化工原理上第4章

1、 4.1 概述概述 4.2 顆粒床層的特性顆粒床層的特性 4.3 流體通過(guò)固定床的壓降流體通過(guò)固定床的壓降 4.4 過(guò)濾原理及設(shè)備過(guò)濾原理及設(shè)備 4.5 過(guò)濾過(guò)程計(jì)算過(guò)濾過(guò)程計(jì)算 4.6 加快過(guò)濾速率的途徑加快過(guò)濾速率的途徑256 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)257 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)258 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)3/6 VdeV /SdeS 259pdVSa/6/ 球球 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)S/Vade

2、a66eSeVeaddd5 . 1 (4-8)260 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)eVeSeVeSeVeadddddd223 261 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)iiiiddxf 1FFidpi dpmax dp1.0ffidi dpi di-1 dp面積為面積為1262 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)pipddpidddFf )( pidpiiddfF0)(263 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng) piiipimdxmmdd11床床

3、層層體體積積積積床床層層體體積積顆顆粒粒所所占占體體 264 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng))1( aaB(4-18)265 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)細(xì)管全部?jī)?nèi)表面細(xì)管全部?jī)?nèi)表面床層流動(dòng)空間床層流動(dòng)空間 4ed266 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)221udLheef 細(xì)管內(nèi)流速細(xì)管內(nèi)流速)1(4 ade2321)1(82/uaLLuLdLLpeeef 267 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)23)1(/uaLpf (4-22) )

4、1(4eR1 auude(4-24)uaKLpf 322)1(/ (4-25)268 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng))1(4 ade / 1uu 23322)1(29. 0)1(17. 4/uauaLpf (4-27)(4-28)23232)1(75. 1)1(150/ududLpppf 269 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)162701. 05 . 1105001. 02 .124 kg/m348. 03120162711 p smAquV/008. 0)100 . 5/(100 . 4/46 270 化工原理（

5、上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)VVPp 271 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)uaKLpf 322)1(/ 008. 01081. 1)48. 01(5015. 048. 015001)1(152323 uKLpa 51038. 2 m2/m321029. 41081. 11038. 2)48. 01(008. 02 . 1)1(eR355 au272 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)273 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)274 化工原理（上）化工

6、原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾275 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾架橋現(xiàn)象架橋現(xiàn)象276 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾深層過(guò)濾深層過(guò)濾277 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾278 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾洗滌時(shí)間洗滌時(shí)間twa b c d溶質(zhì)濃度溶質(zhì)濃度279 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾 ddqAddV

7、u (4-29)280 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾通過(guò)單位過(guò)濾面積通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液總量。的濾液總量。281 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾282 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾283單擊播放板框單擊播放板框壓濾機(jī)動(dòng)畫(huà)壓濾機(jī)動(dòng)畫(huà) 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾單擊播放板單擊播放板框壓濾機(jī)過(guò)框壓濾機(jī)過(guò)濾動(dòng)畫(huà)濾動(dòng)畫(huà)284 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-

8、過(guò)濾過(guò)濾285板框壓濾機(jī)洗滌流動(dòng) 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾286 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾單擊播放回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)動(dòng)畫(huà)單擊播放回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)動(dòng)畫(huà)287回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)洗滌洗滌吹風(fēng)吹風(fēng) 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾288 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾單擊播放離心機(jī)動(dòng)畫(huà)單擊播放離心機(jī)動(dòng)畫(huà)289 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾2

9、90 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾l4.5.1 過(guò)濾過(guò)程的數(shù)學(xué)描述過(guò)濾過(guò)程的數(shù)學(xué)描述l4.5.2 間歇過(guò)濾的濾液量與間歇過(guò)濾的濾液量與 過(guò)濾時(shí)間的關(guān)系過(guò)濾時(shí)間的關(guān)系l4.5.3 洗滌速率與洗滌時(shí)間洗滌速率與洗滌時(shí)間l4.5.4 過(guò)濾過(guò)程的計(jì)算過(guò)濾過(guò)程的計(jì)算291 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾 / )1(/wwwpp (4-30)292(4-30)V 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾 11qAVL(4-33)293 化工原理（上）化工原理（上）-

