旋液分离器 拼音:xuanyefenliqi 英文名称：hydrocyclone;hydraulic cyclone 说明:又称水力旋风分离器和水力旋流器。旋流分离器的一种。用以分离以液体为主的悬浮液或乳浊液的设 备。工作原理与旋风分离器大致相同。料液由圆筒部分以切线方向进入，作旋转运动而产生离心力，下行 至圆锥部分更加剧烈。料液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向器壁，并沿器壁按螺旋 线下流至出口（底流）。澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由中心的出口溢流而出。优点是： （1）构造筒单，无活动部分；（2）体积小，占地面积也小；（3）生产能力大；（4）分离的颗粒范围较 广。但分离效率较低。常采用几级串联的方式或与其他分离设备配合应用，以提高其分离效率。用于制碱 和淀粉等工业。 陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧而成，产品具 有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。 耐酸瓷砖、板、管，瓷粉、胶泥及耐酸容器系列之——旋液分离器 “陶瓷旋液分离器”——石化企业催化剂装置专用产品。 我厂生产的陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧 而成，产品具有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。是石化企业催 化剂厂生产催化剂专用设备。 旋流分离器的工作原理是依靠泵的动力在分离室内造成旋涡速度场，这些速度场 符合旋涡理论。混合液中的固体颗粒进入旋涡场后，随颗粒的粒度不同所受到液 流力及浮力作用的不同，使分离室内颗粒处于不同的空间位置，由于分离为一锥 形结构，其不同轴向位置的剖面旋转速度不同，从而造成一定粒度或重度的颗粒 发生下沉从而达到固液分离的目的。旋流的设计是根据要分离固体粒度等级和分 离效率来确定旋涡强度的大小。根据旋涡强度的要求，来确定进口流速和进口压 力的大小，根据处理量的大小，来确定分离器的大小。 网友你所提出的问题是要将离心泵泵壳某一位置的液流抽出进分离器，问从泵
旋液分离器 拼音:xuanyefenliqi 英文名称：hydrocyclone;hydraulic cyclone 说明:又称水力旋风分离器和水力旋流器。旋流分离器的一种。用以分离以液体为主的悬浮液或乳浊液的设 备。工作原理与旋风分离器大致相同。料液由圆筒部分以切线方向进入，作旋转运动而产生离心力，下行 至圆锥部分更加剧烈。料液中的固体粒子或密度较大的液体受离心力的作用被抛向器壁，并沿器壁按螺旋 线下流至出口（底流）。澄清的液体或液体中携带的较细粒子则上升，由中心的出口溢流而出。优点是： （1）构造筒单，无活动部分；（2）体积小，占地面积也小；（3）生产能力大；（4）分离的颗粒范围较 广。但分离效率较低。常采用几级串联的方式或与其他分离设备配合应用，以提高其分离效率。用于制碱 和淀粉等工业。 陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧而成，产品具 有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。 耐酸瓷砖、板、管，瓷粉、胶泥及耐酸容器系列之——旋液分离器 “陶瓷旋液分离器”——石化企业催化剂装置专用产品。 我厂生产的陶瓷旋液分离器，是采用高铝优质原材料，超细球磨，注浆成型，经高温碚烧 而成，产品具有耐磨、耐酸碱，抗压强度大，抗冲击力强，经济耐用等特点。是石化企业催 化剂厂生产催化剂专用设备。 旋流分离器的工作原理是依靠泵的动力在分离室内造成旋涡速度场，这些速度场 符合旋涡理论。混合液中的固体颗粒进入旋涡场后，随颗粒的粒度不同所受到液 流力及浮力作用的不同，使分离室内颗粒处于不同的空间位置，由于分离为一锥 形结构，其不同轴向位置的剖面旋转速度不同，从而造成一定粒度或重度的颗粒 发生下沉从而达到固液分离的目的。旋流的设计是根据要分离固体粒度等级和分 离效率来确定旋涡强度的大小。根据旋涡强度的要求，来确定进口流速和进口压 力的大小，根据处理量的大小，来确定分离器的大小。 网友你所提出的问题是要将离心泵泵壳某一位置的液流抽出进分离器，问从泵
