化工原理ppt课件4.流体通过颗粒层的流动.ppt

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1、 化工原理化工原理“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。1、本章学习的知识点、本章学习的知识点 过滤基本理论及基本参数；过滤基本方程及其应用；过滤基本理论及基本参数；过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机基本结构、工作板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机基本结构、工作原理及计算；过滤操作型问题的定性分析；间歇过滤机原理及计算；过滤操作型问题的定性分析；间歇过滤机的最佳生产周期的定量计算；连续过滤机最佳转速的确的最佳生产周期的定量计算；连续过滤机最佳转速

2、的确定；滤饼的可压缩性；恒速过滤；离心分离原理与离心定；滤饼的可压缩性；恒速过滤；离心分离原理与离心机；其他分离设备构造、原理。机；其他分离设备构造、原理。 2、本章学习的重、本章学习的重 点点 过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机设计型和操作型问题的定量计算；过滤操鼓真空过滤机设计型和操作型问题的定量计算；过滤操作型问题的定性分析；间歇过滤机的最佳生产周期的定作型问题的定性分析；间歇过滤机的最佳生产周期的定量计算。量计算。 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础

3、、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。3、本章学习的、本章学习的难难 点点 过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转过滤基本方程及其应用；板框过滤机、叶滤机与转鼓真空过滤机设计型和操作型问题的定量计算；过滤操鼓真空过滤机设计型和操作型问题的定量计算；过滤操作型问题的定性分析。作型问题的定性分析。 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。一、固定床的定义一、固定床的定义 固定床是固定床是众多固体颗粒堆积而成的静止的颗粒床层。众多固体颗粒堆积而成的

4、静止的颗粒床层。二、流体通过固定床的流动有关的情况如下二、流体通过固定床的流动有关的情况如下:1、固定床反应器（组成固定床的是粒状或片状催化剂）、固定床反应器（组成固定床的是粒状或片状催化剂） 2、悬浮液的过滤（组成固定床的是悬浮液中的固定颗粒悬浮液的过滤（组成固定床的是悬浮液中的固定颗粒堆积而成的堆积而成的滤饼看作是固定床滤饼看作是固定床 ） 3、离子交换、离子交换4、地下水、石油渗透、地下水、石油渗透三、流动研究的内容三、流动研究的内容1、速度分布：、速度分布：u小且均匀小且均匀2、压力降：很大（最感兴趣的问题）、压力降：很大（最感兴趣的问题）4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动

5、“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 爬流其流动阻力主要来自表面摩擦，而与通道的形状爬流其流动阻力主要来自表面摩擦，而与通道的形状关系很小，所以流动阻力关系很小，所以流动阻力 颗粒总表面积颗粒总表面积/单位床层体积。单位床层体积。问题（讨论）：问题（讨论）：流体通过颗粒层的流动具有什么样的特殊性？流体通过颗粒层的流动具有什么样的特殊性？答：流动的二个极限：答：流动的二个极限：(1)(1)极慢流动（爬流）：不脱体，形体阻力基本不变。极慢流动（爬流）：不脱体，形体阻力基

6、本不变。(2)(2)高速流动（湍流）：脱体，形体阻力改变高速流动（湍流）：脱体，形体阻力改变 4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2 颗粒床层的特性颗粒床层的特性4.2.1 单颗粒的特性单颗粒的特性4.2.2 颗粒群的特性颗粒群的特性4.2.3 床层特性床层特性4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公

7、共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2.1 单颗粒的特性单颗粒的特性 根据：几何面积相等的原则，确定非球形颗粒的当量根据：几何面积相等的原则，确定非球形颗粒的当量直径。直径。其它略其它略4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2.2 颗粒群的特性颗粒群的特性 根据：总比面积相等原则，确定颗粒群的平均直径。根据：总比面积相等原则，确定颗粒群的平均直径。其它略。其它略。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过

8、颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2.3 床层特性床层特性 根据：按总自由空间相等和总面积相等原则，确定根据：按总自由空间相等和总面积相等原则，确定床层通道的当量直径和当量长度。床层通道的当量直径和当量长度。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动1、床层空隙率、床层空隙率 固定床层中颗粒堆积的固定床层中颗粒堆积的疏密程度疏密程度可用空隙率来表示，可用空隙率来表示，其定义如下：其定义如下：= 空隙体积床层体积= Vv床层体积颗粒所占体积床层体

