沉降与过滤学习教案.pptx

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1、会计学1沉降沉降(chnjing)与过滤与过滤第一页，共59页。机械机械(jxi)分离分离重力重力(zhngl)沉沉降降离心沉降离心沉降沉降沉降(chnjing)过滤过滤重力过滤重力过滤加压过滤加压过滤真空过滤真空过滤离心过滤离心过滤目的目的回收有价值的回收有价值的分散物质分散物质净化分散介质净化分散介质以满足生产工以满足生产工艺要求艺要求环境保护和安环境保护和安全生产全生产 机机械械分分离离：即即利利用用非非均均相相混混合合物物中中两两相相的的物物理理性性质质（如如密密度度、颗颗粒粒尺尺寸寸等等）的的差差异异，施施加加外外力力使使两两相相之之间间发生相对运动而使其分离。发生相对运动而使其分离

2、。第1页/共58页第二页，共59页。第二节第二节 重力重力(zhngl)(zhngl)沉沉降降一、重力一、重力(zhngl)沉沉降速度降速度（一）球形颗粒（一）球形颗粒(kl)的自的自由沉降由沉降p重力重力Fg浮力浮力Fb阻力阻力Fd自由沉降自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉颗粒浓度低，分散好，沉降过程中互不碰撞、互不影响。降过程中互不碰撞、互不影响。颗粒下沉颗粒下沉沉降操作：在外力场作用下，利用分散沉降操作：在外力场作用下，利用分散相与连续相间的相与连续相间的密度差异密度差异，使之发生相对运动而，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。实现分离的操作过程。第2页/共58页第三页，共59页。阻力阻

3、力(zl)(zl)系数系数第3页/共58页第四页，共59页。分析分析(fnx)(fnx)颗粒运动情况：颗粒运动情况：加速度最大加速度最大阻阻 力力(zl)(zl)加速度加速度加速度加速度=0=0加加 速速(ji(ji s)s)段段匀速段匀速段第4页/共58页第五页，共59页。重力沉降速度重力沉降速度:颗粒受力平衡时，匀速阶段颗粒相对颗粒受力平衡时，匀速阶段颗粒相对(xingdu)于流体的运动速度。于流体的运动速度。第5页/共58页第六页，共59页。（二）流体中颗粒运动（二）流体中颗粒运动(yndng)的阻力的阻力（曳力）（曳力）、流体流体(lit)特性特性dp、ut颗粒特性颗粒特性第6页/共5

4、8页第七页，共59页。（1）层流）层流(cn li)区区 104 Re 2 Stokes 区区 （2）过渡）过渡(gud)区区 2 Re 500 Allen 区区 （3）湍流）湍流(tunli)区区 500 Re 2105 Newton区区（球形）（球形）第7页/共58页第八页，共59页。第8页/共58页第九页，共59页。（三）（三）沉降速度的计算沉降速度的计算(j sun)层流层流(cn li)区：区：Stokes(斯托克斯斯托克斯)式式过渡过渡(gud)区：区：湍流区：湍流区：第9页/共58页第十页，共59页。ut和和Re都未知都未知需用试差计算法：需用试差计算法：假设沉降处于某一区域；假

5、设沉降处于某一区域；计算计算ut；计算计算Re，校验区域；，校验区域；若符合，则正确，否则若符合，则正确，否则(fuz)重新假设区域。重新假设区域。第10页/共58页第十一页，共59页。（四）影响（四）影响(yngxing)沉降速度的其它沉降速度的其它因素因素1.干扰沉降干扰沉降2.颗粒颗粒(kl)形形状状 越小，阻力越小，阻力(zl)越大，越大，Re相同时沉降速度越相同时沉降速度越小。小。3.壁效应壁效应 使沉降速度下降。使沉降速度下降。第11页/共58页第十二页，共59页。二、二、重力重力(zhngl)(zhngl)沉降设备沉降设备（一）含尘气体（一）含尘气体(qt)的沉降的沉降降尘室降尘

