·第三章机械分离 定义 1.分散物系:由一种或几种物质的微粒分散在另一种物质中所组成的物系。 2.分散相(分散物质):处于分散状态的物质。 3.连续相(分散介质):处于连续状态的物质。 4.均相物系:内部无相界面的分散物系。 5.非均相物系:内部有相界面的分散物系
•第三章 机械分离 一、定义 1.分散物系:由一种或几种物质的微粒分散在另一种物质中所组成的物系。 2.分散相(分散物质):处于分散状态的物质。 3.连续相(分散介质):处于连续状态的物质。 4.均相物系:内部无相界面的分散物系。 5. 非均相物系:内部有相界面的分散物系
分类 悬浮液,固液 乳浊液,液液 排均相物系泡沫液,气液 含尘气体,固气 含务气体,液气 、方法 严力沉降 沉降 利用力场 离心沉降 重力过滤 加压过滤 利用过滤介质 真空过滤 离心过滤 、目的 1.收集分散物质:回收分散物质和环境保护和安全生产 2.净化分散介质
一、分类 悬浮液, 固液 乳浊液, 液液 非均相物系 泡沫液, 气液 含尘气体,固气 含雾气体,液气 一、方法 重力沉降 沉降: 利用力场 离心沉降 重力过滤 加压过滤 过滤: 利用过滤介质 真空过滤 离心过滤 一、目的 1.收集分散物质:回收分散物质和环境保护和安全生产 2. 净化分散介质
第一节颗粒及颗粒床层的特性 颗粒的特性 1.直径(大小) (1)球形颗粒 S d 比表面积,m2/m3 (2)非球形颗粒 令 (体积)当量直径 d 1.形状系数(形状) (1)定义 形状系数(球形度):颗粒当量表面积与其实际表面积之比,即
第一节 颗粒及颗粒床层的特性 一、颗粒的特性 1.直径(大小) (1) 球形颗粒 — 比表面积, (2)非球形颗粒 令 则 — (体积)当量直径 1.形状系数(形状) (1) 定义 形状系数(球形度):颗粒当量表面积与其实际表面积之比,即 2 2 S 4r d V d S a 6 2 3 m / m 3 6 Vp de 3 6 p e V d
(1)球形颗粒 (2)非球形颗粒 =.= 、颗粒群的特性 1.粒度分布(粒径分布) (1)定义:不同粒径范围内所含粒子的个数或质量 (2)测定方法标准d>401 ,目数与孔径的对应关系见表3-1 透射d≤401 2.平均粒径 以球形颗粒为例,如图所设,则
(1) 球形颗粒 (2) 非球形颗粒 二、颗粒群的特性 1.粒度分布(粒径分布) (1) 定义:不同粒径范围内所含粒子的个数或质量 (2)测定方法 标准筛法, ,目数与孔径的对应关系见表3-1 透射电镜法, 2.平均粒径 以球形颗粒为例,如图所设,则
S1 P, PS, PS2 p Sn 6 6 6 6 S=mS+m252+…+mnS ma m,a 1 m2a2 m,,an a=x1+x2+…+xna 3.粒子密度 66 6 6 (1)真密度:单位体积颗粒所具有的质量,即 ddd, P
6 6 6 6 sS sS1 sS2 sSn 2 3 2 2 1 1 1 6 6 6 6V m S V m S V m S V mS n n 6 6 6 6 ma m1a1 m2a2 mn an 6 6 6 6 1 1 2 2 n an a x a x a x n i i i n n a d x d x d x d x d d 2 1 2 1 1 1 1 3.粒子密度 (1)真密度:单位体积颗粒所具有的质量,即
(2)堆积密度(表观密度):单位体积床层所具有的质量,即 颗粒床层的特性 空隙率E:单位体积床层所具有的空隙体积,即 Vi-V ≈047~0.70 2.比表面积ab:单位体积床层所具有的颗粒表面积,即 小W-v+扩 =(1 (1-E) (3-7) 或 s y S v, vA v 1 v m v p 所以 P8=(1-E)P (3-8) 3.方向性 各向同性:床层截面上的空隙面积与床层截面积之比等于ε。 各向异性:出现壁效应,即壁面附近的空隙率较大,生产壁流
