直徑為直徑為d，流體的密度為流體的密度為， 重力重力 gdFsg36浮力浮力 gdFb36而阻力隨著顆粒與流體間的相對運動速度而變，可而阻力隨著顆粒與流體間的相對運動速度而變，可仿

14、照流體流動阻力的計算式寫為仿照流體流動阻力的計算式寫為 ：22uAFd24dA對球形顆粒 2422udFdmaFFFadudgdgdss3223362466(a)顆粒開始沉降的瞬間，速度顆粒開始沉降的瞬間，速度u=0，因此阻力因此阻力Fd=0，顆粒開始沉降后，顆粒開始沉降后，u Fd ；u ut 時，時，a=0 。等速階段中顆粒相對與流體的運動速度等速階段中顆粒相對與流體的運動速度ut 稱為沉降速度。稱為沉降速度。當當a=0時，時，u=ut，代入（代入（a）式式024662233tsudgdgd沉降速度表達式沉降速度表達式 3)(顆粒沉降的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關系顆粒沉降的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關系

15、),(Re tf（3）阻力系數(shù)）阻力系數(shù) 通過因次分析法得知，通過因次分析法得知，值是顆粒與流體相對運值是顆粒與流體相對運動時的雷諾數(shù)動時的雷諾數(shù)Ret的函數(shù)的函數(shù) 對于球形顆粒的曲線，按對于球形顆粒的曲線，按Ret值大致分為三個區(qū)：值大致分為三個區(qū)： a) 層流區(qū)或托斯克斯層流區(qū)或托斯克斯(stokes)定律區(qū)（定律區(qū)（10 4Ret1） tRe24斯托克斯公式斯托克斯公式艾倫公式 c) 湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)（Nuton）（103Ret 2105） 牛頓公式 b) 過渡區(qū)或艾倫定律區(qū)（Allen）（1Ret75 m以上顆粒以上顆粒-用于除去用于除去510 m 顆粒顆粒（1）降塵室 氣氣 體體

16、氣氣 體體 進進 口口 出出 口口 集集 灰灰 斗斗 L B 含含 塵塵 氣氣 體體 u H u0 顆顆 粒粒 在在 降降 塵塵 室室 中中 的的 運運 動動 t 停停留留時時間間 0 沉沉降降時時間間0 t若若uL0u高高度度則表明，該顆粒能在降塵室中除去。則表明，該顆粒能在降塵室中除去。思考1：為什么氣體進入降塵室后，流通截面積要擴大？從氣流中分離塵粒的重力沉降設備從氣流中分離塵粒的重力沉降設備稱為降塵室稱為降塵室除塵原理：除塵原理：為了增大停留時間。為了增大停留時間。0uHuL 即即思考2：要想使某一粒度的顆粒在降塵室中被100%除去，必須滿足什么條件？00uHt 思考3：能夠被100%

17、除去的最小顆粒，必須滿足什么條件？0 t 0min1818AVgLgHudsss L u B 氣氣 體體 u0 H 顆顆 粒粒 在在 降降 塵塵 室室 中中 的的 運運 動動 思考4：粒徑比dmin小的顆粒，被除去的百分數(shù)如何計算？1820gdus000uABLuBHuVs 思考5：為什么降塵室要做成扁平的？L u B氣氣 體體 ut H 顆顆 粒粒 在在 降降 塵塵 室室 中中 的的 運運 動動000uABLuBHuVs 多多 層層 降降 塵塵 室室 可見，降塵室最大處理量與底面積、沉降速度有關,而與降塵室高度無關。 故降塵室多做成扁平的。 注意注意! 降塵室內(nèi)氣體流速不應過高，以免將已沉降

18、下降塵室內(nèi)氣體流速不應過高，以免將已沉降下來的顆粒重新?lián)P起。根據(jù)經(jīng)驗，多數(shù)灰塵的分離，來的顆粒重新?lián)P起。根據(jù)經(jīng)驗，多數(shù)灰塵的分離，可取可取u3m/s，較易揚起灰塵的，可取，較易揚起灰塵的，可取u1.5m/s。最大處理量最大處理量-能夠除去最小顆粒時的氣體流量能夠除去最小顆粒時的氣體流量Vs0uHuL降塵室優(yōu)、缺點結構簡單結構簡單設備龐大、效率低設備龐大、效率低只適用于分離粗顆粒只適用于分離粗顆粒(直徑直徑75 m以上以上)，或作為預分離設，或作為預分離設備。備。 降塵室的計算降塵室的計算 設計型設計型操作型操作型已知氣體處理量和除塵要求，已知氣體處理量和除塵要求，求降塵室求降塵室的大小的大小