9、积V= V1= VGP1= p堆1“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2.3 床层特性床层特性4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动.填充方式表面光滑度密度形状粒度分布、7 . 047. 0：一般乱堆 的大小反映了床层颗粒的紧密程度，的大小反映了床层颗粒的紧密程度，对流体流动的对流体流动的阻力有极大的影响。阻力有极大的影响。， 。 2、床层的各向同性、床层的各向同性 乱堆乱堆各颗粒的定向应是随机的各颗粒的定向应是随机的床层是床层是各向同性各向同性的的 各

10、向同性床层的一个各向同性床层的一个重要特点重要特点：床层横截面上可供流：床层横截面上可供流体通过的空隙面积（自由截面）与床层截面之比在数值体通过的空隙面积（自由截面）与床层截面之比在数值上等于空隙率上等于空隙率。uuuuAA111fh“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2.3 床层特性床层特性壁效应：壁效应：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动内壁内壁uu可忽略壁效应床D壁效应不可忽略床pdD3、床层的比表面积、床层的比表面积Ba 单位床层体积（单位床

11、层体积（不是颗粒体积不是颗粒体积）具有的颗粒表面积称）具有的颗粒表面积称为床层的比表面积为床层的比表面积Ba“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.2.3 床层特性床层特性4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动Ba= V颗粒表面积S床层体积aSV颗粒表面积颗粒体积 颗粒比表面颗粒比表面= )1 (B“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程

12、”。4.3 流体通过固定床的压力降流体通过固定床的压力降困难困难：通道的细微几何结构十分复杂，即使是爬流时压：通道的细微几何结构十分复杂，即使是爬流时压降的理论计算也是十分困难的。降的理论计算也是十分困难的。解决方法解决方法：用简化模型通过实验数据关联。：用简化模型通过实验数据关联。一、物理模型一、物理模型 因为流动呈爬流状态因为流动呈爬流状态阻力与床层表面积成正比，阻力与床层表面积成正比，所以床层可简化为无数平行的弯弯曲曲的毛细管所以床层可简化为无数平行的弯弯曲曲的毛细管虑拟虑拟细管，其细管，其简化的机理模型如下。简化的机理模型如下。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动LuLeu表

13、观速度“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.3 流体通过固定床的压力降流体通过固定床的压力降 也就是将床层中的不规则通道简化成长度为也就是将床层中的不规则通道简化成长度为Le的一组的一组平等细管。平等细管。规定：规定： 细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面；细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面； 细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙体积。细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙体积。 根据上述假定，可求得这些虚拟细管的当量直径根据上述假定，可求得这些虚拟细管的当量直径

14、de4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动管组湿润周边管组流通截面积4ed床层颗粒的全部表面积床层空隙体积4VV4)1 (4“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.3 流体通过固定床的压力降流体通过固定床的压力降 结论结论：按简化模型，流体通过固定床的压降等同于：按简化模型，流体通过固定床的压降等同于流体通过一组当量直径为流体通过一组当量直径为de，长度为，长度为Le的细管的压降。的细管的压降。二、数学模型二、数学模型4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层

15、的流动221udLheef)1 (4,11eduuuu23)1 (8uLhef“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.3 流体通过固定床的压力降流体通过固定床的压力降单位床层高度的虚拟压强降：单位床层高度的虚拟压强降：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动23)1 (8uLLLeeeeLLLLLL实际床层高度 ，但，即常数e8LL 细管长度细管长度将其并入将其并入 中得中得23)1 (uL固定床的压降的数学模型固定床的压降的数学模型“雪亮工程是以区（县）、乡

16、（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。称为模型参数，也可称为固定床的流动摩擦系数。称为模型参数，也可称为固定床的流动摩擦系数。4.3 流体通过固定床的压力降流体通过固定床的压力降当床层不高，重力的影响可以忽略时当床层不高，重力的影响可以忽略时 ：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动LpL注：注： 在本章中均称为压降。在本章中均称为压降。三、模型的检验和模型参数的估算三、模型的检验和模型参数的估算 1、 康采尼（康采尼（Kozeny）对此进行了实验研究，发现在）对此进行了实验研究，发现