10、流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾qAVL 11 0281. 01000/ )1 . 01(3850/1 . 03850/1 . 0 759. 03850/551000/451000/ )55100( 餅餅水水VV 132. 00281. 0759. 010281. 01 VLAm3濾餅濾餅/m3濾液濾液294 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾LpKadAdVuf 1)1(223床床 qPaKddqf )1(23(4-36)qrpddqf 32/ )1( aKr(4-37)濾餅阻力濾餅阻力295 化工原理（上）化工原理（上）-流體

11、通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾uaKLpf 322)1(/ 過(guò)過(guò)濾濾過(guò)過(guò)程程的的阻阻力力過(guò)過(guò)濾濾過(guò)過(guò)程程推推動(dòng)動(dòng)力力過(guò)過(guò)濾濾速速率率efqrpddq 2 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾296 Pf Pf2)()(2eeffqqrpqqrppddq (4-39)rpK 2)(2eqqKddq (4-41)過(guò)濾常數(shù)過(guò)濾常數(shù)297 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾 Pf Pf2)(22eVVKAddV (4-42)sprr 0(4-43)r0,s均為實(shí)驗(yàn)常數(shù)，均為實(shí)驗(yàn)常數(shù)，s為壓縮指數(shù)。

12、為壓縮指數(shù)。 對(duì)對(duì)可壓縮濾餅其值約為可壓縮濾餅其值約為0.20.8。298 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾 Kqqqe5 . 02 225 . 0KAVVVe (4-44)(4-45)上二式即恒速過(guò)濾方程。上二式即恒速過(guò)濾方程。299 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾)(2eqqKddq 并獲得濾液量并獲得濾液量q1 005 . 0)(dKdqqqqe 222KAVVVe Kqqqe 22(4-47)(4-46)300 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)

13、濾115 . 0)(dKdqqqqqe)()(2)(112212Kqqqqqe301 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾123)()(2)(1212212KAVVVVVe Kqqqe 22eqKqKq21 304 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾1e111qqK2qqK1qq11qq305 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾1qqsprr 0rpK 2305 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾psrrlnlnl

14、n0l WWWWWddqqddVV/)(22eEWVVKAddVddV 310 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾)(8)(22eeWVVKAqqrPddV 2)(8KAVVVweW 311 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾)(4eWqqKddqWeWddqq 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾00634. 01000/98. 03200/02. 03200/02. 0/ )1(/ wwwpp87. 78 . 0100634. 088111 VVVm331

15、20021. 0001. 000634. 01082. 11012. 022136 rpKm2/s07. 418000021. 087. 7 KVAm2 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾313 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾2222eeeqKqqqq eeqqKq 2 eeVnKAVnnqAQ /22 (4-62)318 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾 315 化工原理（上）化工原理（上）-流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)-過(guò)濾過(guò)濾一板框過(guò)

16、濾機(jī)用于恒溫恒壓（一板框過(guò)濾機(jī)用于恒溫恒壓（251atm）條件下一懸浮液過(guò)濾。已知濾框容積條件下一懸浮液過(guò)濾。已知濾框容積 450mm 450mm * * 450mm 450mm * * 25mm, 25mm, 共共3030個(gè)框。每立方米濾液可形成個(gè)框。每立方米濾液可形成 0.02m0.02m3 3濾餅，濾餅， q qe e = 0.02m = 0.02m3 3/m/m2 2, , K=6.89K=6.89* *1010- -5 5 m m2 2/s/s。過(guò)濾至濾餅滿框后用。過(guò)濾至濾餅滿框后用 1/101/10 濾液體積的清水洗滌，洗滌壓差與濾液體積的清水洗滌，洗滌壓差與溫度同過(guò)濾過(guò)程。而輔助時(shí)間為過(guò)濾時(shí)間與洗滌時(shí)間之和的溫度同過(guò)濾過(guò)程。而輔助時(shí)間為過(guò)濾時(shí)間與洗滌時(shí)間之和的 80%80%，試求：，試求： （1 1）過(guò)濾時(shí)間）過(guò)濾時(shí)間 (s) (s)，提示：過(guò)濾時(shí)間：，提示：過(guò)濾時(shí)間： （2 2）洗滌時(shí)間）洗滌時(shí)間 (s) (s)。提示