化工原理第三章-沉降與過濾-課件

掌握重力沉降的基本原理、典型設(shè)備及應(yīng)用；了解并熟悉旋風(fēng)分離器的工作原理及其性能參數(shù)；掌握過濾的基本操作過程、典型的設(shè)備，恒壓過濾的操作及計(jì)算第三章沉降與過濾1流體輸送機(jī)械掌握重力沉降的基本原理、典型設(shè)備及應(yīng)用；第三章沉降與過濾均相混合物與非均相混合物的概念均相混合物物系：內(nèi)部各處物料性質(zhì)均勻而且不存在相界面的混合物。例如：互溶溶液及混合氣體非均相混合物：物系內(nèi)部有隔開兩相的界面存在且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的混合物。例如：固體顆粒和氣體構(gòu)成的含塵氣體；固體顆粒和液體構(gòu)成的懸浮液；不互溶液體構(gòu)成的乳濁液；液體顆粒和氣體構(gòu)成的含霧氣體第一節(jié)概述2流體輸送機(jī)械均相混合物與非均相混合物的概念第一節(jié)概述2流體輸送機(jī)械精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥說早早早……”44分類：固體非均相、氣體非均相和液體非均相混合物概念：分散相和連續(xù)相分散相：處于分散狀態(tài)的物質(zhì)連續(xù)相：處于連續(xù)狀態(tài)的物質(zhì)分離目的：回收分散相或凈化連續(xù)相分離方法：主要的物理分離方法是沉降與過濾；對(duì)于含塵氣體還有液體洗滌除塵法和電除塵法等。非均相混合物5流體輸送機(jī)械分類：固體非均相、氣體非均相和液體非均相混合物非均相混合物5顆粒的特性球形顆粒體積V=π/6×d3

表面積S=πd2

比表面積S/V=6/d非球形顆粒體積當(dāng)量直徑dede=表面積當(dāng)量直徑desdes=6流體輸送機(jī)械顆粒的特性6流體輸送機(jī)械一、沉降速度第一節(jié)重力沉降

Fb

Fd

Fg

顆粒受力分析：以球形顆粒為研究對(duì)象重力：流體對(duì)顆粒的浮力：流體對(duì)顆粒的阻力：7流體輸送機(jī)械一、沉降速度第一節(jié)重力沉降FbFdFg顆粒受當(dāng)時(shí)，u＝ut，則：由動(dòng)量定理：顆粒在流體內(nèi)作重力沉降運(yùn)動(dòng)的過程將經(jīng)歷先加速后勻速的運(yùn)動(dòng)過程，其最終的速度稱重力沉降速度(ut

)，且顆粒的加速運(yùn)動(dòng)過程很短，一般情況下不予考慮。整理得8流體輸送機(jī)械當(dāng)時(shí)，u＝ut，則：由動(dòng)量定理：顆粒在流體內(nèi)作球形顆粒的阻力系數(shù)ξ是流體相對(duì)于顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)的函數(shù),需實(shí)驗(yàn)測(cè)定。阻力系數(shù)ξ-Re關(guān)系曲線,分三個(gè)區(qū)：層流區(qū)（斯托克斯區(qū)）：阻力主要為摩擦阻力。過渡區(qū)（阿侖區(qū)）：此時(shí)阻力為摩擦阻力和形體阻力之和。湍流區(qū)（牛頓區(qū)）：此時(shí)阻力主要為形體阻力。

、

——流體特性dp、ut——顆粒特性9流體輸送機(jī)械球形顆粒的阻力系數(shù)ξ是流體相對(duì)于顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)的函數(shù),需10流體輸送機(jī)械10流體輸送機(jī)械