17、在流速较低流速较低 ，Re/2时，实验数据能较好地符合下式时，实验数据能较好地符合下式 eR k为床层雷诺数其值康尼常数eR, 0 . 5，k“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.3 流体通过固定床的压力降流体通过固定床的压力降4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动)1 (4eR1uude)0 . 5()1 (322kukL此式适用条件，此式适用条件， Re/1%）的场合）的场合。2、深层过滤、深层过滤 过滤介质一般为介质层较厚的滤床类（如沙层、硅过滤介质

18、一般为介质层较厚的滤床类（如沙层、硅藻土等）。小于介质孔隙的颗粒可进入到介质内部，在藻土等）。小于介质孔隙的颗粒可进入到介质内部，在长而曲折的孔道中被截留并附着于介质之上。长而曲折的孔道中被截留并附着于介质之上。 深层过滤无滤饼形成，主要深层过滤无滤饼形成，主要用于净化含固量很少用于净化含固量很少（0.1%）的流体，如水的净化、烟气除尘等）的流体，如水的净化、烟气除尘等。 如下图如下图“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.1 过滤原理过滤原理二、过滤介质二、过

19、滤介质 1、 织物介质织物介质：即棉、毛、麻或各种合成材料制成的：即棉、毛、麻或各种合成材料制成的织物，也称为滤布。织物，也称为滤布。 2、粒状介质粒状介质：细纱、木炭、碎石等。：细纱、木炭、碎石等。 3、多孔固体介质多孔固体介质（一般要能够再生的才行）：多孔（一般要能够再生的才行）：多孔陶瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。陶瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.1 过滤原理过滤原理三、滤饼的压缩

20、性和助滤剂三、滤饼的压缩性和助滤剂 1、压缩性、压缩性 (1)不可压缩性滤饼：刚性。床层压差增加不可压缩性滤饼：刚性。床层压差增加空隙结构空隙结构不变即空隙率不变不变即空隙率不变 (2)可压缩性滤饼：床层压差增加可压缩性滤饼：床层压差增加空隙率减少空隙率减少流动流动阻力大大增加阻力大大增加助滤剂来增加其过滤速率助滤剂来增加其过滤速率 。2、助滤剂助滤剂 助滤剂是一种坚硬而形状不规则的小颗粒，即助滤剂是一种坚硬而形状不规则的小颗粒，即不可压不可压缩的粉状或纤维固体缩的粉状或纤维固体，能形成结构疏松而且几乎是，能形成结构疏松而且几乎是不可不可压缩的滤饼。压缩的滤饼。常用作助滤剂的物质有：常用作助滤

21、剂的物质有：硅藻土、珍珠岩、硅藻土、珍珠岩、炭粉、石棉粉等炭粉、石棉粉等。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.1 过滤原理过滤原理 助滤剂的加法有两种：助滤剂的加法有两种： 直接以一定比例加到滤浆中一起过滤。若直接以一定比例加到滤浆中一起过滤。若过滤的过滤的目的是回收固体物此法便不适用。目的是回收固体物此法便不适用。 将助滤剂预先涂在滤布上，然后再进行过滤。此将助滤剂预先涂在滤布上，然后再进行过滤。此法称为法称为

22、预涂预涂。四、滤饼的洗涤四、滤饼的洗涤1、目的：、目的：(1) 回收滤渣中残留的滤液回收滤渣中残留的滤液(2) 除去滤渣中的可溶性杂质除去滤渣中的可溶性杂质2、洗涤液用量（略）、洗涤液用量（略）4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.1 过滤原理过滤原理五、过滤过程的特点五、过滤过程的特点4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动1、爬流、爬流：。采用康尼方程确定2、非定态过程：、非定态过程：，L）（不断增加床层

23、厚度滤饼厚度) 1 (滤液通过速率一定)()2(L， 不过，由于滤饼厚度的增加是比较缓慢的，过滤操作不过，由于滤饼厚度的增加是比较缓慢的，过滤操作可作为可作为拟定定态拟定定态处理。处理。3、过滤速率、过滤速率单位时间、单位过滤面积所得的滤液量。单位时间、单位过滤面积所得的滤液量。ddqAddVu“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.2 过滤设备过滤设备按产生压差的按产生压差的方式不同分类方式不同分类4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动压滤和吸滤：压滤