19、用已知尺寸的降塵室處理一定量含塵氣用已知尺寸的降塵室處理一定量含塵氣體時，計算體時，計算可以完全除掉的最小顆粒的可以完全除掉的最小顆粒的尺寸尺寸，或者計算要求，或者計算要求完全除去直徑完全除去直徑dp的塵的塵粒時所能處理的氣體流量。粒時所能處理的氣體流量。 例例3-2：擬采用降塵室除去常壓爐氣中的球形塵粒。降塵室的寬和長分別為：擬采用降塵室除去常壓爐氣中的球形塵粒。降塵室的寬和長分別為2m和和6m,氣體處氣體處理量為理量為1標標m3/s，爐氣溫度為爐氣溫度為427，相應的密度，相應的密度=0.5kg/m3，粘度粘度=3.410-5Pa.s，固體密固體密度度S=400kg/m3操作條件下，規(guī)定氣

20、體速度不大于操作條件下，規(guī)定氣體速度不大于0.5m/s，試求：試求：1降塵室的總高度降塵室的總高度H，m；2理論上能完全分離下來的最小顆粒尺寸；理論上能完全分離下來的最小顆粒尺寸；3. 粒徑為粒徑為40m的顆粒的回收百分率；的顆粒的回收百分率；4. 欲使粒徑為欲使粒徑為10m的顆粒完全分離下來，需在降降塵室內(nèi)設置幾層水平隔板？的顆粒完全分離下來，需在降降塵室內(nèi)設置幾層水平隔板？解：解：1）降塵室的總高度）降塵室的總高度HsmtVVS/564.2273427273127327330buVHS5.02564.2m564.22）理論上能完全出去的最小顆粒尺寸）理論上能完全出去的最小顆粒尺寸 blVu

21、stsm/214.062564.2用試差法由用試差法由ut求求dmin。假設沉降在斯托克斯區(qū)假設沉降在斯托克斯區(qū) gudst18min807.95.04000214.0104.3185m51078.5核算沉降流型核算沉降流型 1182.01014.35.0214.01078.5Re55ttdu原假設正確原假設正確 3、粒徑為、粒徑為40m的顆粒的回收百分率的顆粒的回收百分率粒徑為粒徑為40m的顆粒定在層流區(qū)的顆粒定在層流區(qū) ，其沉降速度，其沉降速度 smgdust/氣體通過降沉室的時間為：氣體通過降沉室的時間為： suHt12214.0564.2直徑為直徑為40m的顆粒在的顆粒在12s內(nèi)的沉降

22、高度為：內(nèi)的沉降高度為： muHt234.112103.0 假設顆粒在降塵室入口處的爐氣中是均勻分布的，則假設顆粒在降塵室入口處的爐氣中是均勻分布的，則顆粒在降塵顆粒在降塵室內(nèi)的沉降高度與降塵室高度之比約等于該尺寸顆粒被分離下來的百分室內(nèi)的沉降高度與降塵室高度之比約等于該尺寸顆粒被分離下來的百分率率。直徑為直徑為40m的顆粒被回收的百分率為：的顆粒被回收的百分率為： %13.48%100564.2234.1HH4、水平隔板層數(shù)、水平隔板層數(shù) 由規(guī)定需要完全除去的由規(guī)定需要完全除去的最小粒徑最小粒徑求沉降速度求沉降速度， 再再由生產(chǎn)能力和底面積由生產(chǎn)能力和底面積求得多層降塵室的求得多層降塵室的水

23、平隔板層數(shù)水平隔板層數(shù)。 粒徑為粒徑為10m的顆粒的沉降必在層流區(qū)，的顆粒的沉降必在層流區(qū)， smgdust/1041.6104.318807.95.0400010118362521tSbluVn1104.662564.233.32取33層 板間距為板間距為 1nH（2）增稠器（沉降槽） 加加 料料清清 液液 溢溢 流流水水 平平清清 液液擋擋 板板 耙耙 稠稠 漿漿 連 續(xù) 式 沉 降 槽結構：結構：除塵原理：除塵原理：用于分離液用于分離液- -固混合物固混合物與降塵室一樣，沉與降塵室一樣，沉降槽的生產(chǎn)能力是降槽的生產(chǎn)能力是由截面積來保證的，由截面積來保證的，與其高度無關。故與其高度無關。故

24、沉降槽多為扁平狀。沉降槽多為扁平狀。 與降塵室相同與降塵室相同u屬于干擾沉降屬于干擾沉降u愈往下沉降速度愈慢愈往下沉降速度愈慢-愈往下顆粒濃度愈高，其表觀粘度愈大，對愈往下顆粒濃度愈高，其表觀粘度愈大，對沉降的干擾、阻力便愈大；沉降的干擾、阻力便愈大；u沉降很快的大顆粒又會把沉降慢的小顆粒向下拉，結果小顆粒被加速而沉降很快的大顆粒又會把沉降慢的小顆粒向下拉，結果小顆粒被加速而大顆粒則變慢。大顆粒則變慢。u有時顆粒又會相互聚結成棉絮狀整團往下沉，這稱為絮凝現(xiàn)象，使沉降有時顆粒又會相互聚結成棉絮狀整團往下沉，這稱為絮凝現(xiàn)象，使沉降加快。加快。u這種過程中的沉降速度難以進行理論計算，通常要由實驗決定