壳何位置抽出好？关键是看你要求的分离物质的粒度及重度的分布情况和分离 效率的大小，换句话讲即分离的目标是什么？不管从何位置抽水，都必须要满足 分离器的工作条件及进口参数的要求，才能达到分离的效果。-_ q*\8E G `.K&^%~ P 对不同物质来讲并不是旋涡强度越大分离效果就越好，而是不同的物质有着不同 的要求。 旋液分离器 旋液分离器是一种利用离心沉降作用分离悬浮液的设备,其结构及操作原理与 旋内分离器相类似,悬浮液经入口管由切向进入圆筒,向下作螺旋运动,固体颗粒 受惯性离心力作用被甩向器壁,并随旋流降至锥底由底部排出的稠厚悬浮液称为 底流;清液或含较小颗粒的液体则形成螺旋上升的内旋流,由器顶溢流管排出,称 为溢流。旋液分离器可用于悬浮液的增稠，也可以用于悬浮液中固体粒子的分级， 即由底流中获得尺寸较大或密度较大的颗粒。而由溢流中获得尺寸较小或密度较 小的颗粒，它还可以用于液—液萃取操作中两种不互溶液体的分离。 第三章 沉降与过滤 本章重点：重力沉降及恒压过滤 第一节 概 述
壳何位置抽出好？关键是看你要求的分离物质的粒度及重度的分布情况和分离 效率的大小，换句话讲即分离的目标是什么？不管从何位置抽水，都必须要满足 分离器的工作条件及进口参数的要求，才能达到分离的效果。-_ q*\8E G `.K&^%~ P 对不同物质来讲并不是旋涡强度越大分离效果就越好，而是不同的物质有着不同 的要求。 旋液分离器 旋液分离器是一种利用离心沉降作用分离悬浮液的设备,其结构及操作原理与 旋内分离器相类似,悬浮液经入口管由切向进入圆筒,向下作螺旋运动,固体颗粒 受惯性离心力作用被甩向器壁,并随旋流降至锥底由底部排出的稠厚悬浮液称为 底流;清液或含较小颗粒的液体则形成螺旋上升的内旋流,由器顶溢流管排出,称 为溢流。旋液分离器可用于悬浮液的增稠，也可以用于悬浮液中固体粒子的分级， 即由底流中获得尺寸较大或密度较大的颗粒。而由溢流中获得尺寸较小或密度较 小的颗粒，它还可以用于液—液萃取操作中两种不互溶液体的分离。 第三章 沉降与过滤 本章重点：重力沉降及恒压过滤 第一节 概 述
3-1 非均相物系的分离 混合物：均相混合物(物系)：物系内部各处物料性质均匀，无相界面。例：混合 气体、 溶液。 非均相混合物(物系)：物系内部有隔开的相界面存在，而在相界面两侧 的物料性质截然不同的物系。例：含尘气体、悬 浮液、乳浊液、泡沫液。 许多化工生产过程中，要求分离非均相物系。含尘和含雾的气体，属于气 态非均相物系。悬浮液、乳浊液及泡沫液等属于液态非均相物系。 非均相物系 ◆分散相(分散物质)：处于分散状态的物质。气体中尘粒、 悬浮液中的颗粒、乳浊液中的液滴。 ◆连续相(分散介质)：包围着分散相，处于连续状态的物质。 含尘气体中的气体、悬浮液中的液体。 均相混合物：吸收、蒸馏。 非均相混合物：分散相、连续相物理性质不同(ρ不同)→机械方法：沉降、 过滤。 非均相物系分离的目的：（1）回收分散物质（2）净制分散介质 本章将简要地介绍重力沉降、离心沉降及过滤等分离法的操作原理及设备。 第二节 重力沉降 沉降(settling)：在某种力(重力、离心力)作用下，利用连续相与分散相 的密度差异，使之发生相对运动而分离的操作。 重力沉降：由地球引力(重力)作用而发生的沉降过程。 3-2 颗粒与流体相对运动时所受的阻力 球形颗粒的自由沉降 自由沉降：单个颗粒在流体中沉降，或者颗粒群在流体中充分地分散颗粒 之间互不接触互不碰撞的条件下的沉降
