固體顆粒及其特性簡介課件

*第一篇?dú)夤谭蛛x概述1第一章

固體顆粒及其特性定義：沉降力場：重力、離心力。在某種力場的作用下，利用分散物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的單元操作。沉降操作分類：重力沉降、離心沉降。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述1第一章固體顆粒及其特性定義：沉降*第一篇?dú)夤谭蛛x概述2第一章

固體顆粒及其特性流體繞圓球顆粒的流動(dòng)uFdFd與顆粒運(yùn)動(dòng)的方向相反。當(dāng)流體相對(duì)于靜止的固體顆粒流動(dòng)時(shí)，或者固體顆粒在靜止流體中移動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性，兩者之間會(huì)產(chǎn)生作用力，這種作用力通常稱為曳力或阻力。只要顆粒與流體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生阻力。對(duì)于一定的顆粒和流體，只要相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相同，流體對(duì)顆粒的阻力就一樣。一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力*第一篇?dú)夤谭蛛x概述2第一章固體顆粒及其特性流體繞圓球顆*第一篇?dú)夤谭蛛x概述3第一章

固體顆粒及其特性阻力定義式：一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力

ρ——流體密度；μ——流體粘度；

dp——顆粒的當(dāng)量直徑；

A——顆粒在運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積；

u——顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。

——阻力系數(shù)，是雷諾數(shù)Re的函數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述3第一章固體顆粒及其特性阻力定義式：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述4第一章

固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨顆粒雷諾數(shù)變化的規(guī)律，可分為三個(gè)區(qū)域：斯托克斯區(qū)（10-4<Re<1）過渡區(qū)或艾侖區(qū)（1<Re<103）湍流區(qū)或牛頓區(qū)（103<Re

<105）*第一篇?dú)夤谭蛛x概述4第一章固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨顆*第一篇?dú)夤谭蛛x概述5第一章

固體顆粒及其特性一、顆粒在流體中的沉降過程顆粒與流體在力場中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到三個(gè)力的作用：質(zhì)量力F＝ma浮力Fb=ρ

gVp曳力Fd=ξAρu2/2對(duì)于一定的顆粒和流體，重力Fg、浮力Fb一定，但曳力Fd卻隨顆粒運(yùn)動(dòng)速度而變化。當(dāng)顆粒運(yùn)動(dòng)速度u等于某一數(shù)值后達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)顆粒所受的諸力之和為零。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述5第一章固體顆粒及其特性一、顆粒在流*第一篇?dú)夤谭蛛x概述6第一章

固體顆粒及其特性一、顆粒在流體中的沉降過程自由沉降：顆粒在重力作用下在無界流體中的沉降過程，稱為自由沉降。對(duì)單個(gè)球形顆粒的受力分析：沉降的兩個(gè)階段：加速階段和等速階段;加速段時(shí)間很短，整個(gè)過程可以忽略；等速階段，顆粒相對(duì)流體的速度稱為沉降速度；用ut表示，也稱終端沉降速度。u重力Fg阻力Fd浮力Fb*第一篇?dú)夤谭蛛x概述6第一章固體顆粒及其特性一、顆粒在流*第一篇?dú)夤谭蛛x概述7第一章

固體顆粒及其特性一、顆粒在流體中的沉降過程u重力Fg阻力Fd浮力Fb根據(jù)牛頓第二定律，顆粒的重力沉降運(yùn)動(dòng)基本方程式應(yīng)為:p

—顆粒密度*第一篇?dú)夤谭蛛x概述7第一章固體顆粒及其特性一、顆粒在流*第一篇?dú)夤谭蛛x概述8第一章

固體顆粒及其特性ξ是阻力系數(shù)，是顆粒對(duì)流體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的雷諾數(shù)Re的函數(shù)u重力Fg阻力Fd浮力Fb當(dāng)du/dt

=0時(shí)，令u=ut，可得ut計(jì)算式*第一篇?dú)夤谭蛛x概述8第一章固體顆粒及其特性ξ是阻力系數(shù)*第一篇?dú)夤谭蛛x概述9第一章

固體顆粒及其特性Re=ρudp/μ流體繞圓球的流動(dòng)uFd*第一篇?dú)夤谭蛛x概述9第一章固體顆粒及其特性Re=ρu*第一篇?dú)夤谭蛛x概述10第一章