24、和吸滤：e.g.叶滤机、板框压滤叶滤机、板框压滤机、回转真空过滤机等。机、回转真空过滤机等。离心过滤：离心过滤：e.g.有各种间歇卸渣和连有各种间歇卸渣和连续卸渣离心机。续卸渣离心机。一、一、板框压滤机：间歇操作板框压滤机：间歇操作 通过直接给悬浮液加压，迫使其穿过过滤介质来实通过直接给悬浮液加压，迫使其穿过过滤介质来实现过滤的目的。其历史最久且已有超过现过滤的目的。其历史最久且已有超过100种以上的结种以上的结构，最为常见的是构，最为常见的是板框式压滤机板框式压滤机。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控

25、联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.2 过滤设备过滤设备1、结构、结构 由交替排列的由交替排列的滤板、滤板、滤框与夹于板框之间滤框与夹于板框之间的滤布的滤布叠合组装压紧叠合组装压紧而成。板框数视工艺而成。板框数视工艺要求在机座长度范围要求在机座长度范围内可灵活调节。组装内可灵活调节。组装后，在板框的四角位后，在板框的四角位置形成连通的流道，置形成连通的流道，由机头上的阀门控制由机头上的阀门控制悬浮液、滤液及洗液悬浮液、滤液及洗液的进出。的进出。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动滤液料浆清洗水洗涤液开启关闭阀门浆料清洗水“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治

26、中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。板板4.4.2 过滤设备过滤设备过滤操作过滤操作：过滤阶段悬浮液从通道进入滤框，滤液在压：过滤阶段悬浮液从通道进入滤框，滤液在压力下穿过滤框两边的滤布、沿滤布与滤板凹凸表面之间力下穿过滤框两边的滤布、沿滤布与滤板凹凸表面之间形成的沟道流下，既可单独由每块滤板上设置的出液旋形成的沟道流下，既可单独由每块滤板上设置的出液旋塞排出，称为塞排出，称为明流式明流式；也可汇总后排出，称为；也可汇总后排出，称为暗流式暗流式。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动框框 板板 框框 板板洗涤

27、板洗涤板非洗涤板非洗涤板悬浮液悬浮液滤液滤液非洗涤板非洗涤板2、操作、操作“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.2 过滤设备过滤设备洗涤操作洗涤操作：洗涤液由洗涤：洗涤液由洗涤板上的通道进入其两侧与板上的通道进入其两侧与滤布形成的凹凸空间，穿滤布形成的凹凸空间，穿过滤布、滤饼和滤框另一过滤布、滤饼和滤框另一侧的滤布后排出。洗涤液侧的滤布后排出。洗涤液的行程（包括滤饼和滤布）的行程（包括滤饼和滤布）约为过滤终了时滤液行程约为过滤终了时滤液行程的的2倍，而流通面积

28、却为其倍，而流通面积却为其1/2，故洗涤速率约为过滤，故洗涤速率约为过滤终了速率的终了速率的1/4。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动洗涤液洗涤液洗出液洗出液框 板板 框框 板板洗涤板洗涤板非洗涤板非洗涤板板板非洗涤板非洗涤板 洗涤终了，若有必要可引入压缩空气使滤饼脱湿后洗涤终了，若有必要可引入压缩空气使滤饼脱湿后再折开过滤机卸出滤饼，结束一次过滤操作。然后清洗、再折开过滤机卸出滤饼，结束一次过滤操作。然后清洗、整理、重新组装、准备下一次操作。整理、重新组装、准备下一次操作。 “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础

29、、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.2 过滤设备过滤设备 滤板和滤框可为滤板和滤框可为铸铁、碳钢、不锈钢、塑料及木材铸铁、碳钢、不锈钢、塑料及木材等，聚乙烯和聚丙烯等，聚乙烯和聚丙烯是目前较为广泛使用的材料。是目前较为广泛使用的材料。 常用规格的板框其厚度为常用规格的板框其厚度为2560mm，边框长为，边框长为0.22.0m， 框数由生产所需定，由数个至上百个不等。框数由生产所需定，由数个至上百个不等。 板框压滤机的操作压强一般在板框压滤机的操作压强一般在0.31.0Mpa之间。之间。 3、优点和缺点、优点和缺点 优点优点：结构简单紧凑，过滤面积大并可承受较高的

30、压：结构简单紧凑，过滤面积大并可承受较高的压差。差。 缺点缺点：间歇式操作，所费的装、折、清洗时间较长，：间歇式操作，所费的装、折、清洗时间较长，劳动强度大，生产效率较低。劳动强度大，生产效率较低。 板框式压滤机主要板框式压滤机主要用于含固量较多的悬浮液过滤用于含固量较多的悬浮液过滤。 4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.2 过滤设备过滤设备4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动XASL /630-UBX