將用沉降速度ut表示的顆粒雷諾數(shù)Re代入層流區(qū)沉降速度公式中：

即層流區(qū)沉降速度計(jì)算式，也稱斯托克斯（Stokes）公式。

層流區(qū)沉降速度計(jì)算方法11流體輸送機(jī)械將用沉降速度ut表示的顆粒雷諾數(shù)Re代入層流

另外，還有艾侖（Allen）公式和牛頓（Neton）公式分別計(jì)算自由沉降過程中過渡區(qū)和湍流區(qū)的沉降速度。12流體輸送機(jī)械另外，還有艾侖（Allen）公式和牛頓（Neton）公層流區(qū)沉降速度計(jì)算式沉降速度與顆粒和流體的密度差成正比關(guān)系，與顆粒直徑成平方關(guān)系。不同密度的顆粒，沉降速度不同不同粒徑的顆粒，沉降速度也不同。－這是利用重力沉降分離非均相混合物的基本原理。13流體輸送機(jī)械層流區(qū)沉降速度計(jì)算式沉降速度與顆粒和流體的密度差成正比關(guān)系，影響沉降速度的其它因素：1.干擾沉降2.顆粒形狀越小，阻力越大，Re相同時(shí)沉降速度越小。3.壁效應(yīng)使沉降速度下降。14流體輸送機(jī)械影響沉降速度的其它因素：1.干擾沉降2.顆粒形狀越小，阻ut的計(jì)算方法：

試差法（先假設(shè)顆粒的沉降類型，計(jì)算ut值，然后將ut代入顆粒雷諾數(shù)驗(yàn)算是否與假設(shè)相符）15流體輸送機(jī)械ut的計(jì)算方法：

試差法（先假設(shè)顆粒的沉降類型，計(jì)算ut值二、典型重力沉降設(shè)備

根據(jù)非均相混合物的種類不同，主要有降塵室和沉降槽。水平流動(dòng)型降塵室

1、結(jié)構(gòu)：16流體輸送機(jī)械二、典型重力沉降設(shè)備

根據(jù)非均相混合物的種類不同，主要有降塵2、工作原理：層流流動(dòng)的氣態(tài)非均相物系沿水平運(yùn)動(dòng)，固體顆粒則作平拋運(yùn)動(dòng)，即水平方向隨氣體一起運(yùn)動(dòng)，豎直方向則作沉降運(yùn)動(dòng)。17流體輸送機(jī)械2、工作原理：層流流動(dòng)的氣態(tài)非均相物系沿水平運(yùn)動(dòng)，固體顆粒則3.沉降分離條件停留時(shí)間：沉降時(shí)間：分離條件：W顯然，若處于入口端頂部的直徑為dp顆粒能夠除掉，則處于其它位置的直徑為dp的顆粒都能被除掉，因此上式是氣體中直徑為dp的顆粒完全被分離下來的條件。18流體輸送機(jī)械3.沉降分離條件停留時(shí)間：沉降時(shí)間：分離條件：W顯然，若處已知?dú)怏w的體積流量為qvs,，求臨界粒徑dpc（層流）W19流體輸送機(jī)械已知?dú)怏w的體積流量為qvs,，求臨界粒徑dpc（層流）W19已知?dú)怏w的體積流量為qvs,，求臨界粒徑dpc臨界粒徑W20流體輸送機(jī)械已知?dú)怏w的體積流量為qvs,，求臨界粒徑dpc臨界粒徑W20降塵室工作能力：（單位時(shí)間降塵室能處理的混合物的量）由代入得W結(jié)論：降塵室的生產(chǎn)能力只與沉降面積WL及顆粒沉降速度ut有關(guān)，而與高度H無關(guān)。21流體輸送機(jī)械降塵室工作能力：（單位時(shí)間降塵室能處理的混合物的量）由代入得降塵室宜設(shè)計(jì)成扁平狀。氣態(tài)非均相物系在降塵室中的流動(dòng)以滯流為好，否則由于湍流的脈動(dòng)效果使得沉降在降塵室底面的細(xì)小顆粒又被氣流卷起，降低沉降分離的效率。因此降塵室的高度也不宜太低。22流體輸送機(jī)械降塵室宜設(shè)計(jì)成扁平狀。22流體輸送機(jī)械23流體輸送機(jī)械23流體輸送機(jī)械多層降塵室：若n個(gè)隔板，則缺點(diǎn)：清灰難；隔板間距小，顆粒易被揚(yáng)起。24流體輸送機(jī)械多層降塵室：若n個(gè)隔板，則缺點(diǎn)：24流體輸送機(jī)械沉降槽（懸浮液中固體顆粒的分離：澄清液與稠漿）特點(diǎn)：利用顆粒的自然沉降性實(shí)現(xiàn)的分離，但由于分離效果差，一般得到含固體顆粒50％的增稠液，所以也叫增稠器。生產(chǎn)能力：一般以澄清液溢出量表示。