固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨顆粒雷諾數(shù)變化的規(guī)律，可分為三個(gè)區(qū)域：斯托克斯區(qū)（10-4<Re<1）過渡區(qū)或艾侖區(qū)（1<Re<103）湍流區(qū)或牛頓區(qū)（103<Re

<105）*第一篇?dú)夤谭蛛x概述10第一章固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨*第一篇?dú)夤谭蛛x概述11第一章

固體顆粒及其特性層流區(qū)過渡區(qū)湍流區(qū)將不同流動(dòng)區(qū)域的阻力系數(shù)分別代入上式，得球形顆粒在各區(qū)相應(yīng)的沉降速度分別為：：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述11第一章固體顆粒及其特性層流區(qū)過渡*第一篇?dú)夤谭蛛x概述12第一章

固體顆粒及其特性求沉降速度通常采用試差法。沉降速度的求法：假設(shè)流體流動(dòng)類型；計(jì)算沉降速度ut；計(jì)算Re，驗(yàn)證與假設(shè)是否相符；如果不相符，則轉(zhuǎn)①。如果相符，OK!*第一篇?dú)夤谭蛛x概述12第一章固體顆粒及其特性求沉降速度*第一篇?dú)夤谭蛛x概述13第一章

固體顆粒及其特性一直徑為1mm、密度為2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中沉降，試求其終端沉降速度ut。校核流型，Re=ρutdp/μ=998.2×0.145×10-3/(1.005×10-3)=144解：假設(shè)其流型屬過渡區(qū)，故有：故屬于過渡區(qū)，與假設(shè)相符。反之，當(dāng)已知沉降速度，求顆粒直徑時(shí)，也需要試差計(jì)算。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述13第一章固體顆粒及其特性一直徑為*第一篇?dú)夤谭蛛x概述14第一章

固體顆粒及其特性已知一密度為3000kg/m3的球形顆粒在20℃的水中的終端沉降速度ut=9.8×10-3m/s，試確定其粒徑。校核流型：Re=ρutdp/μ=998.2×9.8×10-3×95×10-6/(1.005×10-3)=0.92解：假設(shè)其流型屬層流區(qū)，故有：故屬于層流區(qū)，與假設(shè)相符。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述14第一章固體顆粒及其特性已知一密*第一篇?dú)夤谭蛛x概述15第一章

固體顆粒及其特性影響沉降速度的因素(以層流區(qū)為例)(1)顆粒直徑dp啤酒生產(chǎn)，采用絮狀酵母，dp↑→ut↑↑，使啤酒易于分離和澄清。均質(zhì)乳化，dp↓→ut↓↓，使飲料不易分層。加絮凝劑，如水中加明礬。(2)連續(xù)相的粘度加酶：清飲料中添加果膠酶，使

↓→ut↑，易于分離。增稠：濃飲料中添加增稠劑，使

↑→ut↓，不易分層。加熱：原油脫鹽脫水中的加熱。(3)兩相密度差(

p-)：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述15第一章固體顆粒及其特性影響沉降速*第一篇?dú)夤谭蛛x概述16第一章

固體顆粒及其特性影響沉降速度的因素(以層流區(qū)為例)(4)顆粒形狀球形度s越小，

越大，但在層流區(qū)不明顯。ut非球<ut球。對(duì)于細(xì)微顆粒(d<0.5m)，應(yīng)考慮分子熱運(yùn)動(dòng)的影響，不能用沉降公式計(jì)算ut；Cunningham修正系數(shù)。沉降公式可用于沉降和上浮等情況。(5)邊壁效應(yīng)(walleffect)：當(dāng)顆?？拷鞅诔两禃r(shí)，由于器壁的影響，沉降速度變慢小，這種影響稱為壁效應(yīng)。(6)干擾沉降：當(dāng)顆粒體積濃度小于0.2%時(shí)，偏差在1%以內(nèi)，當(dāng)顆粒濃度較高時(shí)便發(fā)生干擾沉降。由于干擾作用，大顆粒的實(shí)際沉降速度小于自由沉降速度；小顆粒的沉降速度增大。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述16第一章固體顆粒及其特性影響沉降速*第一篇?dú)夤谭蛛x概述17第一章