25、。這種過程中的沉降速度難以進行理論計算，通常要由實驗決定。u因固因固- -液密度相差不是很懸殊，故較難分離，因此，連續(xù)沉降槽的直徑液密度相差不是很懸殊，故較難分離，因此，連續(xù)沉降槽的直徑可以大到可以大到100 m100 m以上，高度卻都在幾米以內(nèi)。以上，高度卻都在幾米以內(nèi)。 特點：特點：3.2.3 離心沉降原理離心沉降速度 A B ur r1 O C r2 r ut 顆粒 在旋 轉流 場中 的運 動 u rcmaF 離離心心力力srbamF 浮浮力力AuFrD22 曳曳力力 34rsradu 對照重力場離心加速度離心加速度ar= 2r=ut2/r不是常量不是常量沉降過程沒有勻速段，但在小顆粒沉

26、降時，加速沉降過程沒有勻速段，但在小顆粒沉降時，加速度很小，可近似作為勻速沉降處理度很小，可近似作為勻速沉降處理顆粒受力：顆粒受力：類似重力沉降速度推導，得： 340gdus A B ur r1 O C r2 r ut 顆 粒 在 旋 轉 流 場 中 的 運 動 u rRe24 rudrdadutssrsrgaKcC Rer=dur / 1或或2 層流區(qū)層流區(qū)對照重力場數(shù)值約為幾千幾萬數(shù)值約為幾千幾萬 1820gdus 離心分離因數(shù)離心分離因數(shù)離心沉降：離心沉降： 依靠慣性離心力的作用而實現(xiàn)的沉降過程依靠慣性離心力的作用而實現(xiàn)的沉降過程 適于分離兩相密度差較小，顆粒粒

27、度較細的非均相物系。適于分離兩相密度差較小，顆粒粒度較細的非均相物系。 慣性離心力場與重力場的區(qū)別慣性離心力場與重力場的區(qū)別 重力場重力場離心力場離心力場力場強度力場強度重力加速度重力加速度gut2/R 方向方向指向地心指向地心 沿旋轉半徑從中心指向外周沿旋轉半徑從中心指向外周 Fg=mg RumFtC2作用力作用力 3.2.4離心沉降設備旋風分離器： B 凈凈 化化 氣氣 體體 含含 塵塵 氣氣 體體 A D 塵塵 粒粒 標 準 型 旋 風 分 離 器結構：結構：除塵原理：除塵原理： 含塵氣體以切線方向進入，速度為含塵氣體以切線方向進入，速度為1225 m s-1，按螺旋形路線向器底旋轉，接

28、近底部后轉而向上，成按螺旋形路線向器底旋轉，接近底部后轉而向上，成為氣芯，然后從頂部的中央排氣管排出。氣流中所夾為氣芯，然后從頂部的中央排氣管排出。氣流中所夾帶的塵粒在隨氣流旋轉的過程中逐漸趨向器壁，碰到帶的塵粒在隨氣流旋轉的過程中逐漸趨向器壁，碰到器壁后落下，自錐形底落入灰斗。器壁后落下，自錐形底落入灰斗。上部為圓筒形，下部為圓錐形。上部為圓筒形，下部為圓錐形。 imuNr 2 停停留留時時間間停停 留留 時時間間 = 沉沉 降降 時時間間 r B 凈凈 化化 氣氣 體體 含含 塵塵 氣氣 體體 A D 塵塵 粒粒 標 準 型 旋 風 分 離 器 能夠從分離器內(nèi)能夠從分離器內(nèi)100%分離出來

29、的最小顆粒的直徑，用分離出來的最小顆粒的直徑，用dc表示。表示。其滿足：其滿足：沉沉 降降 時時 間間 rruB 幾點假設：幾點假設：v假設器內(nèi)氣體速度恒定，且等于進口氣速假設器內(nèi)氣體速度恒定，且等于進口氣速ui；v假設顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大假設顆粒沉降過程中所穿過的氣流的最大 厚度等于進氣口寬度厚度等于進氣口寬度B；v假設顆粒沉降服從斯托克斯公式。假設顆粒沉降服從斯托克斯公式。uiui臨界粒徑臨界粒徑miscmtscrrudrudu 1818)(2222 旋風分離器：22182iscmimudBruNr sicNuBd 9 B 凈凈 化化 氣氣 體體 含含 塵塵 氣氣 體體 A D