25流體輸送機(jī)械沉降槽（懸浮液中固體顆粒的分離：澄清液與稠漿）25流體輸送

懸浮液的沉聚過程26流體輸送機(jī)械懸浮液的沉聚過程26流體輸送機(jī)械27流體輸送機(jī)械27流體輸送機(jī)械為了提高沉降槽的生產(chǎn)能力，可以采用向槽內(nèi)添加絮凝劑的方法。常用的絮凝劑主要有：無機(jī)絮凝劑：石灰、明礬、硫酸亞鐵、苛性鈉、鹽酸和氯化鋅等；天然高分子絮凝劑：有淀粉和含淀粉的蛋白質(zhì)物質(zhì)，如馬鈴薯、玉米粉、紅薯粉及動(dòng)物膠等；合成高分子絮凝劑：有離子和非離子型高分子聚合物，如聚丙烯酰胺、羰基纖維素和聚乙烯基乙醇等。28流體輸送機(jī)械為了提高沉降槽的生產(chǎn)能力，可以采用向槽內(nèi)添加絮凝劑的方法。常重力場(chǎng)離心力場(chǎng)力場(chǎng)強(qiáng)度重力加速度gut2/R

方向指向地心

沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心指向外周

Fg=mg

作用力

自由沉降受重力的影響無法滿足要求，而改變沉降速度的唯一因素只能通過改變力的大小來實(shí)現(xiàn)，即將重力用離心力來代替。第三節(jié)離心沉降29流體輸送機(jī)械重力場(chǎng)離心力場(chǎng)力場(chǎng)強(qiáng)度重力加速度gut2/R方向指向地心離心分離因數(shù)：離心力與重力之比。30流體輸送機(jī)械離心分離因數(shù)：離心力與重力之比。30流體輸送機(jī)械與顆粒在重力場(chǎng)中相似，顆粒在離心力場(chǎng)中也受到三個(gè)力的作用，即慣性離心力、向心力（浮力）和阻力。當(dāng)三力平衡時(shí)，顆粒在徑向上相對(duì)于流體的速度即為顆粒在此位置上的離心沉降速度ur在穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)中，作用力與阻力達(dá)到平衡，顆粒與流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到恒定，則徑向速度服從斯托克斯定律即：31流體輸送機(jī)械與顆粒在重力場(chǎng)中相似，顆粒在離心力場(chǎng)中也受到三個(gè)力的作用，即一、離心沉降速度一般在層流區(qū)沉降重力沉降層流區(qū)沉降速度離心沉降層流區(qū)沉降速度徑向向外，隨r變化方向向下，大小不變32流體輸送機(jī)械一、離心沉降速度一般在層流區(qū)沉降重力沉降層流區(qū)沉降速度離心沉二、典型設(shè)備：

主要是旋風(fēng)分離器和旋液分離器。旋風(fēng)分離器

1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作原理進(jìn)氣口、主體、排氣管、排灰口；氣體在旋風(fēng)分離器中的軌跡（內(nèi)外旋流）；旋風(fēng)分離器中氣體的壓力分布：