31、ASL /630-UB系列系列XAZ /2000-UBXAZ /2000-UB系列系列XAZ /800-UBXAZ /800-UB系系“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.4.2 过滤设备过滤设备板框压滤机工作原理图。板框压滤机工作原理图。二、其它过滤机（自学）二、其它过滤机（自学）加压叶滤机加压叶滤机、转筒真空过滤机转筒真空过滤机4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动XKZ系列全自动快开式压滤系列全自动快开式压滤机机“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（

32、社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5 过滤过程计算过滤过程计算4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系4.5.3 洗涤速率与洗涤时间洗涤速率与洗涤时间4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.1 过滤

33、过程的数学描述过滤过程的数学描述一、一、物料衡算物料衡算 4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动悬浮液含因量悬浮液含因量 悬浮液固体质量分数kg：kg/悬浮液固体体积分数33/m：m两者的关系式：两者的关系式： PP/1/ （）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动固体体积衡算固体体积衡算 1VLA悬（）总物料体积衡算总物料体积衡算 VVLA悬11VLqA一般悬浮液中

34、颗粒的体积分数一般悬浮液中颗粒的体积分数 qL1注：当注：当 一定时，一定时， qL “雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述二、过程特征方程二、过程特征方程过滤速率方程过滤速率方程4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动 液体在滤饼空隙中的流动多处于康采尼公式适用的液体在滤饼空隙中的流动多处于康采尼公式适用的低雷诺数范围低雷诺数范围 ,由康采尼公式得由康采尼公式得 Re2ukL322)1 ( ddqLKu1)1 (

35、2231Lq将将代入上式可得：代入上式可得： qKddq)1 (23令滤饼比阻：令滤饼比阻：231K ar（）“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述所以：所以：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动)()(qrqrddq过程的阻力过程的推动力 优点：同欧姆定律，串联时，推优点：同欧姆定律，串联时，推动力及阻力分别具有加和性。如右图动力及阻力分别具有加和性。如右图滤饼：滤饼：qrddq1介质：介质：eqrddq2)

36、(21eqqrddq)(eqqrddq“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述令过滤常数：令过滤常数：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动rK2所以，过滤速率方程：所以，过滤速率方程：)(2eqqKddq)(22eVVKAddq或或过滤速率基本方程过滤速率基本方程式中：式中： 为形成与过滤阻力相等的滤饼层所得的滤为形成与过滤阻力相等的滤饼层所得的滤液量。液量。AqVee“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）

37、三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。2、4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述三、过滤常数三、过滤常数4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动rK2),(rK过滤常数的主要影响因素：过滤常数的主要影响因素：1、当、当 不变时不变时(一定的悬浮液一定的悬浮液), rconstK 不变constK 变化可能变化变化rsrr0)(00物性不可压缩rr，s8 . 02 . 0，s可压缩“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全

38、视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.1 过滤过程的数学描述过滤过程的数学描述4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动srr0rK2012rKs“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系两种典型操作方式两种典型操作方式4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动恒压过滤：恒压差，变速率恒压过滤：恒压差，变速率恒速过滤：恒恒速过滤：恒速率速率，变压差，变压差复合操作：先恒速

39、后恒压。复合操作：先恒速后恒压。一、恒速过滤方程一、恒速过滤方程dqqdqLpdd 常数，滤饼，阻力，为使为常数，。)(2)(2eeqqKqconstqqKddq22Kqqqe222AKVVVe或恒速过滤方程恒速过滤方程“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系二、恒压过滤方程二、恒压过滤方程4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动11022ssdqdVpLKk pddr ，阻力， P一定，

40、 或，为常数e002qKqqdqd（）Kqqqe22222KAVVVe或恒压过滤方程恒压过滤方程“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系三、先恒速后恒压方程三、先恒速后恒压方程4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动先恒速度到先恒速度到 ，再恒压，再恒压11,q11e2qqKqqdqd（）221e112qqq qqK（）（） （）2221e112VVV VVKA（）（）（）或或先恒速后恒压