固體顆粒及其特性層流區(qū)，F(xiàn)d與ut的1次方成正比。過渡區(qū)，F(xiàn)d與ut的1.4次方成正比。湍流區(qū)，F(xiàn)d與ut的平方成正比。機(jī)理為何？*第一篇?dú)夤谭蛛x概述17第一章固體顆粒及其特性層流區(qū)，F(xiàn)*第一篇?dú)夤谭蛛x概述18第一章

固體顆粒及其特性*第一篇?dú)夤谭蛛x概述18第一章固體顆粒及其特性*第一篇?dú)夤谭蛛x概述19第一章

固體顆粒及其特性重力沉降室/降塵室流道突然擴(kuò)大，流速降低，氣體攜帶能力下降，氣流中的顆粒沉降下來。因此，尺寸越大，分離能力越強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低。阻力低。50-150Pa。運(yùn)行可靠。氣量大，且適合高溫使用。缺點(diǎn)分離效率低，只適于大顆粒的分離。尺寸大。重力沉降室示意圖*第一篇?dú)夤谭蛛x概述19第一章固體顆粒及其特性重力沉降室*第一篇?dú)夤谭蛛x概述20第一章

固體顆粒及其特性LHb凈化氣體含塵氣體uut假設(shè)：顆粒水平分速度與氣體流速u相同；停留時(shí)間＝L/u沉降時(shí)間t＝H/ut顆粒分離條件：L/u≥H/ut；H<

Lut/u*第一篇?dú)夤谭蛛x概述20第一章固體顆粒及其特性LHb凈化*第一篇?dú)夤谭蛛x概述21第一章

固體顆粒及其特性1、降塵室顆粒大小不同，沉降速度不同。設(shè)某粒子在θ內(nèi)沉降高度是h且若h<H，則其分離效率為再設(shè)沉降位于層流區(qū)，則：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述21第一章固體顆粒及其特性1、降塵室*第一篇?dú)夤谭蛛x概述22第一章

固體顆粒及其特性1、降塵室再設(shè)降塵室處理量為Q，則：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述22第一章固體顆粒及其特性1、降塵室*第一篇?dú)夤谭蛛x概述23第一章

固體顆粒及其特性按照100%的分離效率，求出可分離的最小粒徑：dmin也稱臨界粒徑(criticaldiameter)；臨界沉降速度utc：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述23第一章固體顆粒及其特性按照100*第一篇?dú)夤谭蛛x概述24第一章

固體顆粒及其特性可見：當(dāng)氣速u一定時(shí)，H越小，dmin越小，效率越高。常做成扁平型，或采用多層沉降室的結(jié)構(gòu)。氣速u不能太大，以免干擾顆粒沉降，或把塵粒重新卷起。一般u不超過3m/s。一定粒徑的顆粒，生產(chǎn)能力Q只與底面積BL和utc有關(guān)，而與H無關(guān)。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述24第一章固體顆粒及其特性可見：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述25第一章

固體顆粒及其特性當(dāng)用隔板分為N層，則每層高度為H/N。若速度u不變，則：沉降高度為原來的1/N倍；utc降為原來的1/N倍(utc=Q/

BL)；臨界粒徑為原來的1/N0.5倍；一般可分離20μm以上的顆粒；但排塵不方便。多層隔板降塵室示意圖含塵氣體粉塵隔板凈化氣體*第一篇?dú)夤谭蛛x概述25第一章固體顆粒及其特性當(dāng)*第一篇?dú)夤谭蛛x概述26第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例例：

擬用降塵室回收常壓爐氣中的固體顆粒，降塵室長5m，寬和高均為2m，爐氣量為4m3/s。操作條件下氣體密度為0.75kg/m3，粘度2.6×10-5Pa·s，固體顆粒為球形，密度3000kg/m3。求：(1)理論上能完全捕集下來的最小粒徑；(2)粒徑為40μm顆粒的回收百分率；(3)若完全回收15μm的塵粒，對(duì)降塵室應(yīng)如何改進(jìn)?解：