6、室第12页/共58页第十三页，共59页。1.沉降沉降(chnjing)分离条件分离条件停留时间：停留时间：沉降沉降(chnjing)时间：时间：分离分离(fnl)条件：条件：Wut第13页/共58页第十四页，共59页。2.生产能力生产能力qV降尘室所处理含尘气体降尘室所处理含尘气体(qt)的体积流量的体积流量结论：降尘室的生产能力只与沉降结论：降尘室的生产能力只与沉降(chnjing)面面积积WL及颗粒及颗粒 沉降沉降(chnjing)速度速度ut有关，而与高度有关，而与高度H无关。无关。第14页/共58页第十五页，共59页。多层降尘多层降尘(jingchn)室室（课下看）：（课下看）：若若n

7、个隔板个隔板(bn)，则，则缺点：缺点：清灰难；清灰难；隔板间距小，颗隔板间距小，颗粒粒(kl)易被扬易被扬起。起。第15页/共58页第十六页，共59页。3.临界(ln ji)颗粒直径临界颗粒临界颗粒(kl)直径直径dpc降尘室理论上能降尘室理论上能100%除去的除去的 最小颗粒最小颗粒(kl)直径。直径。层流层流(cn li)第16页/共58页第十七页，共59页。（二）悬浮液的沉降（二）悬浮液的沉降(chnjing)沉降沉降(chnjing)槽（增稠器）槽（增稠器）第17页/共58页第十八页，共59页。第三节第三节 离心离心(lxn)(lxn)沉降沉降一、离心一、离心(lxn)沉降速度沉降速

8、度（一）沉降过程（一）沉降过程切向速度切向速度(qi xin s d)u径向速度径向速度 ur合成合成u合合 合合第18页/共58页第十九页，共59页。离心力：离心力：径向向外径向向外 浮力：浮力：（向心力）（向心力）指向中心指向中心阻力：阻力：指向中心指向中心第19页/共58页第二十页，共59页。受力平衡受力平衡(pnghng)时，径向速度时，径向速度ur为该点的离心沉降为该点的离心沉降速度。速度。受力平衡受力平衡(pnghng)时，径向速度时，径向速度ur为该点的离心沉降为该点的离心沉降速度。速度。第20页/共58页第二十一页，共59页。重力重力(zhngl)沉沉降速度降速度ut离心离心(

9、lxn)沉降速沉降速度度ur方向方向(fngxing)向下，大小不变向下，大小不变 径向向外，径向向外，随随r变化变化 层流层流（二）离心分离因数（二）离心分离因数离心分离因数离心分离因数KC同一颗粒在同种介质中所受离心力同一颗粒在同种介质中所受离心力与重力之比。与重力之比。第21页/共58页第二十二页，共59页。二、二、离心沉降离心沉降(chnjing)(chnjing)设备设备（一）含尘气的沉降（一）含尘气的沉降旋风分离器旋风分离器1.结构与工作结构与工作(gngzu)原理原理 KC为为52500，可分离，可分离(fnl)气体中气体中575 m的颗的颗粒。粒。第22页/共58页第二十三页，

10、共59页。第23页/共58页第二十四页，共59页。2.临界颗粒临界颗粒(kl)直径直径假设：假设：切向速度切向速度(sd)u=进口速进口速度度(sd)ui 颗粒沉降的最大距离颗粒沉降的最大距离b 层流层流rm平均平均(pngjn)旋旋转半径转半径第24页/共58页第二十五页，共59页。n旋转旋转(xunzhun)圈数圈数沉降时间：沉降时间：停留时间：停留时间：沉降分离条件：沉降分离条件：沉降速度：沉降速度：第25页/共58页第二十六页，共59页。临界颗粒直径：临界颗粒直径：讨论讨论(toln)：（2）b dpc D 旋风分离器越大，分离效果越不好旋风分离器越大，分离效果越不好所以生产能力较大时

11、，一般采用所以生产能力较大时，一般采用(ciyng)多个小旋多个小旋风分离器并联。风分离器并联。（1）ui dc 分离效果好分离效果好流动阻力大流动阻力大第26页/共58页第二十七页，共59页。3.气体气体(qt)通过旋风分离器的压力降通过旋风分离器的压力降一般一般(ybn)p=0.32 kPa 进、排气与筒壁之间的摩擦进、排气与筒壁之间的摩擦(mc)损失；损失；进入时突然扩大的局部阻力；进入时突然扩大的局部阻力；旋转中动能损失旋转中动能损失造成气体压力降：造成气体压力降：由于由于:第27页/共58页第二十八页，共59页。(二二)悬浮液的沉降悬浮液的沉降(chnjing)(chnjing)旋液