3-1 非均相物系的分离 混合物：均相混合物(物系)：物系内部各处物料性质均匀，无相界面。例：混合 气体、 溶液。 非均相混合物(物系)：物系内部有隔开的相界面存在，而在相界面两侧 的物料性质截然不同的物系。例：含尘气体、悬 浮液、乳浊液、泡沫液。 许多化工生产过程中，要求分离非均相物系。含尘和含雾的气体，属于气 态非均相物系。悬浮液、乳浊液及泡沫液等属于液态非均相物系。 非均相物系 ◆分散相(分散物质)：处于分散状态的物质。气体中尘粒、 悬浮液中的颗粒、乳浊液中的液滴。 ◆连续相(分散介质)：包围着分散相，处于连续状态的物质。 含尘气体中的气体、悬浮液中的液体。 均相混合物：吸收、蒸馏。 非均相混合物：分散相、连续相物理性质不同(ρ不同)→机械方法：沉降、 过滤。 非均相物系分离的目的：（1）回收分散物质（2）净制分散介质 本章将简要地介绍重力沉降、离心沉降及过滤等分离法的操作原理及设备。 第二节 重力沉降 沉降(settling)：在某种力(重力、离心力)作用下，利用连续相与分散相 的密度差异，使之发生相对运动而分离的操作。 重力沉降：由地球引力(重力)作用而发生的沉降过程。 3-2 颗粒与流体相对运动时所受的阻力 球形颗粒的自由沉降 自由沉降：单个颗粒在流体中沉降，或者颗粒群在流体中充分地分散颗粒 之间互不接触互不碰撞的条件下的沉降
将表面光滑、刚性的球形颗粒置于静止的流体中。 颗粒：ρP、dP、m 流体：ρ、μ、ρP＞ρ 颗粒与流体的的相对运动速度(相对于流体的降落速度)：u 颗粒在流体中作重力沉降或离心沉降时，要受到流体的阻力作用,通常称为 曳力（drag force）或阻力。Fd 分析颗粒受力情况： ζ：阻力系数，无量纲，实验测定。 ζ：量纲分析因次分析：ζ=f(Re)， 对于球形颗粒实验结果： 10-4＜Re≤2 层流区 ζ=24/ Re →斯托克斯区 2 ＜ Re ≤ 500 过渡区 →艾伦区 500＜Re≤2×105 湍流区 ζ=0.44 →牛顿区 3-3 沉降速度 一、沉降速度(ut)的计算 ∑F右边前两项与u无关，mg、F 浮→const，第三项随u增大而增大，Fd ∝ u 2 /2。 u=0， a=amax；随着颗粒向下沉降，u↑，Fd↑，a↓。当 u 增加到一定数值 ut时， du/dr=0。于是颗粒开始作匀速沉降运动。可见，颗粒的沉降过程分为两个阶段， 起初为加速阶段，而后为匀速阶段。对于小颗粒，在匀速阶段中，颗粒相对于流 体的运动速度，称为沉降速度或终端速度 ui-加速阶段忽略不计。 -a=0，匀速运动 → ut mg F 浮 Fd 图 3－1 颗粒受力图 d t d u ma u d g d g d F mg F F P P P P d = = = − − = − − 4 2 1 6 1 6 1 2 3 3 2 浮 = d P u Re Re =10
将表面光滑、刚性的球形颗粒置于静止的流体中。 颗粒：ρP、dP、m 流体：ρ、μ、ρP＞ρ 颗粒与流体的的相对运动速度(相对于流体的降落速度)：u 颗粒在流体中作重力沉降或离心沉降时，要受到流体的阻力作用,通常称为 曳力（drag force）或阻力。Fd 分析颗粒受力情况： ζ：阻力系数，无量纲，实验测定。 ζ：量纲分析因次分析：ζ=f(Re)， 对于球形颗粒实验结果： 10-4＜Re≤2 层流区 ζ=24/ Re →斯托克斯区 2 ＜ Re ≤ 500 过渡区 →艾伦区 500＜Re≤2×105 湍流区 ζ=0.44 →牛顿区 3-3 沉降速度 一、沉降速度(ut)的计算 ∑F右边前两项与u无关，mg、F 浮→const，第三项随u增大而增大，Fd ∝ u 2 /2。 u=0， a=amax；随着颗粒向下沉降，u↑，Fd↑，a↓。当 u 增加到一定数值 ut时， du/dr=0。于是颗粒开始作匀速沉降运动。可见，颗粒的沉降过程分为两个阶段， 起初为加速阶段，而后为匀速阶段。对于小颗粒，在匀速阶段中，颗粒相对于流 体的运动速度，称为沉降速度或终端速度 ui-加速阶段忽略不计。 -a=0，匀速运动 → ut mg F 浮 Fd 图 3－1 颗粒受力图 d t d u ma u d g d g d F mg F F P P P P d = = = − − = − − 4 2 1 6 1 6 1 2 3 3 2 浮 = d P u Re Re =10