與最小粒徑或臨界粒徑對(duì)應(yīng)的臨界沉降速度：假設(shè)流型并校核，有：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述26第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述27第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例(2)直徑為40μm的顆粒必在層流區(qū)沉降，其沉降速度ut′：故理論上直徑40μm顆粒的沉降高度H′H′=u′tθ=0.1×(L/ut)=0.5m設(shè)降塵室入口爐氣均布，在降塵室入口端處于頂部及其附近的d=40μm的塵粒，它們隨氣體到達(dá)出口時(shí)還沒有沉到底，而入口端處于距室底0.5m以下的塵粒均能除去，所以除塵效率：

η=H′/H=0.5/2=25%*第一篇?dú)夤谭蛛x概述27第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述28第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例(3)要完全回收15μm的顆粒，可在降塵室內(nèi)設(shè)置水平隔板，使之變?yōu)槎鄬咏祲m室。隔板層數(shù)n及板間距h的計(jì)算為：圓整取n=28，則隔板間距：h=H/(n+1)=2/29=0.069m故理論上在原降塵室內(nèi)設(shè)28層隔板可全部回收15μm的顆粒。

加長L或增加寬度B，是否可行？*第一篇?dú)夤谭蛛x概述28第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述29第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例(3)要完全回收15μm的顆粒，可在降塵室內(nèi)設(shè)置水平隔板，使之變?yōu)槎鄬咏祲m室。隔板層數(shù)n及板間距h的計(jì)算為：圓整取n=28，則隔板間距：h=H/(n+1)=2/29=0.069m故理論上在原降塵室內(nèi)設(shè)28層隔板可全部回收15μm的顆粒。

加長L或增加寬度B，是否可行？*第一篇?dú)夤谭蛛x概述29第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述30第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例降塵室的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)計(jì)算ut：(2)確定底面積及B，L：(3)確定沉降高度H：已知含塵氣體的流量，粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)，氣固兩相物性參數(shù)。設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述30第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述31第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例說明：沉降速度ut應(yīng)按需要分離下來的最小顆粒計(jì)算；氣流速度u不應(yīng)太高，以免干擾顆粒的沉降或把已經(jīng)沉降下來的顆粒重新卷起。降塵室結(jié)構(gòu)簡單，流動(dòng)阻力小，但體積龐大，效率低，通常僅適用于直徑大于50-100μm的顆粒，作預(yù)除塵。多層降塵室雖能分離50μm以下的顆粒，并節(jié)省地面，但存在諸多問題。

例題中在2m高度上加28層不可行，安裝，支撐，找平等。另外，排灰也不可能。而在沉降器內(nèi)加設(shè)一些立式角鋼等，形成慣性分離，是提高分離效率的好方法。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述31第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述32第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例*第一篇?dú)夤谭蛛x概述32第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述33第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例*第一篇?dú)夤谭蛛x概述33第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述34第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例二、慣性分離器分離機(jī)理：利用氣體和顆粒的密度差，當(dāng)氣流急速改變方向時(shí)，顆粒脫離流線從氣流中分離下來。這種慣性分離器，氣流旋轉(zhuǎn)角度小于360o。

*第一篇?dú)夤谭蛛x概述34第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述35第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級(jí)b多級(jí)反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型b百葉窗型c多層隔板型*第一篇?dú)夤谭蛛x概述35第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述36第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例應(yīng)用一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵凈化效率不高，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa*第一篇?dú)夤谭蛛x概述36第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述37第一章

固體顆粒及其特性定義：沉降力場：重力、離心力。在某種力場的作用下，利用分散物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的單元操作。沉降操作分類：重力沉降、離心沉降。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述1第一章固體顆粒及其特性定義：沉降*第一篇?dú)夤谭蛛x概述38第一章

固體顆粒及其特性流體繞圓球顆粒的流動(dòng)uFdFd與顆粒運(yùn)動(dòng)的方向相反。當(dāng)流體相對(duì)于靜止的固體顆粒流動(dòng)時(shí)，或者固體顆粒在靜止流體中移動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性，兩者之間會(huì)產(chǎn)生作用力，這種作用力通常稱為曳力或阻力。只要顆粒與流體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生阻力。對(duì)于一定的顆粒和流體，只要相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相同，流體對(duì)顆粒的阻力就一樣。一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力*第一篇?dú)夤谭蛛x概述2第一章固體顆粒及其特性流體繞圓球顆*第一篇?dú)夤谭蛛x概述39第一章

