化工原理沉降

1、沉降與過濾第3章化工原理沉降第1頁化工原理沉降第2頁存在相界面 處于分散狀態(tài)物質(zhì) 包圍分散相而處于連續(xù)狀態(tài)物質(zhì) 非均相混合物： 分散相 連續(xù)相 混合物： 化工原理沉降第3頁化工原理沉降第4頁實現(xiàn)混合物分離目標？機械分離過濾 沉降 怎樣實現(xiàn)分離？傳質(zhì)分離均相：非均相：蒸餾、吸收、干燥 化工原理沉降第5頁重力沉降離心沉降（一）沉降分離自由沉降干擾沉降都屬于流體繞固體流動問題化工原理沉降第6頁一、球形顆粒自由沉降 -重力沉降沉降顆粒受力情況： 重力浮力曳力曳力系數(shù)曳力Fd化工原理沉降第7頁牛頓第二定律 曳力 加速度 = 0加速段勻速段自由沉降速度當顆粒和流體確定后，ut 主要與相關?；ぴ沓两档?

2、頁曳力系數(shù)（1）Re：顆粒運動雷諾數(shù)：沉降速度顆粒直徑流體密度流體黏度化工原理沉降第9頁（2）球形度（形狀系數(shù)） 顆粒表面積與該顆粒體積相等球表面積非球形顆粒 球形顆粒 球形顆粒非球形顆?；ぴ沓两档?0頁Stokes 區(qū)Allen 區(qū)Newton區(qū)圖3-2 隨Ret及s 改變曲線 ,p92?；ぴ沓两档?1頁（3-12） Stokes 區(qū)：代入上式：已知：其它區(qū)：p93化工原理沉降第12頁1、顆粒形狀2、壁效應3、顆粒濃度4、流體黏度、密度影響重力沉降速度原因化工原理沉降第13頁化工原理沉降第14頁重力沉降速度計算試差法： 假設沉降屬于某一流型 計算沉降速度 核實Re 例題：3-1 p9

3、4Re2 ut 為所求Re 2 假設處于阿倫區(qū)先假設處于斯托克斯區(qū)再計算和判斷化工原理沉降第15頁無因次判據(jù)法： 計算判據(jù)K值 由K值確定沉降所屬區(qū)域 計算ut 其它方法介紹：化工原理沉降第16頁摩擦數(shù)群法： 計算查曲線圖找到Ret 由Ret計算ut 或化工原理沉降第17頁例：直徑為80m，密度為3000kg/m3球球形顆粒在25水中自由沉降；：計算其沉降速度？：如密度為1600kg/m3球球形顆粒在25水中以相同速度自由沉降，顆粒直徑應是多少？ 25水=996.9kg/m3，=0.897310-3Pas分析三種方法均可計算ut，無所以判據(jù)法簡便計算無因次數(shù)群K值，判別顆粒沉降流型 化工原理沉

4、降第18頁沉降在層流區(qū)。用斯托克斯公式計算沉降速度。 分析知ut，求粒徑用摩擦數(shù)群法化工原理沉降第19頁球形顆粒s=1查得由化工原理沉降第20頁重力沉降設備：1降塵室 2沉降槽 3.分級器重點化工原理沉降第21頁降塵室:依靠重力沉降從氣流中分離出固體顆粒設備 ut 氣流水平經(jīng)過降塵室速度沉降速度化工原理沉降第22頁含塵氣體凈化氣體顆粒utu化工原理沉降第23頁 或 位于降塵室最高點顆粒沉降到室底所需時間：氣體經(jīng)過降塵室時間： 分離條件：降塵室高沉降速度降塵室長氣流水平經(jīng)過降塵室速度化工原理沉降第24頁整理得降塵室生產(chǎn)能力（流量）降塵室生產(chǎn)能力只與其沉降面積及顆粒沉降速度相關，而與降塵室高度H無

5、關。 降塵室寬化工原理沉降第25頁降塵室可設計成扁平式氣流流動處于層流區(qū)可加擋板組成多級降塵，并能去除更小顆粒 多級降塵室用水平隔板分成N層：化工原理沉降第26頁體積龐大，分離效率低只適合用于分離粒度大于50 m粗粒普通作為預除塵使用降塵室特點結構簡單流動阻力小化工原理沉降第27頁 多級降塵室水平隔板數(shù) = N-1相關計算：1）理論最小沉降顆粒直徑（臨界粒徑）（斯托克斯區(qū)） 例3.2 多級降塵室dpc更小化工原理沉降第28頁沉降槽（增濃器） 沉降槽利用重力沉降來提升懸浮液濃度或得到澄清液體設備。加料分散自由沉降（清液）干擾沉降（增濃） 沉降槽含有澄清液體和增濃懸浮液雙重功效化工原理沉降第29頁

6、三、離心沉降化工原理沉降第30頁慣性離心力實現(xiàn)沉降過程 離心沉降速度 切向速度=rw重力沉降速度 化工原理沉降第31頁也等于Stokes區(qū)ur與ut之比 離心分離因數(shù) Kc是反應離心分離設備主要指標,普通分離器Kc為 52500 。同一顆粒，離心力場強度與重力場強度之比：化工原理沉降第32頁離心沉降設備-旋風分離器切向進入 外螺旋向下 內(nèi)螺旋向上 化工原理沉降第33頁 工作原理外圓筒內(nèi)圓筒錐形筒切向入口關風器 (預防空氣進入)含塵氣體固相凈化氣體外螺旋內(nèi)螺旋含塵氣體從切向入口進入。氣體受器壁約束，由上向下作外螺旋運動。顆粒被拋向器壁，氣固得以分離。 分離器軸線附近區(qū)域，形成一低壓氣芯 。在圓錐

7、底部附近，氣流由下向上做內(nèi)螺旋運動，經(jīng)上部出口管排出。固相沿內(nèi)壁落入灰斗化工原理沉降第34頁適用范圍： 分離5200 m顆粒結構簡單、效率高；但不適合用于分離粘性、腐蝕性、濕含量高顆?；ぴ沓两档?5頁化工原理沉降第36頁評價旋風分離器性能指標 1）臨界粒徑2）壓強降（壓力損失）化工原理沉降第37頁停留沉降Stokes區(qū)： bDui化工原理沉降第38頁臨界粒徑旋風分離器進氣口寬度旋風分離器進口氣速氣流有效旋轉(zhuǎn)圈數(shù)臨界粒徑越小，旋風分離器分離性能越好。能被完全分離下來最小顆粒粒徑化工原理沉降第39頁壓強降阻力系數(shù)進口速度型號不一樣， 不一樣；同一結構，尺寸相同， 相同 進口速度離心力但壓降矛盾！實際操作時，進口速度在1025m/s之間，P在 500 Pa 之間?；?/p>