ut：沉降速度(终端速度) 当 F=0 时： ζ代入： 层流区（10-4＜Re≤2） ut=gdP 2 (ρP-ρ)/18μ 过渡区（1＜Re≤500） 湍流区（500＜Re≤105） 已知球形颗粒直径，要计算沉降速度时，由于 ut为待求量，所以 Re 值是 未知量。这就需要用试差法进行计算。例如，当颗粒直径较小时，可先假设沉 降属于层流区，则用斯托克斯式求出 ui。然后用所求出的 ui计算 Re 值，检验 Re 值是否小于 1。如果计算的 Re 值不在所假设的流型区域，则应另选用其它 区域的计算式求 ui。符合于所用计算式的流型范围为止。 例 3－1 一直径为 1.00mm、密度为 2500kg/m3的玻璃球在 20℃的水中沉降，试 求其沉降速度。 解 由于颗粒直径较大，先假设流型层于过渡区， 校核流型，Re=dPutρ/μ=10-3×0.157×103 /10-3 =157 故属于过渡区，与假设相符。 当已知沉降速度，求颗粒直径时，也需要试差计算。 二、影响沉降速度的其它因素 1．颗粒形状 ：测定非球形粒的沉降速度，用沉降速度公式计算出粒径。这样 求出来的非球形颗粒的直径，称为当量球径。即用球形颗粒直 径来表示沉降速度与其相同的非球形颗粒的直径。 3 4d ( )g u P P t − = ( ) P P t d g u 1/ 3 2 225 4 − = ut = 3.03g( P − )d P / ( ) ( ) ( ) m s d g u P P t 10 0.157 / 225 10 10 4 9.81 2500 1000 225 4 3 1 / 3 3 3 2 2 1 / 3 2 = − = − = − −
ut：沉降速度(终端速度) 当 F=0 时： ζ代入： 层流区（10-4＜Re≤2） ut=gdP 2 (ρP-ρ)/18μ 过渡区（1＜Re≤500） 湍流区（500＜Re≤105） 已知球形颗粒直径，要计算沉降速度时，由于 ut为待求量，所以 Re 值是 未知量。这就需要用试差法进行计算。例如，当颗粒直径较小时，可先假设沉 降属于层流区，则用斯托克斯式求出 ui。然后用所求出的 ui计算 Re 值，检验 Re 值是否小于 1。如果计算的 Re 值不在所假设的流型区域，则应另选用其它 区域的计算式求 ui。符合于所用计算式的流型范围为止。 例 3－1 一直径为 1.00mm、密度为 2500kg/m3的玻璃球在 20℃的水中沉降，试 求其沉降速度。 解 由于颗粒直径较大，先假设流型层于过渡区， 校核流型，Re=dPutρ/μ=10-3×0.157×103 /10-3 =157 故属于过渡区，与假设相符。 当已知沉降速度，求颗粒直径时，也需要试差计算。 二、影响沉降速度的其它因素 1．颗粒形状 ：测定非球形粒的沉降速度，用沉降速度公式计算出粒径。这样 求出来的非球形颗粒的直径，称为当量球径。即用球形颗粒直 径来表示沉降速度与其相同的非球形颗粒的直径。 3 4d ( )g u P P t − = ( ) P P t d g u 1/ 3 2 225 4 − = ut = 3.03g( P − )d P / ( ) ( ) ( ) m s d g u P P t 10 0.157 / 225 10 10 4 9.81 2500 1000 225 4 3 1 / 3 3 3 2 2 1 / 3 2 = − = − = − −