固體顆粒及其特性阻力定義式：一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力

ρ——流體密度；μ——流體粘度；

dp——顆粒的當(dāng)量直徑；

A——顆粒在運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積；

u——顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。

——阻力系數(shù)，是雷諾數(shù)Re的函數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述3第一章固體顆粒及其特性阻力定義式：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述40第一章

固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨顆粒雷諾數(shù)變化的規(guī)律，可分為三個(gè)區(qū)域：斯托克斯區(qū)（10-4<Re<1）過渡區(qū)或艾侖區(qū)（1<Re<103）湍流區(qū)或牛頓區(qū)（103<Re

<105）*第一篇?dú)夤谭蛛x概述4第一章固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨顆*第一篇?dú)夤谭蛛x概述41第一章

固體顆粒及其特性一、顆粒在流體中的沉降過程顆粒與流體在力場中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到三個(gè)力的作用：質(zhì)量力F＝ma浮力Fb=ρ

gVp曳力Fd=ξAρu2/2對(duì)于一定的顆粒和流體，重力Fg、浮力Fb一定，但曳力Fd卻隨顆粒運(yùn)動(dòng)速度而變化。當(dāng)顆粒運(yùn)動(dòng)速度u等于某一數(shù)值后達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)顆粒所受的諸力之和為零。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述5第一章固體顆粒及其特性一、顆粒在流*第一篇?dú)夤谭蛛x概述42第一章

固體顆粒及其特性一、顆粒在流體中的沉降過程自由沉降：顆粒在重力作用下在無界流體中的沉降過程，稱為自由沉降。對(duì)單個(gè)球形顆粒的受力分析：沉降的兩個(gè)階段：加速階段和等速階段;加速段時(shí)間很短，整個(gè)過程可以忽略；等速階段，顆粒相對(duì)流體的速度稱為沉降速度；用ut表示，也稱終端沉降速度。u重力Fg阻力Fd浮力Fb*第一篇?dú)夤谭蛛x概述6第一章固體顆粒及其特性一、顆粒在流*第一篇?dú)夤谭蛛x概述43第一章

固體顆粒及其特性一、顆粒在流體中的沉降過程u重力Fg阻力Fd浮力Fb根據(jù)牛頓第二定律，顆粒的重力沉降運(yùn)動(dòng)基本方程式應(yīng)為:p

—顆粒密度*第一篇?dú)夤谭蛛x概述7第一章固體顆粒及其特性一、顆粒在流*第一篇?dú)夤谭蛛x概述44第一章

固體顆粒及其特性ξ是阻力系數(shù)，是顆粒對(duì)流體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的雷諾數(shù)Re的函數(shù)u重力Fg阻力Fd浮力Fb當(dāng)du/dt

=0時(shí)，令u=ut，可得ut計(jì)算式*第一篇?dú)夤谭蛛x概述8第一章固體顆粒及其特性ξ是阻力系數(shù)*第一篇?dú)夤谭蛛x概述45第一章

固體顆粒及其特性Re=ρudp/μ流體繞圓球的流動(dòng)uFd*第一篇?dú)夤谭蛛x概述9第一章固體顆粒及其特性Re=ρu*第一篇?dú)夤谭蛛x概述46第一章

固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨顆粒雷諾數(shù)變化的規(guī)律，可分為三個(gè)區(qū)域：斯托克斯區(qū)（10-4<Re<1）過渡區(qū)或艾侖區(qū)（1<Re<103）湍流區(qū)或牛頓區(qū)（103<Re

<105）*第一篇?dú)夤谭蛛x概述10第一章固體顆粒及其特性根據(jù)阻力隨*第一篇?dú)夤谭蛛x概述47第一章

固體顆粒及其特性層流區(qū)過渡區(qū)湍流區(qū)將不同流動(dòng)區(qū)域的阻力系數(shù)分別代入上式，得球形顆粒在各區(qū)相應(yīng)的沉降速度分別為：：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述11第一章固體顆粒及其特性層流區(qū)過渡*第一篇?dú)夤谭蛛x概述48第一章

固體顆粒及其特性求沉降速度通常采用試差法。沉降速度的求法：假設(shè)流體流動(dòng)類型；計(jì)算沉降速度ut；計(jì)算Re，驗(yàn)證與假設(shè)是否相符；如果不相符，則轉(zhuǎn)①。如果相符，OK!*第一篇?dú)夤谭蛛x概述12第一章固體顆粒及其特性求沉降速度*第一篇?dú)夤谭蛛x概述49第一章

