第四章 4.1概述 流体通过 4.2颗粒床层的特性 颗粒层的流动 4.3流体通过固定床的压降 4.4过滤原理及设备 4.5过滤过程计算 4.6加快过滤速率的途径 主要内容：过滤机械分离方法的原理、过程及设备计 算、影响因素分析及强化措施，进行设备选型
第四章 流体通过 颗粒层的流动 4.1 概 述 4.2 颗粒床层的特性 4.3 流体通过固定床的压降 4.4 过滤原理及设备 4.5 过滤过程计算 4.6 加快过滤速率的途径 主要内容：过滤机械分离方法的原理、过程及设备计 算、影响因素分析及强化措施，进行设备选型
介绍 物系的分类 均相物系：凡物系内部各处物料的性质均匀而不存在相界面 的物系。 例：溶液、混合气体 非均相物系：凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两 气态非均相 的物性载然最的物系。 气固相：如烟、含尘气体 液态非均相 液液相：如油水混合物、乳浊液 液固相：如泥浆、悬浮液 分散相与连续相 固固相：如矿石、泥砂 分散相：处于分散状态的物质，也称分散物质。 连续相：处于连续状态的物质，也称分散介质
介 绍 气液相：如雾、泡沫液 气固相：如烟、含尘气体 液液相：如油水混合物、乳浊液 液固相：如泥浆、悬浮液 分散相与连续相 固固相：如矿石、泥砂 分散相：处于分散状态的物质，也称分散物质。 连续相：处于连续状态的物质，也称分散介质。 一、 物系的分类 均相物系：凡物系内部各处物料的性质均匀而不存在相界面 的物系。 例：溶液、混合气体 非均相物系：凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两 侧的物料性质截然不同的物系。 气态非均相 液态非均相
二、非均相分离的目的 (1)回收分散物质：如海盐结晶后从母液中分离结晶盐。 (2)净化分散介质：如江水处理制备自来水。 (3)环保：如化工厂污水处理。 三、常用的分离手段 (1)沉降：分离气液、气固混合物。 ①密度差异 (2)离心分离：分离液液、液固混合物。 颗粒相对流体运动 (3)筛分：分离固固混合物。 ②介质对物质的拦截作用 流体相对颗粒运动 (4)过滤：分离液固混合物。 ③电场作用：固液分离根据电荷不同在不同电极上沉积
②介质对物质的拦截作用 流体相对颗粒运动 ①密度差异 颗粒相对流体运动 三、常用的分离手段 （1）沉降：分离气液、气固混合物。 （2）离心分离：分离液液、液固混合物。 （3）筛分：分离固固混合物。 （4）过滤：分离液固混合物。 二、非均相分离的目的 （1）回收分散物质：如海盐结晶后从母液中分离结晶盐。 （2）净化分散介质：如江水处理制备自来水。 （3）环保：如化工厂污水处理。 ③电场作用：固液分离 根据电荷不同在不同电极上沉积
第四章 流体通过颗粒层的流动 4.1概述 4.1.1工业背景 悬浮液 tN2 S03 滤 S02+02 N2+H0 滤液 气固相 硅胶吸附 催化反应 聪水 过滤 固定床一由许多固体颗粒堆积成的静止颗粒层
4.1概述 4.1.1 工业背景 第四章 流体通过颗粒层的流动 固定床—由许多固体颗粒堆积成的静止颗粒层
4.1.2固定床阻力的影响因素 L 床层高度 u表观速度 △2 I ①流体物性：p,μ ②操作因素：u ③设备因素： 颗粒直径， 颗粒大小分布
①流体物性：ρ,μ ②操作因素： u ③设备因素： 颗粒直径， 颗粒大小分布， 空隙大小 4.1.2 固定床阻力的影响因素
4.2颗粒床层的特性 4.2.1单颗粒的特性 球形颗粒，只需一个会粘 颗粒特性：体积 6 S ∑d2 表面积 S 6 比表面 d 实际遇到两个问题： ①非球形
4.2.1 单颗粒的特性 球形颗粒，只需一个参数dp 颗粒特性：体积 表面积 比表面 实际遇到两个问题： ①非球形 ②大小不一(分布) 3 6 p V d 2 S d p p V d S a 6 4.2 颗粒床层的特性
非球形：定当量直径，目标不同结果不同 13 体积当量dev 6 e 面积当量des 6 6 比表面当量dea :de 品 与非球形颗粒体积相等的球的表面积δ】 非球形颗粒的表面积 两个独立的，取dv（de)和球形度（形状系数）亚
非球形：定当量直径，目标不同结果不同 3 6 V dev 2 S des ea d a 6 1 2 2 非球形颗粒的表面积 与非球形颗粒体积相等的球的表面积 es ev d d 体积当量dev 面积当量des 两个独立的, 取dev（de）和球形度(形状系数)ψ 比表面当量dea 3 6 V de 2 e d S e d a 6
例1：边长为L=4mm的正方体颗粒 求：dev,des,dca,a 解： d v dev 401.24 5mm 6 S 6L2 a des 401.38 5.5mm S 6L2 6 3 4mm d L a 6 6 52 1500m2/m3 d 0.81 0.004 5.52 ②dev,ds,dea三者关系 dn≤q。≤a
例 1：边长为L=4mm的正方体颗粒 求：dev,des,dea,ψ,a 3 3 6 V L dev deV L 4 1.24 5mm 6 3 2 2 6 eS S L d deS L 4 1.38 5.5mm 6 L dea L V S a 6 6 3 2 dea L 4mm 解： 2 3 1500 / 0.004 6 6 m m d a ea 0.81 5.5 5 2 2 2 2 eS eV d d ②dev, des, dea三者关系 dea≤dev≤des dea dev des 1.5
4.2.2颗粒群的特性 (1)分布函数 大小不一：筛分分析(1kg 颗粒群) 1 f d d 分布函数 频率函数 频率函数（粒级质量分率d,)特点：某粒级范围的颗粒质量分率 f X =该范围曲线下的面积 di d, 曲线下的面积和=1
4.2.2 颗粒群的特性 （1）分布函数 大小不一：筛分分析 (1 kg 颗粒群) 频率函数(粒级质量分率~dp) i i i i d d x f 1 特点：某粒级范围的颗粒质量分率 =该范围曲线下的面积 曲线下的面积和=1 分布函数 频率函数
分布函数F与频率函数f的关系 dF d(d,) F(d,) dp fa(dn) 实际情况：流动较慢时，阻力以表面剪切力为主，表面积对阻 力影响大 定平均直径dm 6(. 6S, 6x,01 6V mlY d m 6 6 a; .dm d d
分布函数F与频率函数f的关系 ( ) d d p dF f dp p d p F d fd 0 ( ) ( ) 实际情况：流动较慢时，阻力以表面剪切力为主，表面积对阻 力影响大 准则：比表面相等 定平均直径dm i i m d x d i i 1 p i p i i i x a m a m V S a / ( ) m d a 6 i i d a 6