2．壁面效应：当颗粒靠近器壁沉降时，由于器壁的影响，其沉降速度较自由 沉降速度小，这种影响称为壁效应。(容器很大，100 倍以上可 忽略) 3．干扰沉降：当非均相物系中的颗粒较多，颗粒之间相互距离较近时，颗粒 沉降会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为干扰沉降。干扰沉降 速度比自由沉降小。(颗粒浓度＜0.2%,可近似为自由沉降) 3-4 降尘室(重力沉降设备) 利用重力沉降从含尘气体中分离出尘粒的设备。预分离器，粒径大于 50μ m。 重力沉降分离器，依流体流动方式可分为水平流动型与上升流动型。本节 介绍最典型的水平流动型降尘室的操作原理。降尘室的示意图，如图 3－2 所 示。 含尘气体进入降尘室后，因流道截面积扩大而流速 u 降低。只要气体从降 尘室进口流到出口所需要的停留时间等于或大于尘粒从降尘室的项部沉降到 底部所需的沉降时间，则尘粒就可以分离出来。 降尘室：长→L，宽→W，高→H， Vs：生产能力，单位时间处理的含尘气体量。m 3 /s 图 3－3 降尘室所示，假设颗粒运动的水平分速度与气体的流速相同，则 颗粒在降尘室中的 水平流速： u= Vs/WH L W H u ut 图 3－2 降尘室 图 3－3 降尘室的计算
2．壁面效应：当颗粒靠近器壁沉降时，由于器壁的影响，其沉降速度较自由 沉降速度小，这种影响称为壁效应。(容器很大，100 倍以上可 忽略) 3．干扰沉降：当非均相物系中的颗粒较多，颗粒之间相互距离较近时，颗粒 沉降会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为干扰沉降。干扰沉降 速度比自由沉降小。(颗粒浓度＜0.2%,可近似为自由沉降) 3-4 降尘室(重力沉降设备) 利用重力沉降从含尘气体中分离出尘粒的设备。预分离器，粒径大于 50μ m。 重力沉降分离器，依流体流动方式可分为水平流动型与上升流动型。本节 介绍最典型的水平流动型降尘室的操作原理。降尘室的示意图，如图 3－2 所 示。 含尘气体进入降尘室后，因流道截面积扩大而流速 u 降低。只要气体从降 尘室进口流到出口所需要的停留时间等于或大于尘粒从降尘室的项部沉降到 底部所需的沉降时间，则尘粒就可以分离出来。 降尘室：长→L，宽→W，高→H， Vs：生产能力，单位时间处理的含尘气体量。m 3 /s 图 3－3 降尘室所示，假设颗粒运动的水平分速度与气体的流速相同，则 颗粒在降尘室中的 水平流速： u= Vs/WH L W H u ut 图 3－2 降尘室 图 3－3 降尘室的计算
停留时间： θ＝L/u 沉降时间： θt＝H/ ut 颗粒分离条件： θ≥θt → L/u≥H/ ut → →Vs≤WL ut 临界粒径：若在各种不同粒径的尘粒中，刚好满足θ=θt的条件，此粒径称为 降尘室能 100％除去的最小粒径，或称为临界粒径 dpc Vs≤WL ut → Vs∝WL（沉降面积）及 ut，而与 H 无关。 当降尘室用水平隔板分为 N 层，则每层高度为 H/N。 Vs∝不变，u 不变，θ＝L/u 不变 而θt ‘＝h/ ut =H/ Nut=1/Nθt 沉降时间↓，可沉降出更细的颗粒。 θ≥1/Nθt →时，Vs≤NWL ut → 求临界粒径(dP C)： 假设沉降处于斯托克斯区(Re≤2)时，θ=θt 验证 Re≤2 例 3-2 用高 2m 、宽 2.5m、长 5m 的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条 件下空气的密度为 0.779kg/m3，黏度为 2.53×10-5Pa.s，流量为 5.0×104m3 /h。粉 尘的密度为 2000 kg/m3。试求粉尘的粒径粒径。 解 假设沉降处于过渡区： 故属于过渡区，与假设相符。 s ut H WH V L = + − 多层： 1( 隔板数) 扁平：水平面积很大， N n n H PC d PC N d ' 1 = ( ) WLN gd V u PC P S t = − = 18 2 ( ) WL N V g d S p PC 18 1 − = m s WL V u S tc 1.11 / 2.5 5 5.0 10 / 3600 4 = = = ( ) ( ) ( ) 5.4 2.53 10 1.58 10 1.110.779 Re 1.58 10 158 4 9.81 2.0 10 225 2.53 10 0.779 1.11 4 225 4 225 3 4 4 1 / 3 2 2 3 5 1 / 3 2 2 1 / 3 2 2 = = = = = = − = − − − − pc tc p tc p pc tc d u m m g u g d u 校核流型：