30、 塵塵 粒粒 標 準 型 旋 風 分 離 器結論：結論：旋風分離器越細、越長，旋風分離器越細、越長，dc越小越小 N值與進口氣速有關，對常用形式的旋風分離器，風速值與進口氣速有關，對常用形式的旋風分離器，風速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，風速愈大，風速愈大，N也愈大。也愈大。 思考：思考：從上式可見，氣體從上式可見，氣體 ，入口，入口B ，氣旋圈數(shù)，氣旋圈數(shù)N ，進口，進口氣速氣速ui ，臨界粒徑越小臨界粒徑越小旋風分離器：評價旋風分離器性能的兩個主要指標：分離性能：壓降：用 臨 界 粒 徑 和 分 離 效 率 來 表 示 %100%100的顆粒，粒級

31、效率均；的顆粒，粒級效率均為被分離出來的百分率。粒級效率：某一種顆粒cpcpdddd總 效 率 ： 被 分 離 出 來 的 顆 粒 占 全 部 顆 粒 的 質 量 分 率小好，一般在5002000Pa左右旋風分離器： 例題3-3 石英和方鉛礦的混合球形顆粒在如圖所示的水力分級器中進行分離。兩者的密度分別為2650kg/m3和7500kg/m3，且粒度范圍均為 。水溫為20。假設顆粒在分級器中均作自由沉降。試計算能夠得到純石英和純方鉛礦的粒度范圍及三個分級器中的水流速度解：1、2、3號分級器直徑逐漸增大而三者中上升水流量均相同，所以水在三者中流速逐漸減小。水在1號中的速度最大，可將密度小的石英顆

32、粒全部帶走，于是1號底部可得到純方鉛礦。但是，也有部分小顆粒的方鉛礦隨同全部石英被帶走。在2號分級器，控制水流速度，將全部方鉛礦全部沉降下來，但也有部分大顆粒石英會沉降下來。在3號分級器，控制水流速度，可將全部小石英粒子全部沉降下來。 綜上所述，1號分級器的作用在于要帶走所有石英粒子（最大為100），因此1號的水流速應該等于100石英的沉降速度；2號的作用在于截下全部方鉛礦（最小為20），因此2號的水流速應該等于20方鉛礦的沉降速度；3號的作用在于截下全部石英粒子（最小為20），因此3號水流速應該等于20石英的沉降速度。1號碼分級器的水流速：smgdul/1096. 810005. 11881

33、. 9)2 .9982650()10100(18)(33262石校核：89. 010005. 1182 .9981096. 810100Re336lldu，近似認為處于層流區(qū)。在1號中能夠被分離出來的方鉛礦的最小直徑為：2/1min)(）（力石ddl所以，在1號分級器中得到純方鉛礦的粒度范圍為：50.4100mmd4 .502 .99875002 .99826501002/1min（該值也可由水流速度反算）2號分級器中的水流速：smgdul/1041. 110005. 11881. 9)2 .9987500()1020(18)(33262力在該速度下能被2號中沉降下來的最小石英粒子：7 .39

34、202 .99826502 .9987500)(2/12/1mindd）（石力因此，在2號中，方鉛礦2050.4m；石英39.7100m；smgdu/10583. 310005. 11881. 9)2 .9982650()1020(18)(332623石在3號中能被截下的是2039.7m的石英。3.33.3 過濾過濾 3.3.1 概述概述3.3.2 過濾基本方程過濾基本方程3.3.3 過濾常數(shù)的測定過濾常數(shù)的測定3.3.4 濾餅洗滌濾餅洗滌3.3.5 過濾設備及過濾計算過濾設備及過濾計算 離心分離離心分離3.3 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3.3.1概述概述

35、這種過濾是在過濾介質內(nèi)這種過濾是在過濾介質內(nèi)部進行的，介質表面無濾餅形部進行的，介質表面無濾餅形成。過濾用的介質為粒狀床層成。過濾用的介質為粒狀床層或素燒（不上釉的）陶瓷筒或或素燒（不上釉的）陶瓷筒或板。板。 此法適用于從液體中除去很此法適用于從液體中除去很小量的固體微粒，例如飲用水小量的固體微粒，例如飲用水的凈化。的凈化。深層過濾深層過濾過濾是用某種多孔物質作為介質來處理懸浮液以實現(xiàn)固液分離的一種單元操作濾漿濾餅過濾介質濾液濾餅過濾兩種過濾方式深層過濾濾餅過濾當懸浮液中所含顆粒較多當懸浮液中所含顆粒較多時，常用濾布、濾網(wǎng)做過時，常用濾布、濾網(wǎng)做過濾介質進行過濾，在濾餅濾介質進行過濾，在濾餅形