固體顆粒及其特性一直徑為1mm、密度為2500kg/m3的玻璃球在20℃的水中沉降，試求其終端沉降速度ut。校核流型，Re=ρutdp/μ=998.2×0.145×10-3/(1.005×10-3)=144解：假設(shè)其流型屬過渡區(qū)，故有：故屬于過渡區(qū)，與假設(shè)相符。反之，當(dāng)已知沉降速度，求顆粒直徑時(shí)，也需要試差計(jì)算。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述13第一章固體顆粒及其特性一直徑為*第一篇?dú)夤谭蛛x概述50第一章

固體顆粒及其特性已知一密度為3000kg/m3的球形顆粒在20℃的水中的終端沉降速度ut=9.8×10-3m/s，試確定其粒徑。校核流型：Re=ρutdp/μ=998.2×9.8×10-3×95×10-6/(1.005×10-3)=0.92解：假設(shè)其流型屬層流區(qū)，故有：故屬于層流區(qū)，與假設(shè)相符。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述14第一章固體顆粒及其特性已知一密*第一篇?dú)夤谭蛛x概述51第一章

固體顆粒及其特性影響沉降速度的因素(以層流區(qū)為例)(1)顆粒直徑dp啤酒生產(chǎn)，采用絮狀酵母，dp↑→ut↑↑，使啤酒易于分離和澄清。均質(zhì)乳化，dp↓→ut↓↓，使飲料不易分層。加絮凝劑，如水中加明礬。(2)連續(xù)相的粘度加酶：清飲料中添加果膠酶，使

↓→ut↑，易于分離。增稠：濃飲料中添加增稠劑，使

↑→ut↓，不易分層。加熱：原油脫鹽脫水中的加熱。(3)兩相密度差(

p-)：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述15第一章固體顆粒及其特性影響沉降速*第一篇?dú)夤谭蛛x概述52第一章

固體顆粒及其特性影響沉降速度的因素(以層流區(qū)為例)(4)顆粒形狀球形度s越小，

越大，但在層流區(qū)不明顯。ut非球<ut球。對(duì)于細(xì)微顆粒(d<0.5m)，應(yīng)考慮分子熱運(yùn)動(dòng)的影響，不能用沉降公式計(jì)算ut；Cunningham修正系數(shù)。沉降公式可用于沉降和上浮等情況。(5)邊壁效應(yīng)(walleffect)：當(dāng)顆?？拷鞅诔两禃r(shí)，由于器壁的影響，沉降速度變慢小，這種影響稱為壁效應(yīng)。(6)干擾沉降：當(dāng)顆粒體積濃度小于0.2%時(shí)，偏差在1%以內(nèi)，當(dāng)顆粒濃度較高時(shí)便發(fā)生干擾沉降。由于干擾作用，大顆粒的實(shí)際沉降速度小于自由沉降速度；小顆粒的沉降速度增大。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述16第一章固體顆粒及其特性影響沉降速*第一篇?dú)夤谭蛛x概述53第一章

固體顆粒及其特性層流區(qū)，F(xiàn)d與ut的1次方成正比。過渡區(qū)，F(xiàn)d與ut的1.4次方成正比。湍流區(qū)，F(xiàn)d與ut的平方成正比。機(jī)理為何？*第一篇?dú)夤谭蛛x概述17第一章固體顆粒及其特性層流區(qū)，F(xiàn)*第一篇?dú)夤谭蛛x概述54第一章

固體顆粒及其特性*第一篇?dú)夤谭蛛x概述18第一章固體顆粒及其特性*第一篇?dú)夤谭蛛x概述55第一章

固體顆粒及其特性重力沉降室/降塵室流道突然擴(kuò)大，流速降低，氣體攜帶能力下降，氣流中的顆粒沉降下來。因此，尺寸越大，分離能力越強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低。阻力低。50-150Pa。運(yùn)行可靠。氣量大，且適合高溫使用。缺點(diǎn)分離效率低，只適于大顆粒的分離。尺寸大。重力沉降室示意圖*第一篇?dú)夤谭蛛x概述19第一章固體顆粒及其特性重力沉降室*第一篇?dú)夤谭蛛x概述56第一章