12、分离旋液分离器器第28页/共58页第二十九页，共59页。(三三)沉降沉降(chnjing)(chnjing)式离心机（式离心机（5 5分钟分钟自学）自学）1.管式离心机管式离心机2.碟式离心机碟式离心机3.螺旋式离心机螺旋式离心机第29页/共58页第三十页，共59页。作业作业(zuy)(zuy)：第第116116页页3-33-3第30页/共58页第三十一页，共59页。第四节第四节 过过 滤滤一、悬浮液的过滤一、悬浮液的过滤(gul)推动力：压力差，离心力，重力推动力：压力差，离心力，重力阻阻 力：滤饼力：滤饼(l bn)、过滤介质阻力、过滤介质阻力 过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体通过(t

13、nggu)多孔介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。第31页/共58页第三十二页，共59页。（一）两种过滤（一）两种过滤(gul)方方式式1.滤饼过滤滤饼过滤(gul)第32页/共58页第三十三页，共59页。2.深层过滤深层过滤(gul)第33页/共58页第三十四页，共59页。（二）过滤（二）过滤(gul)介介质质类别类别(libi)：织物介质织物介质 多孔性固体介质多孔性固体介质 堆积介质堆积介质 多孔膜：高聚物膜、无机膜多孔膜：高聚物膜、无机膜第34页/共58页第三十五页，共59页。（三）滤饼（三）滤饼(l bn)的可压缩性与助滤的可压缩性与助滤剂剂不可压缩滤饼不

14、可压缩滤饼(l bn)：空隙不随压力变：空隙不随压力变化化 可压缩滤饼可压缩滤饼(l bn)：空隙随压力增加：空隙随压力增加而减小而减小 加助滤剂加助滤剂助滤剂：助滤剂：要求：刚性颗粒；化学稳定性；不可压缩性要求：刚性颗粒；化学稳定性；不可压缩性常用：不可压缩的粉状或纤维常用：不可压缩的粉状或纤维(xinwi)(xinwi)状状固体如硅藻土、纤维固体如硅藻土、纤维(xinwi)(xinwi)粉末、活性炭、粉末、活性炭、石棉。石棉。使用：可预涂，也可以混入待滤的滤浆中一使用：可预涂，也可以混入待滤的滤浆中一起过滤。起过滤。第35页/共58页第三十六页，共59页。（四）过滤（四）过滤(gul)过程

15、物料衡算过程物料衡算悬浮液悬浮液滤液，密度滤液，密度(md)，体积，体积V湿滤渣，湿滤渣，密度密度(md)c液体液体干渣，密度干渣，密度p第36页/共58页第三十七页，共59页。（1）湿滤渣密度）湿滤渣密度(md)Ckg湿渣湿渣/kg干渣干渣（2）干渣质量与滤液）干渣质量与滤液(ly)体积之体积之比比Xkg固体固体(gt)/kg悬浮液悬浮液kg干渣干渣/m3滤液滤液CX(kg湿渣湿渣/kg干渣干渣kg)*(kg干渣干渣/kg悬浮液悬浮液)=kg湿渣湿渣/kg悬浮液悬浮液第37页/共58页第三十八页，共59页。（3）湿渣质量）湿渣质量(zhling)与滤液体积与滤液体积之比之比（4）湿渣体积）湿

16、渣体积(tj)与滤液体积与滤液体积(tj)之比之比m3滤饼滤饼(l bn)/m3滤液滤液(kg干渣干渣/m3滤液滤液)*(kg湿渣湿渣/kg干渣干渣)=kg湿渣湿渣/m3滤液滤液第38页/共58页第三十九页，共59页。二、过滤二、过滤(gul)速率基本方程式速率基本方程式（一）过滤（一）过滤(gul)速率速率过滤速率过滤速率(sl)：单位时间通过单位过滤面积的滤：单位时间通过单位过滤面积的滤液体积液体积过滤速度：单位时间获得的滤液体积过滤速度：单位时间获得的滤液体积第39页/共58页第四十页，共59页。设为层流设为层流(cn li)流动流动由由 哈哈 根根-泊泊 谡谡 叶叶 方方 程程（即即

