非均相物系的分離

非均相物系的分離

第一組：姓名權(quán)重分工竇彤0.20總結(jié)3.3.7—3.3.9節(jié)張玉龍0.18總結(jié)3.3.1—3.3.3節(jié)劉聿超0.21總結(jié)3.3.4—3.3.6節(jié)李鵬飛0.22總結(jié)3.1節(jié)，并結(jié)合前四個(gè)總結(jié)，將所有總結(jié)匯總、整理、美觀化，上課演講王子晴0.19總結(jié)3.2節(jié)自然界中的混合物包括均相混合物和非均相混合物。非均相混合物主要有沉降和分離這兩種機(jī)械分離操作。

1.收集分散物質(zhì)回收懸濁液中的產(chǎn)品2.凈化分散介質(zhì)如在催化反應(yīng)中，原料氣在使用之前需要凈化3.環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn)為理避免污染球形顆粒的自由沉降大?。河妙w粒的某一個(gè)或某幾個(gè)特征尺寸表示，如球形顆粒的大小用直徑de表示。比表面積：單位體積顆粒所具有的表面積，其單位為m2/m3,

球形顆粒體積:V=πd3/6球形顆粒表面積:S=πd2;比表面積:a球=S/V=6/d形狀規(guī)則的顆粒顆粒的特性：非均相混和物分離的目的

顆粒的形狀系數(shù)：用形狀系數(shù)表示顆粒的形狀，最常用的形狀系數(shù)是球形度Φs，它的定義式為:

Φs

=S/Sp(Sp,顆粒的表面積；S與該顆粒體積相等的圓球的表面積）相同體積的不同形狀顆粒中，球形顆粒的表面積最小，非球形顆粒而言，Φs<1；球形顆粒，Φs=1。非球形顆粒的當(dāng)量直徑(體積當(dāng)量直徑deV;表面積當(dāng)量直徑des;比表面積當(dāng)量直徑dea)：

dev=(6Vp/π)1/3des=(S/π)1/2dea=6/a形狀不規(guī)則的顆粒顆粒群特性:由大小不等的粒子組成的集合體，稱為非均一粒子或多分散粒子。具有同一粒徑的顆粒稱為單一性粒子或單分散性粒子。da=1/∑(xi/di)[da,平均比表面積直徑;xi,di粒徑段內(nèi)顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù);di,篩分直徑]

重力沉降1.沉降速度1）球形顆粒的自由沉降2）阻力系數(shù)

3）影響沉降速度的因素a.流體的粘度b.顆粒的體積分?jǐn)?shù)c.器壁效應(yīng)d.顆粒形狀的影響4）沉降速度的計(jì)算

加速段:u增大，阻力增大，a增大等速段：阻力+浮力=重力，a=0沉降速度（終端速度）為：1<Ret

<103（過渡區(qū)或艾侖定律區(qū)）103<Ret

<105（湍流區(qū)或牛頓定律區(qū)）重力沉降2.重力沉降的設(shè)備1）降塵室a單層降塵室必要條件：停留時(shí)間≥沉降時(shí)間生產(chǎn)能力：b多層降塵室降塵室的生產(chǎn)能力與高度H無關(guān)2）沉降槽目的：提高懸浮液濃度、得到澄清液體的重力沉降設(shè)備3）分級(jí)器利用重力沉降對(duì)不同粒度的顆粒/不同密度顆粒進(jìn)行分離/分類生產(chǎn)能力：可間歇操作/連續(xù)操作離心沉降1.定義：依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過程。適用：分離兩相密度差較小，顆粒粒度較細(xì)的非均相物系2.慣性離心力作用下的沉降速度3.

旋風(fēng)分離器適用：除去氣流中直徑在5μm以上的塵粒不適用：粘性粉塵，含濕量高的粉塵，腐蝕性粉塵。向心力+阻力=離心力層流ζ=Re/24

200μm以上：重力沉降

5μm以下：袋濾器/濕法捕集離心分離因數(shù)=離心沉降速度/重力沉降速度工作原理從氣流中分離出塵粒1.臨界粒徑，dc2.分離效率3.壓力降，^p總效率：n0=(C1-C2)/C1粒級(jí)效率：np,i=(C1,i-C2,i)/C1,i過濾過濾目的從懸浮液中分離出固體顆粒，得到清凈的液體或固相產(chǎn)品。過濾原理在外力（重力、壓力、離心力）的作用下，懸浮液中的液體通過多孔介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。過濾方式1.深床過濾2.餅層過濾過濾介質(zhì)1.織物介質(zhì)2.堆積介質(zhì)3.多孔固體介質(zhì)顆粒床層的特性及流體流過床層的壓降床層孔隙率：