36、成以后，濾餅層成為主形成以后，濾餅層成為主要的過濾介質，過濾阻力要的過濾介質，過濾阻力隨著濾餅層的加厚而漸增隨著濾餅層的加厚而漸增，濾液濾出的速率亦漸減，濾液濾出的速率亦漸減 濾餅過濾與深層過濾的主要區(qū)別：1 .過濾介質：粒狀床層孔道 濾餅層2. 推動力：靜電、分子間力、毛細管力 重力、壓力、離心力濾漿濾餅過濾介質濾液濾餅過濾濾餅過濾深層過濾深層過濾濾漿濾餅過濾介質濾液濾餅過濾濾餅過濾過濾介質過濾介質多孔性介質、耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機械強度。工業(yè)用過濾介質主要有：棉、麻、絲、毛、合成纖維、金屬絲等編織成的濾布。濾餅的壓縮性濾餅的壓縮性顆粒形狀和之間的空隙隨過濾進行而變化為可壓縮濾餅，顆粒為

37、剛性，單位厚度床層阻力恒定為不可壓縮濾餅助濾劑助濾劑 是顆粒細小、粒度分布范圍較窄、堅硬而懸浮性好的顆粒狀或纖維固體，如硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉。使用時，可預涂，也可以混入待濾的濾漿中一起過濾。 助濾劑能形成結構疏松、而且?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的缺點。 3.3.2 過濾基本方程 L u 過濾基本方程過濾基本方程濾液量濾液量V/m3過濾時間過濾時間 /s的關系的關系-即為流速，即為流速，單位時間內(nèi)通過單位過單位時間內(nèi)通過單位過濾面積的濾液體積，濾面積的濾液體積，m/s過濾速度過濾速度uAVq 其其中中ddddqAVu 濾餅過濾過程中，濾餅逐漸增厚，流動阻力也

38、隨之逐漸增大，所以過濾餅過濾過程中，濾餅逐漸增厚，流動阻力也隨之逐漸增大，所以過濾過程屬于不穩(wěn)定的流動過程。故濾過程屬于不穩(wěn)定的流動過程。故 A-濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關系的關系 L le u de u 流 體 在 固 定 床 內(nèi) 流 動 的 簡 化 模 型 （1）過濾基本方程的推導原型原型真實速度真實速度 u u p1221udlpweef 無法用已有物理公式描述等效與簡化簡化模型簡化模型(a)細管長度細管長度le與床層高度與床層高度L成正比成正比(b)細管的內(nèi)表面積等于全部顆粒的表面積，細管的內(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

39、流動空間等于床層中顆粒之間的全部空隙體積。221udlpweef eR64 濾餅內(nèi)，雷諾數(shù)很小，屬層流流動，濾餅內(nèi)，雷諾數(shù)很小，屬層流流動， ude eR2132eedlpu 哈根哈根-泊謖葉方程泊謖葉方程 uu AuuA 由質量守恒得：由質量守恒得：濾餅截面積濾餅截面積潤潤濕濕周周邊邊流流通通截截面面積積 4ed 1444aVaVB細細管管的的全全部部內(nèi)內(nèi)表表面面積積細細管管的的流流動動空空間間 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顆粒的比表面比表面積積LKle0 LpaKu 1220312 Lrp 1 ddqAddVu 過過濾濾阻阻力力過過濾濾推推動動力力 eLrpL

40、rpu 22 介介質質阻阻力力）（濾濾餅餅阻阻力力過過濾濾總總推推動動力力 eLLrpu p2 p1u 2322012 maKr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？ eVVcrpA AddV 設每獲得單位體積濾液時，被截留在過濾介質上的設每獲得單位體積濾液時，被截留在過濾介質上的濾餅體積為濾餅體積為c c（m m3 3濾餅濾餅/m/m3 3濾液），則濾液），則 sprr 0令令 AddV esVVcrAp 01AcVL AcVLee eLLrpu 濾濾餅餅濾濾液液1c思考：思考：濾餅中全是

41、固體物嗎？濾餅中全是固體物嗎？壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)0s1（可壓縮濾餅）（可壓縮濾餅）s=0（不可壓縮濾餅）（不可壓縮濾餅）-濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關系的關系 crpKs012 令令 eVVKAddV 22 eqqKddq 2 過濾基本方程過濾基本方程過濾常數(shù)，由實過濾常數(shù)，由實驗測定驗測定 pu思考：影響K的因素有哪些？ 影響Ve或qe的因素有哪些？濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關系的關系 crpKs012 32212 Car影響影響K的因素：的因素：影響影響qe或或Ve 的因素：的因素：濾餅性質（濾餅性質（s、 、a）濾漿性質（濾漿性質（c、 ）推動力（推動力（ p）過濾介質的性