器壁附近壓力最大，僅稍低于進(jìn)口處的壓力；往中心壓力逐漸降低，在軸心附近成為負(fù)壓。33流體輸送機(jī)械二、典型設(shè)備：

主要是旋風(fēng)分離器和旋液分離器。旋風(fēng)分離器

臨界顆粒直徑uib假設(shè)：切向速度ut=進(jìn)口速度ui顆粒沉降的最大距離b層流rm——平均旋轉(zhuǎn)半徑34流體輸送機(jī)械臨界顆粒直徑uib假設(shè)：rm——平均旋轉(zhuǎn)半徑34流體輸送機(jī)械n——旋轉(zhuǎn)圈數(shù)沉降時(shí)間：停留時(shí)間：沉降分離條件：沉降速度：35流體輸送機(jī)械n——旋轉(zhuǎn)圈數(shù)沉降時(shí)間：停留時(shí)間：沉降分離條件：沉降速度：3臨界顆粒直徑：討論：（1）bdpc

D旋風(fēng)分離器越大，分離效果越不好所以生產(chǎn)能力較大時(shí)，一般采用多個(gè)小旋風(fēng)分離器并聯(lián)。（2）uidc分離效果好流動(dòng)阻力大36流體輸送機(jī)械臨界顆粒直徑：討論：（1）bd氣體通過旋風(fēng)分離器的壓力降一般p=0.3~2kPa進(jìn)、排氣與筒壁之間的摩擦損失；進(jìn)入時(shí)突然擴(kuò)大的局部阻力；旋轉(zhuǎn)中動(dòng)能損失造成氣體壓力降：由于:與動(dòng)壓成正比37流體輸送機(jī)械氣體通過旋風(fēng)分離器的壓力降一般p=0.3~2kPa38流體輸送機(jī)械38流體輸送機(jī)械39流體輸送機(jī)械39流體輸送機(jī)械2、旋風(fēng)分離器的性能臨界粒徑dpc臨界粒徑隨分離器直徑增大而增大分離效率反映旋風(fēng)分離器的除塵能力，有總效率和粒級(jí)效率之分。壓降△p壓降也是衡量旋風(fēng)分離器性能的重要指標(biāo)。壓降與進(jìn)口氣速有關(guān)，氣速低則分離效率不高，過高則壓降大、能耗高，且渦流加劇對(duì)分離不利。40流體輸送機(jī)械2、旋風(fēng)分離器的性能臨界粒徑dpc40流體輸送機(jī)械旋液分離器

旋液分離器是分離懸浮液的離心沉降設(shè)備，其構(gòu)造及工作原理與旋風(fēng)分離器類似。與旋風(fēng)分離器相比，旋液分離器直徑小而圓錐部分長(zhǎng)。41流體輸送機(jī)械旋液分離器

旋液分離器是分離懸浮液的離心沉降設(shè)備，42流體輸送機(jī)械42流體輸送機(jī)械沉降式離心機(jī)：（一）管式離心機(jī)（二）碟式離心機(jī)（三）螺旋式離心機(jī)43流體輸送機(jī)械沉降式離心機(jī)：43流體輸送機(jī)械管式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)鼓的三部分組成：頂蓋、帶空心軸的底蓋和管狀轉(zhuǎn)筒。離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓由頂蓋、帶空心軸的底蓋和管狀轉(zhuǎn)筒組成。機(jī)殼2內(nèi)裝有管狀轉(zhuǎn)鼓4，轉(zhuǎn)鼓懸掛于離心機(jī)上端的撓性驅(qū)動(dòng)軸7上，下部由底蓋形成中空軸并置于機(jī)殼底部的導(dǎo)向軸襯內(nèi)。44流體輸送機(jī)械管式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)鼓的三部分組成：頂蓋、帶空心軸的底蓋和管狀管式離心機(jī)的工作原理待處理的物料以一定壓力由進(jìn)料管經(jīng)底部空心軸進(jìn)入鼓底，靠圓形折轉(zhuǎn)擋板1分布于鼓四周。鼓內(nèi)設(shè)有十字形擋板3，液體在鼓內(nèi)由擋板被加速到轉(zhuǎn)鼓速度，在離心力場(chǎng)作用下，乳濁液（或懸浮液）沿軸向上流動(dòng)的過程被分成輕液相和重液相，通過上方溢環(huán)狀流口排出。轉(zhuǎn)速：15000rpm，Kc＝50000左右加長(zhǎng)轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度的目的:增加物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的留停時(shí)間。45流體輸送機(jī)械管式離心機(jī)的工作原理待處理的物料以一定壓力由進(jìn)料管經(jīng)底部空心分離乳濁液的操作原理轉(zhuǎn)鼓由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。乳濁液由底部進(jìn)入，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)從下向上流動(dòng)過程中，由于兩種液體的密度不同而分成內(nèi)、外兩液層。外層為重液層，內(nèi)層為輕液層。到達(dá)頂部后，輕液與重液分別從各自的溢流口排出。分離懸浮液的操作原理