ε=空隙體積/床層體積單位：m3/m3顆粒的比表面積床層比表面積空床流速細(xì)管的當(dāng)量直徑壓降濾餅常數(shù)濾餅壓縮指數(shù)1.可壓縮濾餅s＝0～12.不可壓縮濾餅s=0過濾壓力差V:濾液體積Ve：過濾介質(zhì)的當(dāng)量濾液體積，或稱虛擬濾液體積m3單位壓力差下濾餅的阻尼濾餅體積與相應(yīng)的濾液體積之比濾液粘度濾餅比阻濾餅阻力R＝rL過濾速率過濾速度恒壓過濾恒壓過濾方程式k―表征過濾物料特性的常數(shù)，m4/（N·s）介質(zhì)阻力忽略Ve=0,θe=0，簡化為K—過濾常數(shù)，與過濾的壓力降及懸浮液性質(zhì)、溫度有關(guān)。過濾常數(shù)的測定1）恒壓下K、qe、θe的測定2）壓縮指數(shù)s的測定、物料特性常數(shù)k的測定lgK-lg?p成線性關(guān)系，斜率1-s,截距l(xiāng)g2kθ1-q1θ2-q2K、qeθ

e法一：法二：恒速過濾與先恒速后恒壓過濾q＝uRθ

或V＝AuRθ過濾速度恒速過濾時(shí)不可壓縮濾餅表明：對(duì)不可壓縮濾餅進(jìn)行恒速過濾時(shí)，壓強(qiáng)隨時(shí)間成直線升高令VR，θR分別為恒速升壓階段終了瞬間的濾液體積及過濾時(shí)間恒壓過濾操作階段有：K為恒速過濾終了時(shí)的K值，θ和V為從過濾開始計(jì)的值。過濾設(shè)備框（二鈕）兩側(cè)有濾布，容納濾漿、濾餅濾板洗滌板（一鈕）過濾板（三鈕）按操作方式：間歇（過濾、洗滌、卸渣、整理、裝合）、連續(xù)按壓差：壓濾、吸濾、離心分類間歇壓濾過濾板框壓濾機(jī)加壓壓濾機(jī)

使用顆粒積于濾布外側(cè)形成濾餅洗滌方法：置換洗滌法，洗滌路徑與過濾相同（洗滌面積=過濾面積）吸濾型連續(xù)過濾轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周：過濾、吸干、洗滌、吹松、卸餅濾餅的洗滌目的：回收在顆?？p隙里的濾液、凈化濾餅顆粒洗滌時(shí)間：

葉濾機(jī)板框壓濾機(jī)

當(dāng)洗水粘度、洗水表壓與濾液粘度、過濾壓強(qiáng)差有明顯差異時(shí)，洗滌時(shí)間校正為：洗水黏度≈濾液黏度推動(dòng)力壓強(qiáng)差相等過濾機(jī)生產(chǎn)能力間歇過濾機(jī)連續(xù)過濾機(jī)（單位時(shí)間獲得濾液體積）操作周期T，s

過濾時(shí)間根據(jù)恒壓過濾方程式求一個(gè)操作周期的濾液

一個(gè)操作周期

生產(chǎn)能力

忽略介質(zhì)阻力

習(xí)題1.若降塵室的高度增加，則沉降時(shí)間，氣流速度，生產(chǎn)能力。2.沉降過程有沉降和沉降兩種方式。3.階段中顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度稱為沉降速度，由于這個(gè)速度是階段終了時(shí)顆粒相對(duì)于流體的速度，故又稱為“終端速度”。4.影響沉降速度的主要因素有①；②；③；5.在餅層過濾中，真正發(fā)揮攔截顆粒作用的主要是而不是。6.在恒壓操作一個(gè)周期中，已知過濾時(shí)間為τ，獲得的濾液量為V，現(xiàn)僅將過濾壓差增加2倍，則過濾時(shí)間變?yōu)椋ㄔO(shè)濾餅不可壓縮，且介質(zhì)阻力不計(jì))。7.在旋風(fēng)分離器中，某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4m,切向速度為15m/s。當(dāng)顆粒與流體