42、質（孔的結構、過濾介質的性質（孔的結構、 、r0、厚度）、厚度） pu濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關系的關系 222KAVVVe （2 2）恒壓過濾）恒壓過濾 crpKs012 過過濾濾阻阻力力過過濾濾推推動動力力 AddVu eVVKA 2 pu 表觀速度表觀速度特點：特點： K為常數(shù)為常數(shù) 積分得：積分得： 或或 Kqqqe 22若過濾介質阻力可忽略不計，則若過濾介質阻力可忽略不計，則 22KAV 或或 Kq 2，過濾速度愈來愈小。，過濾速度愈來愈小。恒壓過濾方程恒壓過濾方程濾液量濾液量V過濾時間過濾時間 的關系的關系（3）過濾常數(shù)的測定eqKqKq21 1500 1000 q 50

43、0 0 0 0.025 0.05 0.075 q 斜率 1/K截 距 2qe/KCpsK log)1(log crpKs012 恒壓時： Kqqqe 22log plogK作圖求出壓縮作圖求出壓縮指數(shù)指數(shù)s /qq圖（4）濾餅洗滌 洗 滌 液 w p Lw u 表 觀 速 度 洗洗滌滌阻阻力力洗洗滌滌推推動動力力 wAddV 思考：思考：洗滌阻力與哪些因洗滌阻力與哪些因素有關？素有關？與濾餅厚度、濾餅與濾餅厚度、濾餅性質、性質、洗滌液粘度、介質洗滌液粘度、介質阻力有關阻力有關 p推動力、阻力不變推動力、阻力不變p洗滌速度為常數(shù)。洗滌速度為常數(shù)。wwwddVV思考：洗滌過程與過濾過程的有何異同？

44、wwLrp wAwV 常常數(shù)數(shù)洗滌液量洗滌液量洗滌速度洗滌速度 洗 滌 液 p u 表 觀 速 度 eeVVKAAddV 2 其其中中若推動力相同，則：p洗滌速度與過濾終了速度的關系洗滌速度與過濾終了速度的關系? ?wwewLLAddVAddV 過過濾濾終終了了阻阻力力洗洗滌滌阻阻力力 LrpAddVewAddV wwLrp 數(shù)學模型法與因次分析方法的對比數(shù)學模型法與因次分析方法的對比數(shù)學模型法因次分析方法對象的認識程度不同機理比較清楚機理不清、輸出與輸出處理方法不同等效、簡化因次一致性原理實驗目的不同確定參數(shù)確定數(shù)學關系參數(shù)意義不同物理意義/K數(shù)字關系/a方程物理方程準數(shù)方程（5）過濾設備及

45、過濾計算過濾過濾設備設備 以壓力差為推動力：如板框壓濾機、葉濾機、回轉真空過濾機等；以離心力為推動力：如各種離心機。1)、板框壓濾機濾框、濾板 非非洗洗板板洗洗板板結構：洗洗板板板框壓濾機板框壓濾機框框非非洗洗板板洗洗板板1060塊不等，過濾面積約為280m2 濾框和濾板的左上角與右上角均有孔。 一個操作循環(huán)：過濾222KAVVVe洗滌卸渣、整理重裝思考：對板框壓濾機，下式中V、Ve、A怎么取值？半個框的？一個框的？還是N個框的？均可。洗板板框壓濾機框非洗板洗板濾液流出懸浮液入口屬間歇式屬間歇式特點：特點：橫穿洗滌：橫穿洗滌：Lw=2L， Aw=A/2wwewLLAddVAddV 洗洗板板板框

46、壓濾機框框非非洗洗板板洗洗板板洗滌液流出洗滌液流出洗洗滌滌液液入入口口21 ewAddVAddV w 若若41 wwwewLALAddVddV 板板 框框 懸懸浮浮液液 入入口口輔輔助助時時間間洗洗滌滌時時間間過過濾濾時時間間操操作作周周期期 生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： 操作周期：操作周期： 單位時間內(nèi)獲得的濾液量或濾餅量單位時間內(nèi)獲得的濾液量或濾餅量 。222KAVVVe 其中：其中：wwwddVV Rwc RwcVVQ 板板 框框 懸懸 浮浮 液液 入入 口口最佳操作周期：最佳操作周期： 生產(chǎn)能力最大時的操作周期生產(chǎn)能力最大時的操作周期令令dQdV=0可得：可得：wR 若過濾、洗滌的操作壓力相同

47、若過濾、洗滌的操作壓力相同 濾液濾液 洗滌液洗滌液 w 介質阻力忽略不計介質阻力忽略不計最佳操作周期 RVQ 2max Roptc 2, 2）葉濾機屬間歇式屬間歇式置換洗滌：置換洗滌：Lw=L ，Aw=A濾葉濾葉一個操作循環(huán)：一個操作循環(huán)：過濾、洗滌、卸渣、整理重裝過濾、洗滌、卸渣、整理重裝 特點：特點： 濾 漿 濾 液 濾 葉 的 構 造結構：結構： 222KAVVVe 思考：對葉濾機，下式中V、Ve、A怎么取值？一個濾葉的？還是N個的？均可。均可。? ewAddVAddV ? ewddVddV 密閉加壓葉濾機Rwc 操作周期： 濾 漿 濾 液 濾 葉 的 構 造與板框機相同生產(chǎn)能力： 與板