(2)堆积密度(表观密度):单位体积床层所具有的质量,即 三、颗粒床层的特性 1.空隙率:单位体积床层所具有的空隙体积,即 2. 比表面积ab:单位体积床层所具有的颗粒表面积,即 -(3-7) 或 所以 -(3-8) 3.方向性 各向同性:床层截面上的空隙面积与床层截面积之比等于。 各向异性:出现壁效应,即壁面附近的空隙率较大,生产壁流
第二节重力沉降 沉降速度 球形颗粒的自由沉降(单个颗粒沉降) 設某个球形颗粒在流体中自由沉降,则该颗粒所受力有: 6“8=mg 浮力 F 阻力F2=5 (22 由牛顿第二定律(F=m,得 d日 0,解得 d(e, -p)g 沉降速度 2.阻力系数 通过量钢分析并结合实验测试,得出 5=J(Re:,) 式中
第二节 重力沉降 一、沉降速度 1.球形颗粒的自由沉降(单个颗粒沉降) 设某个球形颗粒在流体中自由沉降,则该颗粒所受力有: 重力 浮力 阻力 由牛顿第二定律( ),得 当 时 ,解得 -沉降速度 2. 阻力系数 通过量钢分析并结合实验测试,得出 式中
对球形颗粒(ds=1)的曲线,可按Re分为三个区,各区的曲线可用相应的经验关联式表达 Re:层流区或 Stokes定律区(104<Re<1) 过渡流区或Aen定律区(1<Re<103) U4,湍流区或 Newton定律区(103<Re<2×105) ps-p)g 层流区 过渡流区 u,=027(p,-p)g 2=0154x(B-2 湍流区 ,=174,(2-)g 3.影响沉降速度的因素 1)颗粒的体积浓度 浓度较高时,便发生干扰沉降 (2)器壁效应 当容器直径较小时,便发生受阻沉降 在 Stokes定律区,可按下式修正:
对球形颗粒(s=1)的曲线,可按Ret分为三个区,各区的曲线可用相应的经验关联式表达: 层流区或Stokes定律区(10-4<Ret<1) 过渡流区或Allen定律区(1<Ret<103) 0.44,湍流区或Newton定律区(103<Ret<2105) 所以 层流区 过渡流区 湍流区 3.影响沉降速度的因素 (1) 颗粒的体积浓度 浓度较高时,便发生干扰沉降 (2) 器壁效应 当容器直径较小时,便发生受阻沉降 在Stokes定律区,可按下式修正:
(3)颗粒形状 对非球形颗粒,其沉降得慢一些。修正如下: 图3-2 d →Re 4.沉降速度的计算 1)试差法 假设沉降属于某一流型,则按该流型选择相应的公式计算u;再算Re校核流型。 流型→u→Ret→>流型→再设流型→ (2)摩擦数群法 由 4d(0,-p)g 4d(3-p R 相乘得Re 443p(2-p)g4 334(-)E.“22 由 5=(e,) 知 5Re2=g(Re1,9)
(3) 颗粒形状 对非球形颗粒,其沉降得慢一些。修正如下: 图3-2 4.沉降速度的计算 (1) 试差法 假设沉降属于某一流型,则按该流型选择相应的公式计算ut;再算Ret校核流型。 流型 ut Ret 流型 再设流型 (2)摩擦数群法 由 得 而 相乘得 由 知
作图33:任取一u→R,=如,P2 计算 5Re2-3→Re:>u2 颗粒直径也可用类似的方法 54(p,-P)g_4d(p,-p)g a 同理 作图3-3:任取一d→ 计算: _照3→Re→d 此外,也可用无因次数群K值判别流型 .=2(p-D 将 18 代入Reda,p 得 Re、d3p-。3 18 当Re=1时,K=2.62 同理将 d(e -p)g 1,= 代入Re
作图3-3:任取一ut 计算: 求颗粒直径也可用类似的方法: 相除得 同理 作图3-3:任取一d 计算: 此外,也可用无因次数群K值判别流型: 将 代入 得 当 Ret=1 时,K=2.62 同理将 代入