流量Vs為懸浮液從底部進(jìn)入，懸浮液是由密度為ρ的與密度為ρp的少量顆粒形成的。假設(shè)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的液體以轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)角速度ω隨著轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。液體由下向上流動(dòng)過程中，顆粒由液面r1處沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面r2處。凡沉降所需時(shí)間小于式等于在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間的顆粒，均能沉降除去。46流體輸送機(jī)械分離乳濁液的操作原理轉(zhuǎn)鼓由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。乳濁液由底部進(jìn)47流體輸送機(jī)械47流體輸送機(jī)械密閉轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有數(shù)十個(gè)至上百個(gè)錐角為60～120的錐形碟片簡(jiǎn)單的碟式離心機(jī)沒有自動(dòng)排渣裝置自動(dòng)除渣碟式離心機(jī)在四壁上開設(shè)若干噴嘴（或活門）碟片式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)48流體輸送機(jī)械密閉轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有數(shù)十個(gè)至上百個(gè)錐角為60～120的錐形碟片碟片49流體輸送機(jī)械49流體輸送機(jī)械如果將作用在（帶電）顆粒上的電場(chǎng)力代替離心力，則顆粒的沉降就是電力沉降。電力沉降電力沉降的原理：含塵氣體通過高壓電場(chǎng)后產(chǎn)生的自發(fā)性電離使顆粒帶電，在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)收塵電極后放電并吸附在收塵電極上，從而實(shí)現(xiàn)了氣態(tài)非均相物系的分離。電除塵的基本過程：

a、氣體電離；b、顆粒荷電；c、荷電顆粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；d、顆粒放電50流體輸送機(jī)械如果將作用在（帶電）顆粒上的電場(chǎng)力代替離心力，則顆粒的沉降就一、過濾操作的基本概念過濾：利用能讓液體通過而截留固體顆粒的多孔介質(zhì)（過濾介質(zhì)），使懸浮液中固液得到分離的單元操作。濾漿：過濾操作中所處理的懸浮液濾液：通過多孔介質(zhì)的液體濾渣（濾餅）：被截留住的固體物質(zhì)實(shí)現(xiàn)過濾操作的外力有重力、壓力、離心力，化工中應(yīng)用最多的是壓力過濾。第四節(jié)過濾第四節(jié)過濾51流體輸送機(jī)械一、過濾操作的基本概念第四節(jié)過濾第四節(jié)過濾51流體輸二、過濾方式過濾

深層過濾:濾餅過濾:

固體顆粒的沉積發(fā)生在較厚的粒狀過濾介質(zhì)床層內(nèi)部，懸浮液中的顆粒直徑小于床層直徑，當(dāng)顆粒隨流體在床層的曲折孔邊穿過時(shí)，便粘附在過濾介質(zhì)上。適用于懸浮液中顆粒甚小且含量甚微（固相體積分率在0.1%以下）的場(chǎng)合.