48、框機類似RwcVVQ 最佳操作周期： Roptc 2, 與板框機相同3）轉筒真空過濾機置換洗滌：置換洗滌：Lw=L ，Aw=A屬連續(xù)式屬連續(xù)式過濾、洗滌、吹松、刮渣過濾、洗滌、吹松、刮渣轉筒轉筒-筒的側壁上覆蓋有金屬網(wǎng)，長、徑之比約為筒的側壁上覆蓋有金屬網(wǎng)，長、徑之比約為1/2 2，濾布濾布-蒙在筒外壁上。蒙在筒外壁上。分配頭分配頭-轉動盤、固定盤轉動盤、固定盤 浸沒于濾漿中的過濾面積約占全部面積的浸沒于濾漿中的過濾面積約占全部面積的30 40%轉速為轉速為0.1至至2 3（轉（轉/分）分） 一個操作循環(huán)：一個操作循環(huán)：特點：特點：結構：結構： 回轉真空過濾機上的轉筒過過濾濾區(qū)區(qū)洗洗滌滌區(qū)區(qū)吹

49、吹干干區(qū)區(qū)卸卸渣渣區(qū)區(qū) 轉動盤上的孔與轉筒表面的某一段相通，凹槽通過管道分別與濾液罐、洗水罐及鼓風機穩(wěn)定罐相連通，當孔與凹槽相遇，則轉筒表面與孔相連接的某段就與相應的罐接通 回 轉 真 空 過 濾 機 上 的 轉 筒過過 濾濾 區(qū)區(qū)洗洗 滌滌 區(qū)區(qū)吹吹 干干 區(qū)區(qū)卸卸 渣渣 區(qū)區(qū)nVTVQ 222KAVVVe 其中：操作周期：操作周期：生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： 轉筒真空過濾機在一個操作周期內(nèi)，只有部分面積進行過濾 ,也可轉換為轉筒的全部面積在部分時間內(nèi)進行過濾。 n 浸沒分數(shù)（轉筒浸入面積占全部轉筒面積的分率）1Tn操作周期n AT 式式中中， 回 轉 真 空 過 濾 機 上 的 轉 筒過過 濾濾

50、 區(qū)區(qū)洗洗 滌滌 區(qū)區(qū)吹吹 干干 區(qū)區(qū)卸卸 渣渣 區(qū)區(qū)nKAV 22 若介質阻力忽略不計，則若介質阻力忽略不計，則 nKAnKnAQ Qn, 可見：可見：但這類方法受到一定的限制但這類方法受到一定的限制 例題3-4 某板框過濾機有5個濾框,框的尺寸為63563525mm。過濾操作在20、恒定壓差下進行，過濾常數(shù)K=4.2410-5m2/s，qe=0.0201m3/m2，濾餅體積與濾液體積之比c=0.08 m3/m3，濾餅不洗滌，卸渣、重整等輔助時間為10分鐘。試求框全充滿所需時間?，F(xiàn)改用一臺回轉真空過濾機過濾濾漿，所用濾布與前相同，過濾壓差也相同。轉筒直徑為1m，長度為1m，浸入角度為120。

51、問轉鼓每分鐘多少轉才能維持與板框過濾機同樣的生產(chǎn)能力？假設濾餅不可壓縮。以一個框為基準進行計算。以一個框為基準進行計算。30101.0025.0635.0635.0mV 餅餅濾液量濾液量 cVV餅餅 23/156.0806.0126.0mm Kqqqe 222806.0635.0635.022mAA側側 過濾面積過濾面積再根據(jù)恒壓過濾方程得：再根據(jù)恒壓過濾方程得：K=4.24 10-5m2/sqe=0.0201m3/m2AVq 3126.008.00101.0m min0.129.7211024.40201.0156.02156.02522 sKqqqe 【解解】 框全充滿所需時間？框全充滿所

52、需時間？（框全充滿）（框全充滿） smVQD/10773.460100.12126.05534 改用回轉真空過濾機后，壓差不變，故改用回轉真空過濾機后，壓差不變，故K不變；不變；濾布不變，故濾布不變，故qe不變。不變。K=4.24 10-5m2/s，qe=0.0201m3/m2過濾面積過濾面積214.311mDLA 30631.014.30201.0mAqVee 31360120 板框板框：smnVQQ/10773.434 設轉筒每分鐘轉設轉筒每分鐘轉n轉，則回轉真空過濾機生產(chǎn)能力轉，則回轉真空過濾機生產(chǎn)能力nKAVVVe 222 回轉真空過濾機：回轉真空過濾機：3166.0mV 轉鼓每分鐘多