41、过滤方程先恒速后恒压过滤方程111qV、 、前面先恒速阶段的单位面积滤液量、滤液量、前面先恒速阶段的单位面积滤液量、滤液量、过滤时间过滤时间 整个过滤过程（两个阶段）累计的单位面积滤整个过滤过程（两个阶段）累计的单位面积滤液量、滤液量过滤时间液量、滤液量过滤时间 qV、 、“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系四、过滤常数四、过滤常数K的测定的测定1 1、恒压、恒压4. 流体通过颗粒层的流动流

42、体通过颗粒层的流动Kqqqe22eqKqKq21此式表明，在恒压过滤时（此式表明，在恒压过滤时（ ）与）与 之间具有线性关系之间具有线性关系,直线的斜率为直线的斜率为 ,截距为截距为 qqK1Kqe2eeqKqKK2,1“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系2 2、若恒压前，已得、若恒压前，已得 , ,则则4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动11,q221e112qqq qqK（）（

43、） （）eqKqqKqq2)(1111)(2)(11111qqKqqKqqe或 作作eeqKqqK，K，qqqq)(21)(1111截距斜率直线例例4-4：过滤常数的测定。：过滤常数的测定。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.3 洗涤速率和洗涤时间洗涤速率和洗涤时间一、叶滤机的洗涤速率一、叶滤机的洗涤速率4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动AAconstddq，L：WW终洗涤不变特点)2( ;) 1 ()()(2eWeWWqqurqqKddqKK，

44、WwW终终且当)(2eWqqKddq)(22eWVVKAddVWWWddVV2)(2KAVVVWeW“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.3 洗涤速率和洗涤时间洗涤速率和洗涤时间二、板框过滤机的洗涤速率二、板框过滤机的洗涤速率特点：特点：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动框过滤框过终过滤终了A，AL：L22AAA，ALL：LWW21212过框过终框洗涤时)(2eWWqqurddqKK，WWW终终且当)(221eWqqKddq2)(8)(4KAVVV

45、KqqqeWeWW“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算 过滤过程的计算可以分为过滤过程的计算可以分为设计型计算与操作型计算设计型计算与操作型计算两种类型。两种类型。一、设计型一、设计型 根据过滤任务，选择适当设计条件，计算过滤面积。根据过滤任务，选择适当设计条件，计算过滤面积。即：即：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动)(:;,:;,:11VAV或计算选择已知例例4-6 4-6 叶滤机过滤面积的计算叶滤机过滤面积的

46、计算分析：分析：222KAVVVe012rKs“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算解：解：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动PP/1/ （）31034. 61000/98. 03200/02. 03200/02. 03387. 76 . 011043. 61811mVV悬smrrKs/101 . 2101034. 61082. 11012. 022223331360010，s由于滤饼是不可压缩：，Ve可得当0232

47、2207. 46030101 . 287. 722mKVVVAKAVVVee“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算二、操作型：二、操作型： 计算操作条件下的计算操作条件下的生产能力生产能力或为完成指定生产任务或为完成指定生产任务所需的所需的操作条件操作条件。4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动和计算已知VVA、,:111和计算已知11,:2VVA、3、已知一种工况，当操作条件了生改变后，推算未知、已知一种工况，当操作条

48、件了生改变后，推算未知工况。工况。“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算间歇式过滤机的生产能力：间歇式过滤机的生产能力：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动每一操作周期部时间：每一操作周期部时间：DW 生产能力：单位时间可能得到的滤液量。生产能力：单位时间可能得到的滤液量。VQ达到最大必存在一个一定时并非Q，QoptDW“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理

49、为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算例例4-7 板框式压滤机的生产能力板框式压滤机的生产能力解：解：4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动sPammqe.10894. 0;00796. 0;/0268. 0323215277. 0513277. 0131013. 1)103(1045. 31045. 3mrsmrrKs/1045. 700796. 010894. 01013. 11032222531550011、计算过滤时间、计算过滤时间32203. 0025. 045. 040:m框内滤饼总体积31 . 8025.

50、 0203. 0:mV滤液量222 .16245. 040:mA过滤面积“雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。4.5.4 过滤过程的计算过滤过程的计算4. 流体通过颗粒层的流动流体通过颗粒层的流动sqqqKKqqqee37201045. 70268. 05 . 025 . 0)2(12522223/5 . 02 .161 . 8mmAVq23/1 . 02 .16211 . 81 . 0211 . 0mmAVAVqWWW2、洗涤时间、洗涤时间sKqqqeWW28301