化工原理-沉降與過濾

第三章沉降與過濾

學(xué)習(xí)本章的基本要求了解非均相物系用機(jī)械方法進(jìn)行分離的原理、適用范圍及主要設(shè)備的性能。要求能根據(jù)分離任務(wù)正確選擇分離方法及設(shè)備。具體要求如下：（１）掌握重力沉降和離心沉降的基本原理、沉降速度的定義、意義及基本計(jì)算方法；（２）掌握降塵室、旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性能及選型、操作要點(diǎn)；了解沉降槽、旋液分離器的主要特點(diǎn)；（３）了解過濾操作的基本概念及過濾介質(zhì)、過濾速率、恒壓過濾、過濾常數(shù)等概念；（４）掌握板框過濾機(jī)、葉濾機(jī)、回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、操作方法及相關(guān)計(jì)算。掌握過濾常數(shù)的測定方法。第一節(jié)概述混合物均相混合物非均相混合物〈1〉固體顆粒混合物〈2〉懸浮液〈3〉乳濁液〈4〉含塵氣體等

非均相物系分離目的：

（1）分散相的分離回收

（2）連續(xù)相的分離回收

（3）分散相與連續(xù)相的同時(shí)分離回收

（4）連續(xù)相的凈化

常用方法：

（1）沉降

（2）過濾

第二節(jié)重力沉降一重力沉降速度（1）球形顆粒的自由沉降恒速沉降時(shí)，du/dτ＝0，u=u0，于是：注意：沉降速度u0為顆粒與流體的相對運(yùn)動(dòng)速度（2）阻力系數(shù)沉降速度計(jì)算公式的假設(shè)條件(1)

顆粒為球形(2)顆粒沉降時(shí)彼此相距較遠(yuǎn)，互不干擾(3)

容器壁對顆粒沉降的阻滯作用可以忽略(4)

顆粒直徑不能小到受流體介質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)的影響，否則沉降速度要變小，嚴(yán)重時(shí)便不能沉降（3）其他因素對沉降速度的影響(2)

干擾沉降在顆粒的體積濃度<0.2%時(shí)，偏差<1%。當(dāng)濃度較高時(shí)，干擾沉降速度可先按自由沉降計(jì)算，然后予以校正。(3)壁效應(yīng)容器的器壁及底面均增加顆粒沉降時(shí)的阻力，使實(shí)際沉降速度減小。若容器直徑不到顆粒直徑的100倍左右，這種作用便顯出，計(jì)算時(shí)應(yīng)該加以修正。(4)

分子運(yùn)動(dòng)當(dāng)dp<0.5m時(shí)，沉降將受到分子熱運(yùn)動(dòng)的影響。(1)

非球形顆?？刹捎们蛐晤w粒的方法計(jì)算，然后予以校正。（4）沉降速度的計(jì)算有兩類問題（1）已知d求u0(2)已知u0求d落球粘度計(jì)

現(xiàn)有密度為1080kg/m3、直徑為0.16mm的鋼球置于密度980kg/m3的某液體中，盛放液體的玻璃管的內(nèi)徑D為20mm。測得小球的沉降速度為1.70mm/s，試計(jì)算此時(shí)液體的粘度。當(dāng)d/D<0.1時(shí)，器壁對沉降速度的影響可用下式校正：解：校核雷諾數(shù)n=1/2,層流區(qū)n=1,湍流區(qū)n=1/2~1,過渡區(qū)分級(jí)沉降

二重力沉降設(shè)備（1）降塵室

（2）沉降槽

懸浮液的沉聚過程沉降槽第三節(jié)離心沉降1、離心沉降速度2