停留时间： θ＝L/u 沉降时间： θt＝H/ ut 颗粒分离条件： θ≥θt → L/u≥H/ ut → →Vs≤WL ut 临界粒径：若在各种不同粒径的尘粒中，刚好满足θ=θt的条件，此粒径称为 降尘室能 100％除去的最小粒径，或称为临界粒径 dpc Vs≤WL ut → Vs∝WL（沉降面积）及 ut，而与 H 无关。 当降尘室用水平隔板分为 N 层，则每层高度为 H/N。 Vs∝不变，u 不变，θ＝L/u 不变 而θt ‘＝h/ ut =H/ Nut=1/Nθt 沉降时间↓，可沉降出更细的颗粒。 θ≥1/Nθt →时，Vs≤NWL ut → 求临界粒径(dP C)： 假设沉降处于斯托克斯区(Re≤2)时，θ=θt 验证 Re≤2 例 3-2 用高 2m 、宽 2.5m、长 5m 的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条 件下空气的密度为 0.779kg/m3，黏度为 2.53×10-5Pa.s，流量为 5.0×104m3 /h。粉 尘的密度为 2000 kg/m3。试求粉尘的粒径粒径。 解 假设沉降处于过渡区： 故属于过渡区，与假设相符。 s ut H WH V L = + − 多层： 1( 隔板数) 扁平：水平面积很大， N n n H PC d PC N d ' 1 = ( ) WLN gd V u PC P S t = − = 18 2 ( ) WL N V g d S p PC 18 1 − = m s WL V u S tc 1.11 / 2.5 5 5.0 10 / 3600 4 = = = ( ) ( ) ( ) 5.4 2.53 10 1.58 10 1.110.779 Re 1.58 10 158 4 9.81 2.0 10 225 2.53 10 0.779 1.11 4 225 4 225 3 4 4 1 / 3 2 2 3 5 1 / 3 2 2 1 / 3 2 2 = = = = = = − = − − − − pc tc p tc p pc tc d u m m g u g d u 校核流型：
例 3－2 用总高 4m、宽 1.7m、长 4.55m 的重力降尘室分离空气中的粉尘。中间 等高安排 39 块隔板，每小时通过降尘室的含尘气体为 2000 m 3，在气体的密度 为 1.6kg/m3 (均标况)，气体温度为 400℃，此时粘度为 3×10-5 Pa·s，粉尘的 密度为 3700 kg/m3。试求①此降尘室能分离的最小尘粒的直径②除去 6μm 颗 粒的百分率。 已知：H，w，n，V0，ρO，t, μ，ρP 求：dpc 解：① ∴假设成立，dPC=8.11μm。 ②d=6μm 由上可知沉降属于层流区 停留时间：θ=L/u=4.55×1.7×4/1.369=22.60s ( ) S t D P t S V NWLu g d u Kg m T T V m s = − = = + = = = + = 18 0.649 / 273 400 273 1.6 / 3600 1.369 / 273 273 400 2000 2 0 3 0 3 假设沉降处于层流区： ( ) ( ) m m WL N V g d S p PC 8.11 10 8.11 3700 0.649 9.81 4.55 1.7 40 18 3 10 1.369 18 1 6 5 = = − = − = − − ( ) 7.75 10 2 3 10 8.11 10 4.22 10 0.649 Re 4.42 10 / 18 Re 4 5 6 3 3 2 = = = = − = − − − − − t D P t d u m s g d 验证 ：u