固體顆粒及其特性LHb凈化氣體含塵氣體uut假設(shè)：顆粒水平分速度與氣體流速u相同；停留時(shí)間＝L/u沉降時(shí)間t＝H/ut顆粒分離條件：L/u≥H/ut；H<

Lut/u*第一篇?dú)夤谭蛛x概述20第一章固體顆粒及其特性LHb凈化*第一篇?dú)夤谭蛛x概述57第一章

固體顆粒及其特性1、降塵室顆粒大小不同，沉降速度不同。設(shè)某粒子在θ內(nèi)沉降高度是h且若h<H，則其分離效率為再設(shè)沉降位于層流區(qū)，則：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述21第一章固體顆粒及其特性1、降塵室*第一篇?dú)夤谭蛛x概述58第一章

固體顆粒及其特性1、降塵室再設(shè)降塵室處理量為Q，則：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述22第一章固體顆粒及其特性1、降塵室*第一篇?dú)夤谭蛛x概述59第一章

固體顆粒及其特性按照100%的分離效率，求出可分離的最小粒徑：dmin也稱臨界粒徑(criticaldiameter)；臨界沉降速度utc：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述23第一章固體顆粒及其特性按照100*第一篇?dú)夤谭蛛x概述60第一章

固體顆粒及其特性可見：當(dāng)氣速u一定時(shí)，H越小，dmin越小，效率越高。常做成扁平型，或采用多層沉降室的結(jié)構(gòu)。氣速u不能太大，以免干擾顆粒沉降，或把塵粒重新卷起。一般u不超過3m/s。一定粒徑的顆粒，生產(chǎn)能力Q只與底面積BL和utc有關(guān)，而與H無關(guān)。*第一篇?dú)夤谭蛛x概述24第一章固體顆粒及其特性可見：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述61第一章

固體顆粒及其特性當(dāng)用隔板分為N層，則每層高度為H/N。若速度u不變，則：沉降高度為原來的1/N倍；utc降為原來的1/N倍(utc=Q/

BL)；臨界粒徑為原來的1/N0.5倍；一般可分離20μm以上的顆粒；但排塵不方便。多層隔板降塵室示意圖含塵氣體粉塵隔板凈化氣體*第一篇?dú)夤谭蛛x概述25第一章固體顆粒及其特性當(dāng)*第一篇?dú)夤谭蛛x概述62第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例例：

擬用降塵室回收常壓爐氣中的固體顆粒，降塵室長5m，寬和高均為2m，爐氣量為4m3/s。操作條件下氣體密度為0.75kg/m3，粘度2.6×10-5Pa·s，固體顆粒為球形，密度3000kg/m3。求：(1)理論上能完全捕集下來的最小粒徑；(2)粒徑為40μm顆粒的回收百分率；(3)若完全回收15μm的塵粒，對(duì)降塵室應(yīng)如何改進(jìn)?解：

與最小粒徑或臨界粒徑對(duì)應(yīng)的臨界沉降速度：假設(shè)流型并校核，有：*第一篇?dú)夤谭蛛x概述26第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述63第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例(2)直徑為40μm的顆粒必在層流區(qū)沉降，其沉降速度ut′：故理論上直徑40μm顆粒的沉降高度H′H′=u′tθ=0.1×(L/ut)=0.5m設(shè)降塵室入口爐氣均布，在降塵室入口端處于頂部及其附近的d=40μm的塵粒，它們隨氣體到達(dá)出口時(shí)還沒有沉到底，而入口端處于距室底0.5m以下的塵粒均能除去，所以除塵效率：

η=H′/H=0.5/2=25%*第一篇?dú)夤谭蛛x概述27第一章固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算*第一篇?dú)夤谭蛛x概述64第一章

固體顆粒及其特性降塵室計(jì)算舉例(3)要完全回收15μm的顆粒，可在降塵室內(nèi)設(shè)置水平隔板，使之變?yōu)槎鄬咏祲m室。隔板層數(shù)n及板間距h的計(jì)算為：圓整取n=28，則隔板間距：h=H/(n+1)=2/29=0.069m故理論上在原降塵室內(nèi)設(shè)28層隔板可全部回收15μm的顆粒。

加長L或增加寬度B，是否可行？*第一篇?dú)夤谭蛛x概述28第一章