53、少轉才能維持與板框過濾機同樣的生產(chǎn)能力？轉鼓每分鐘多少轉才能維持與板框過濾機同樣的生產(chǎn)能力？3.43.4 離心分離離心分離3.4 離心分離 利用離心力分離非均相混合物。其設備除前述的旋風（液）利用離心力分離非均相混合物。其設備除前述的旋風（液）分離器外，還有離心機分離器外，還有離心機 。旋風旋風( (液液) )分離器分離器利用混合物中不同成分所受離心力利用混合物中不同成分所受離心力F Fr r不同不同F(xiàn) Fr r源自物料以切線方向進入設備源自物料以切線方向進入設備離心機離心機F Fr r源自設備本身旋轉源自設備本身旋轉高速旋轉的轉鼓高速旋轉的轉鼓222242mrnnmrmrmaFrr轉鼓直徑、

54、轉速轉鼓直徑、轉速 ，則，則F Fr r ，分離效果，分離效果 離心機的分離因數(shù)離心機的分離因數(shù)KC 其產(chǎn)生的離心加速度與重力加速度之比其產(chǎn)生的離心加速度與重力加速度之比常速（常速（ KC 3000）高速（高速（ 3000KC 500000 ） （1 1）過濾式離心機）過濾式離心機 （2 2）沉降式離心機）沉降式離心機 （3 3）分離式離心機）分離式離心機 轉鼓真空過濾機優(yōu)點：自動化程度高，勞動強度小，濾餅厚度可自由調(diào)節(jié)，便于在轉鼓表面預涂助濾劑后用于黏、細物料的過濾。缺點：附屬設備度，設備投資費用高，過濾推動力有限，濾餅含液量較大，常達30%。 3. 轉筒真空過濾機圖 三足式離心機1一支腳

55、2一外殼 3一轉鼓 4一電動機 5一皮帶輪圖 臥式刮刀卸料離心機1一進料管 2一轉鼓 3一濾網(wǎng) 4一外殼 5一濾餅 6一濾液 7一沖洗管 8一刮刀 9一溜槽 10一液壓缸 圖圖 活塞推料離心機活塞推料離心機1一轉鼓 2一濾網(wǎng) 3一進料管 4一濾餅 5一活塞推進器 6一進 料斗.7一濾液出口 8一沖洗管 9-固體排出 10一洗水出口3.5 固體流態(tài)化固體流態(tài)化3.5.1 流態(tài)化流態(tài)化3.5.2 流化床的兩種形態(tài)流化床的兩種形態(tài)3.5.3 流化床的主要特性流化床的主要特性3.5 固體流態(tài)化p 固體流態(tài)化：將大量固體顆粒懸浮于運動的流體之中，從而使顆粒具有類似于流體的某些表觀特性，這種流固接觸狀態(tài)稱

56、為固體流態(tài)化。p 顆粒表面全部暴露湍動劇烈的流體中，強化傳熱、傳質和化學反應，得到廣泛應用。缺點是動力消耗大，設備易磨損，顆粒易碎。 固體流態(tài)化運用在粉粒狀物料的輸送、混合、加熱固體流態(tài)化運用在粉粒狀物料的輸送、混合、加熱或冷卻、干燥、吸附、煅燒和氣或冷卻、干燥、吸附、煅燒和氣 固反應等過程中。固反應等過程中。 (a )固 定 床 (b )流 化 床 (c )氣 力 輸 送 浮浮 力力 曳曳 力力 u （ 真真 正正 速速 度度 ） 重重 力力 u（ 表 觀 速 度 ） 3.5.1 基本概念此時流體的真正速度 u （1） 固定床階段 流體通過顆粒床層的表觀速度u較低，使顆?？障吨辛黧w的真實速度 小于顆粒的沉降速度 ，則顆?；旧媳３朱o止不動，顆粒層為固定床。1u0u（a）固定床 （b）流化床 （c）氣力輸送 （2）流化床階段 在一定的表觀速度下，顆粒床層膨脹到一定程度后將不再膨脹，此時顆粒懸浮于流體中，床層有一個明顯的上界面，與沸騰水的表面相似，這種床層稱為流化床。（3）顆粒輸送階段 如果繼續(xù)提高流體的表觀速度u，使真實速度 大于顆粒的沉降速度 ，則顆粒將被氣流所帶走，此時床層上界面消失，這種狀態(tài)稱為氣力輸送。1u0u（b）流化床）流化床（c）氣力輸送）氣力輸送3.5.2 流化床的兩種形態(tài) 聚 式 流 化 床 床內(nèi)顆粒的分散狀態(tài)和擾動程度平緩地加大，床層的上