固體顆粒成餅層狀沉積于過濾介質(zhì)表面，形成濾餅.適用于處理固相含量稍高（固相體積分率在1%以上）的懸浮液。52流體輸送機(jī)械二、過濾方式過濾深層過濾:濾餅過濾:固體顆粒的沉積發(fā)生53流體輸送機(jī)械53流體輸送機(jī)械三、過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)是濾餅的支承物，應(yīng)具有下列條件：多孔性，孔道適當(dāng)?shù)男?，?duì)流體的阻力小，又能截住要分離的顆粒。物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐熱，耐化學(xué)腐蝕。足夠的機(jī)械強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)價(jià)格便宜54流體輸送機(jī)械三、過濾介質(zhì)54流體輸送機(jī)械工業(yè)常用的過濾介質(zhì)主要有：

織物介質(zhì)：又稱濾布，包括有棉、毛、絲等天然纖維，玻璃絲和各種合成纖維制成的織物，以及金屬絲織成的網(wǎng)能截留的粒徑的范圍較寬，從幾十μm到1μm。優(yōu)點(diǎn)：織物介質(zhì)薄，阻力小，清洗與更新方便，價(jià)格比較便宜，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的過濾介質(zhì)。多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾?，燒結(jié)金屬．塑料細(xì)粉粘成的多孔塑料，棉花餅等。這類介質(zhì)較厚，孔道細(xì)，阻力大，能截留1～3μm的顆粒。55流體輸送機(jī)械工業(yè)常用的過濾介質(zhì)主要有：55流體輸送機(jī)械堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒（砂、木炭、石棉粉等）或非編織的纖維（玻璃棉等）堆積而成，層較厚。多孔膜：由高分子材料制成，膜很薄（幾十μm到200μm），孔很小，可以分離小到0.05μm的顆粒,應(yīng)用多孔膜的過濾有超濾和微濾。56流體輸送機(jī)械堆積介質(zhì)：由各種固體顆粒（砂、木炭、石棉粉等）或非編織的纖維四、濾餅的壓縮性顆粒有一定的剛性，所形成的濾餅并不因所受的壓力差而變形濾餅不可壓縮濾餅:可壓縮濾餅:顆粒比較軟，所形成的濾餅在壓差的作用下變形，使濾餅中的流動(dòng)通道變小，阻力增大。加入助濾劑可減少可壓縮濾餅的流動(dòng)阻力:如硅藻土，石棉，碳粉，珍珠巖粉，紙漿粉等。57流體輸送機(jī)械四、濾餅的壓縮性顆粒有一定的剛性，所形成的濾餅并不因所受的

介質(zhì)阻力：可視為不變，且一般過濾初期較明顯

濾餅厚度：隨過濾進(jìn)行而增加

濾餅阻力

濾餅特性：顆粒形狀、大小，粒度分布及壓縮性質(zhì)五、過濾阻力：58流體輸送機(jī)械五、過濾阻力：58流體輸送機(jī)械六、懸浮液、固體量、濾液量及濾渣變量間的關(guān)系懸浮液濾液（ρ，V）濕濾渣（ρc）濕濾渣（ρc）液體（ρ）干渣（ρp）59流體輸送機(jī)械六、懸浮液、固體量、濾液量及濾渣變量間的關(guān)系濾液（ρ，V懸浮液濾液（ρ，V）濕濾渣（ρc）濕濾渣（ρc）液體（ρ）干渣（ρp）是C11、濕濾渣（濾餅）密度ρcC:濕濾渣與干渣質(zhì)量比60流體輸送機(jī)械濾液（ρ，V）濕濾渣濕濾渣液體（ρ）干渣（ρ懸浮液濾液（ρ，V）濕濾渣（ρc）濕濾渣（ρc）液體（ρ）干渣（ρp）是CXX2、干渣質(zhì)量與濾液體積的比值（w）1X：懸浮液中干渣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1-CXCX-X濕渣質(zhì)量與濾液體積的比值61流體輸送機(jī)械濾液（ρ，V）濕濾渣濕濾渣液體（ρ）干渣（ρ3、濕渣（濾餅）體積與濾液體積的比值(v