17、层层 流流 流流 动动(lidng)(lidng)时时用用以以克克服服摩摩擦擦阻阻力力的的压压力力差差与与平平均均流速的一次方成正比）流速的一次方成正比）可可得得滤滤液液在在滤滤层层中中的的毛毛细细管管内内层层流流流流动动(lidng)(lidng)时的流速可以表示为：时的流速可以表示为：第40页/共58页第四十一页，共59页。孔道孔道(kngdo)长长度度孔道中流速与过滤速度孔道中流速与过滤速度(sd)的关的关系系过滤过滤(gul)速度速度第41页/共58页第四十二页，共59页。令令滤层的比阻滤层的比阻过滤过滤(gul)速度速度阻力阻力(zl)单位单位(dnwi)为为1/m2第42页/共58

18、页第四十三页，共59页。滤饼滤饼(l bn)阻力阻力过滤过滤(gul)介介质阻力质阻力 v获得获得(hud)单位体积滤液所形成滤饼的体积，单位体积滤液所形成滤饼的体积，m3滤饼滤饼/m3滤液；滤液；第43页/共58页第四十四页，共59页。（二）过滤（二）过滤(gul)基本方基本方程程滤饼层：滤饼层：过滤介质层：过滤介质层：p pC pm滤液滤液第44页/共58页第四十五页，共59页。过滤过滤(gul)速率速率过滤基本过滤基本(jbn)方程方程则则第45页/共58页第四十六页，共59页。三、恒压过滤三、恒压过滤(gul)K为常数为常数(chngsh)恒压过滤恒压过滤(gul)方方程式程式（一）滤

19、液体积与过滤时间的关系（一）滤液体积与过滤时间的关系第46页/共58页第四十七页，共59页。Vo 1V1A第47页/共58页第四十八页，共59页。(二二)过滤常数过滤常数(chngsh)的测定的测定q/q/qq 为直线关系，为直线关系，其斜率为其斜率为 ，截距为，截距为第48页/共58页第四十九页，共59页。三、过滤设备三、过滤设备(shbi)及操作及操作以压力差为推动力：如叶滤机、板框以压力差为推动力：如叶滤机、板框压滤机、回转压滤机、回转(huzhun)真空过滤机真空过滤机等；等；以离心力为推动力：如各种以离心力为推动力：如各种(zhn)离心机离心机过滤设备过滤设备第49页/共58页第五十

20、页，共59页。（一）板框过滤机（一）板框过滤机第50页/共58页第五十一页，共59页。第51页/共58页第五十二页，共59页。横穿横穿(hn chun)洗涤法洗涤法 卸渣、清洗卸渣、清洗(qngx)、组装、组装特点特点(tdin)：同部位、不同时间进行不同的操作。同部位、不同时间进行不同的操作。过滤：过滤：洗涤：洗涤：滤液排出：明流、暗流滤液排出：明流、暗流第52页/共58页第五十三页，共59页。（二）转筒真空（二）转筒真空(zhnkng)过滤机过滤机1.结构结构(jigu)与与操作操作特点：同时间、不同部位特点：同时间、不同部位(bwi)进行不同的操作。进行不同的操作。第53页/共58页第五

21、十四页，共59页。设转筒的转速设转筒的转速(zhun s)为为N(1/s)操作操作(cozu)周期：周期：浸液率：浸液率：（浸没（浸没(jn mi)分数）分数）N有效过滤时间：有效过滤时间：2.生产能力生产能力第54页/共58页第五十五页，共59页。恒压过滤恒压过滤(gul)：生产能力生产能力(shn chn nn l)：当过滤介质当过滤介质(jizh)阻力忽略时阻力忽略时:第55页/共58页第五十六页，共59页。（三）（三）离心离心(lxn)过滤机过滤机1.悬筐式离心机悬筐式离心机2.往复往复(wngf)活塞推渣离心机活塞推渣离心机3.离心力自动卸渣离心机离心力自动卸渣离心机第56页/共58页第五十七页，共59页。作业作业(zuy)(zuy)：第第116116页页3-73-7、3-10 3-10、3-11 3-11、第57页/共58页第五十八页，共59页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第58页/共58页第五十九页，共59页。