例 3－2 用总高 4m、宽 1.7m、长 4.55m 的重力降尘室分离空气中的粉尘。中间 等高安排 39 块隔板，每小时通过降尘室的含尘气体为 2000 m 3，在气体的密度 为 1.6kg/m3 (均标况)，气体温度为 400℃，此时粘度为 3×10-5 Pa·s，粉尘的 密度为 3700 kg/m3。试求①此降尘室能分离的最小尘粒的直径②除去 6μm 颗 粒的百分率。 已知：H，w，n，V0，ρO，t, μ，ρP 求：dpc 解：① ∴假设成立，dPC=8.11μm。 ②d=6μm 由上可知沉降属于层流区 停留时间：θ=L/u=4.55×1.7×4/1.369=22.60s ( ) S t D P t S V NWLu g d u Kg m T T V m s = − = = + = = = + = 18 0.649 / 273 400 273 1.6 / 3600 1.369 / 273 273 400 2000 2 0 3 0 3 假设沉降处于层流区： ( ) ( ) m m WL N V g d S p PC 8.11 10 8.11 3700 0.649 9.81 4.55 1.7 40 18 3 10 1.369 18 1 6 5 = = − = − = − − ( ) 7.75 10 2 3 10 8.11 10 4.22 10 0.649 Re 4.42 10 / 18 Re 4 5 6 3 3 2 = = = = − = − − − − − t D P t d u m s g d 验证 ：u
3-5 离心沉降 离心沉降：依靠离心力的作用而实现的沉降过程。 图 3－4 所示的以一定角速度旋转的圆 筒，筒内装有密度为ρ、粘度为μ的液体。液体 中悬浮有密度为ρp、直径为 dp、质量为 m 的球形 颗粒。假设筒内液体与圆筒有相同的转数。当站 在旋转轴上观测颗粒的运动，忽略颗粒的重力沉 降，则可看到有离心力 沿旋转半径向外作用于颗粒。式中 r 为颗粒到旋转轴中心的距离。由此式 可知，为了增大 Fc可以提高也可以增大 r。提高比增大 r 更有效。同时，从转 筒的机械强度考虑，r 不宜太大。 3－6 离心分离因数 同一颗粒所受的离心力与重力之比，为 称为离心分离因数是表示离心力大小的指标。 ( ) 54% 0.1 0.054 0.1 40 4 ' 2.42 10 22.6 0.054 2.42 10 / 18 3 3 2 = = = = = = = − = − − 除去百分率： 每层高度： 在 内沉降的高度： 沉降速度： h m h u m m s g d u t D P t PC S t S t d N V NWLu V WLu 1 多层： 要点： = = 2 3 2 6 1 FC = mr = d p p r g r KC 2 = 图 3－4 转筒内颗粒 在流体中的运动 F 阻 F 离 F 向
3-5 离心沉降 离心沉降：依靠离心力的作用而实现的沉降过程。 图 3－4 所示的以一定角速度旋转的圆 筒，筒内装有密度为ρ、粘度为μ的液体。液体 中悬浮有密度为ρp、直径为 dp、质量为 m 的球形 颗粒。假设筒内液体与圆筒有相同的转数。当站 在旋转轴上观测颗粒的运动，忽略颗粒的重力沉 降，则可看到有离心力 沿旋转半径向外作用于颗粒。式中 r 为颗粒到旋转轴中心的距离。由此式 可知，为了增大 Fc可以提高也可以增大 r。提高比增大 r 更有效。同时，从转 筒的机械强度考虑，r 不宜太大。 3－6 离心分离因数 同一颗粒所受的离心力与重力之比，为 称为离心分离因数是表示离心力大小的指标。 ( ) 54% 0.1 0.054 0.1 40 4 ' 2.42 10 22.6 0.054 2.42 10 / 18 3 3 2 = = = = = = = − = − − 除去百分率： 每层高度： 在 内沉降的高度： 沉降速度： h m h u m m s g d u t D P t PC S t S t d N V NWLu V WLu 1 多层： 要点： = = 2 3 2 6 1 FC = mr = d p p r g r KC 2 = 图 3－4 转筒内颗粒 在流体中的运动 F 阻 F 离 F 向