)懸浮液濾液（ρ，V）濕濾渣（ρc）液體（ρ）干渣（ρp）是CXX11-CXCX-X濕渣質(zhì)量與濾液體積的比值濕渣體積與濾液體積的比值62流體輸送機(jī)械3、濕渣（濾餅）體積與濾液體積的比值(v)濾液（ρ，七、過濾速率與速度過濾速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)獲得的濾液體積單位為

過濾速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位過濾面積A上獲得濾液體積

單位為

式中，V——濾液體積，t——過濾時(shí)間，sA——過濾面積，（流速）（流量）63流體輸送機(jī)械七、過濾速率與速度（流速）（流量）63流體輸送機(jī)械注意：隨著過濾過程的進(jìn)行，濾餅逐漸加厚?？梢韵胍?，如果過濾壓力不變，即恒壓過濾時(shí)，過濾速度將逐漸減小。因此上述定義為瞬時(shí)過濾速度。過濾過程中，若要維持過濾速度不變，即維持恒速過濾，則必須逐漸增加過濾壓力或壓差?？傊?，過濾是一個(gè)不穩(wěn)定的過程。64流體輸送機(jī)械注意：64流體輸送機(jī)械過濾速度?pp2p1濾液65流體輸送機(jī)械過濾速度?pp2p1濾液65流體輸送機(jī)械（1）過程的推動(dòng)力：過濾過程中，需要在濾漿一側(cè)和濾液透過一側(cè)維持一定的壓差，過濾過程才能進(jìn)行。從流體力學(xué)的角度講，這一壓差用于克服濾液通過濾餅層和過濾介質(zhì)層的微小孔道時(shí)的阻力，稱為過濾過程的總推動(dòng)力，以表示。這一壓差部分消耗在了濾餅層，部分消耗在了過濾介質(zhì)層，即：其中：為濾液通過濾餅層時(shí)的壓力降，也是通過該層的推動(dòng)力；為濾液通過介質(zhì)層時(shí)的壓力降，也是通過該層的推動(dòng)力。66流體輸送機(jī)械其中：為濾液通過濾餅層時(shí)的壓力降，也是通過該66流體（2）濾液通過濾餅層時(shí)的阻力：濾液在濾餅層中流過時(shí)，由于通道的直徑很小，阻力很大，因而流體的流速很小，應(yīng)該屬于層流，壓降與流速的關(guān)系服從Hagen－Poiseuille定律。

其中：—濾液在濾餅?zāi)硞€(gè)通道中的真實(shí)流速—濾液粘度—通道的平均長(zhǎng)度—通道的當(dāng)量直徑定義濾餅層的空隙率為：

67流體輸送機(jī)械67流體輸送機(jī)械所以：，②孔道的平均長(zhǎng)度可以認(rèn)為與濾餅的厚度L成正比：③孔道的當(dāng)量直徑：①

與的關(guān)系：S0：顆粒比表面積68流體輸送機(jī)械所以：，①與的關(guān)系：S0：顆粒根據(jù)這三點(diǎn)結(jié)論，可出導(dǎo)出過濾速度的表達(dá)式：其中：r：濾餅的比阻(1/m2)，其值完全取決于濾餅性質(zhì)ΔP1：濾液通過濾餅時(shí)的壓力降（pa）Vc:濾餅體積（m3）；A：過濾面積（m2）μ：濾液粘度（Pa.s）；L：濾餅厚度（m）推論：過濾速度等于濾餅層推動(dòng)力/濾餅層阻力，而后者由兩方面的因素決定，一是濾餅層的性質(zhì)及其厚度，二是濾液的粘度。69流體輸送機(jī)械根據(jù)這三點(diǎn)結(jié)論，可出導(dǎo)出過濾速度的表達(dá)式：69流體輸送機(jī)械過濾速度r:濾餅的比阻(1/m2)，其值反映了在單位過濾面積（m2）上形成單位體積（1m3）濾餅時(shí)的阻力大小。濾餅的比阻r其中：V：濾液體積；v：濕渣(濾餅)體積與濾液體積的比值。將上式中濾餅體積用濾液體積表示時(shí)，則有：此時(shí)，過濾阻力即為獲得V體積濾液時(shí)所形成的濾餅阻力。70流體輸送機(jī)械過濾速度r:濾餅的比阻(1/m2)，其值反映了在單位過濾面（3）濾液通過過濾介質(zhì)時(shí)的阻力：