3－7 离心沉降速度 颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上所受的作用力有 离心力 浮力（向中心） 阻力（向中心） 若这三个力达到平 衡，则有 此时，颗粒在径向上相对于流体的速度，就是它在这个位置上的离心沉降速度 颗粒的离心沉降速度与重力沉降速度具有相似的关系式，只是重力加速度 换为离心加速度而已。但在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉 降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。 在沉降分离中，沉降速度较小的颗粒才考虑用离心沉降。所以离心沉降设 计计算的对象为小颗粒。小颗沉降时所受的流体阻力，一般处于斯托克斯区， 即阻力系数为ζ=24/Re。代入得 ur=rω2 dP 2 (ρP-ρ)/18μ 由此式可知，在斯托克斯区域颗粒的离心沉降速度 dr/dτ与成正比。在沉降过 程中，dr/dτ随着的 r 增大而增大。 3－8 旋风分离器 旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备，其结构简单，制造方便， 分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离，所以在生产中得到广泛应用。 3 2 6 1 FC = d P P r 3 2 6 F d r 向 = p 2 4 2 2 2 2 = = d dr u d F A p 阻 ( ) 0 6 4 2 2 3 2 2 − − = u d p r p d p ( ) 2 3 4 r d u p p r − =
3－7 离心沉降速度 颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上所受的作用力有 离心力 浮力（向中心） 阻力（向中心） 若这三个力达到平 衡，则有 此时，颗粒在径向上相对于流体的速度，就是它在这个位置上的离心沉降速度 颗粒的离心沉降速度与重力沉降速度具有相似的关系式，只是重力加速度 换为离心加速度而已。但在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉 降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。 在沉降分离中，沉降速度较小的颗粒才考虑用离心沉降。所以离心沉降设 计计算的对象为小颗粒。小颗沉降时所受的流体阻力，一般处于斯托克斯区， 即阻力系数为ζ=24/Re。代入得 ur=rω2 dP 2 (ρP-ρ)/18μ 由此式可知，在斯托克斯区域颗粒的离心沉降速度 dr/dτ与成正比。在沉降过 程中，dr/dτ随着的 r 增大而增大。 3－8 旋风分离器 旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备，其结构简单，制造方便， 分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离，所以在生产中得到广泛应用。 3 2 6 1 FC = d P P r 3 2 6 F d r 向 = p 2 4 2 2 2 2 = = d dr u d F A p 阻 ( ) 0 6 4 2 2 3 2 2 − − = u d p r p d p ( ) 2 3 4 r d u p p r − =