介質(zhì)阻力表示為獲得當(dāng)量濾液量Ve時(shí)形成的濾餅阻力,總的阻力大小即為則過濾速度：pp2p1濾液71流體輸送機(jī)械（3）濾液通過過濾介質(zhì)時(shí)的阻力：介質(zhì)阻力表示為獲得（4）過濾速度和過濾速率方程

過濾速度過濾速率72流體輸送機(jī)械（4）過濾速度和過濾速率方程過濾速度過濾速率72流體輸送機(jī)械（5）恒壓過濾方程式τVτeVe73流體輸送機(jī)械（5）恒壓過濾方程式τVτeVe73流體輸送機(jī)械過濾速率恒壓過濾方程式K與懸浮液性質(zhì)，濾餅性質(zhì)，操作條件如溫度，壓力等因素有關(guān)。

Vo

1V1A74流體輸送機(jī)械過濾速率恒壓過濾方程式K與懸浮液性質(zhì)，濾餅性質(zhì)，操作條件如溫(6)過濾常數(shù)的測(cè)定

/q～q為直線關(guān)系，其斜率為，截距為q

/q75流體輸送機(jī)械(6)過濾常數(shù)的測(cè)定/q～q為直線關(guān)系，q/q75八、常見的過濾設(shè)備板框式過濾機(jī)

典型的應(yīng)用非常廣泛的一種間歇式過濾機(jī)。76流體輸送機(jī)械八、常見的過濾設(shè)備76流體輸送機(jī)械板框壓濾機(jī)過濾操作：過濾階段懸浮液從通道進(jìn)入濾框，濾液在壓力下穿過濾框兩邊的濾布、沿濾布與濾板凹凸表面之間形成的溝道流下，既可單獨(dú)由每塊濾板上設(shè)置的出液旋塞排出，稱為明流式；也可匯總后排出，稱為暗流式。框板框板洗滌板非洗滌板懸浮液濾液板非洗滌板77流體輸送機(jī)械板框壓濾機(jī)過濾操作：過濾階段懸浮液從通道進(jìn)入濾框，濾液在壓力洗滌操作：洗滌液由洗滌板上的通道進(jìn)入其兩側(cè)與濾布形成的凹凸空間，穿過濾布、濾餅和濾框另一側(cè)的濾布后排出。洗滌液的行程（包括濾餅和濾布）約為過濾終了時(shí)濾液行程的2倍，而流通面積卻為其1/2，故洗滌速率約為過濾終了速率的1/4。板框壓濾機(jī)洗滌液洗出液框板框板洗滌板非洗滌板板非洗滌板洗滌終了，若有必要可引入壓縮空氣使濾餅脫濕后再折開過濾機(jī)卸出濾餅，結(jié)束一次過濾操作。然后清洗、整理、重新組裝、準(zhǔn)備下一次操作。78流體輸送機(jī)械洗滌操作：洗滌液由洗滌板上的通道進(jìn)入其兩側(cè)與濾布形成的凹凸空板框式過濾機(jī)的橫穿洗滌法：

洗滌液遇到的阻力是過濾終了時(shí)濾液的2倍，而洗滌面積卻是過濾的1/2。79流體輸送機(jī)械板框式過濾機(jī)的橫穿洗滌法：