5颗粒的沉降3版.ppt
《5颗粒的沉降3版.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《5颗粒的沉降3版.ppt(46页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、5 颗粒的沉降,Settling of Particles,5.1 概述,5.1.1 均相物系和非均相混合物系 (1)均相物系(homogeneous system) : 物系内部各处物料性质均匀,不存在相界面的混合物系。 (2)非均相物系(non-homogeneous system): 物系内部有明显的相界面存在,界面两侧物料的性质不同的混合物系。 非均相物系组成: 连续相:流体(气体或液体) 分散相:固体颗粒,5.1.2 沉降分离,由于密度差异,在外力作用下,使两相发生相对运动,从而达到分离的目的 重力沉降(gravity settling) 离心沉降(centrifuge settli
2、ng),5.1.3 应用,(1)回收分散物质 (2)净制分散介质 (3)环保,5.2 重力沉降(gravity settling),5.2.1 球形颗粒的自由沉降(free settling) 自由沉降:单个颗粒或发生在稀疏颗粒流体中的沉降 干扰沉降(hindered settling):颗粒沉降会受到其他颗粒的影响,5.2.2 自由沉降速度,(1)受力分析 光滑球形颗粒: 质量m,截面积Ap,直径dp、密度p 静止流体:粘度,密度 重力场中:,u 颗粒相对于流体的运动速度,m/s 曳力系数(drag coefficient),无量纲,(2)沉降运动的两个阶段,根据牛顿第二定律: FgFbFD
3、ma 即:,过程开始瞬间,u0, FD0,aamax; 随着颗粒的下落,u ,FD,a; 沉降过程中,加速阶段常常可忽略不计。,加速阶段:,等速阶段: 三力达到平衡,即FDFgFb , a0 uut ut 沉降速度(settling velocity),重力沉降速度基本方程式,(3)讨论,dp,ut 两相密度差, ut,有利分离 气固两相,p,ut为两相相对运动速度: 两相可同向运动、反向运动 可固体静止、流体运动,5.2.3 曳力系数,球形颗粒Rep关系图(p.145,图5-2) (1)斯托克斯(Stokes)定律区(滞流区/层流区): Rep2, 斯托克斯公式,(2)阿仑(Allen)区(
4、过渡区):2Rep500,(3)牛顿(Newton)定律区(湍流区):500Rep2105, 阿仑公式,牛顿公式,5.2.4 球形颗粒沉降速度的计算,分析: 若ut未知 Rep未知未知 无法选择计算公式无法计算ut 计算步骤: 假设某种流型 计算出ut 校核Rep 例5-1(p.147),5.2.5 影响沉降速度的因素,(1)干扰沉降(hindered settling) 颗粒间相互作用,使ut,曳力FD 颗粒体积浓度, ut (2)壁效应 (wall effect) 容器壁、底对颗粒的作用,使FD, ut (3)颗粒形状 偏球形越远, FD, ut (4)分子运动 当dp 0.5m时,布朗运
5、动的影响起主要作用 (5)气泡和液滴的运动 液滴与气泡在流动中会变形和产生内部循环流动,5.2.6 重力沉降分离设备,(2)特点: 分离气、固两相 结构简单,流动阻力小 但体积庞大,分离效率低 适用于除去dp50m的粗颗粒,一般作预除尘用,5.2.6.1 降尘室(dust settling chamber) (1)结构,颗粒停留时间:,颗粒沉降时间:,理论上100%分离条件:,rt,(3)分离条件,对一定物系,降尘室处理能力(生产能力)qV与沉降面积A底有关,与高度H无关 多层(n层)降尘室: 沉降面积nBL,处理能力 临界沉降速度:,若在层流区,则,临界粒径dmin:能100%分离的最小颗粒
6、粒径,多层降尘室,沉降面积,dmin,分离效果,(4)降尘室计算问题,计算类型 设计型:已知生产任务、分离要求等,求沉降面积 操作型:降尘室已定,核算处理能力 计算临界粒径dmin dmin,设备的分离能力 计算方法:试差法 例:若在Stokes区沉降,则:,校核流型, 多层降尘室 n块隔板,则降尘室沉降面积=(n+1)BL qV(n+1)BLut 颗粒除去百分率 若dp dmin,则除去率:,例:若在Stokes区沉降,则:,5.2.6.2 增稠器(thickener),分离悬浮液 又称 澄清器(clarifier) 沉降槽(gravity settler/decanter) 结构:,5.2
7、.6.3 分级器,可对悬浮液中不同粒度的颗粒进行粗分级 结构与原理:,思考题:,一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20升至50,则其沉降速度将_ 。 在除去某粒径的颗粒时,若降尘室的高度增加一倍,则沉降时间_ ,气流速度_,生产能力_。 在滞流(层流)区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_次方成正比;在湍流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的_次方成正比。,增加一倍,降为一半,不变,二,1/2,自由沉降的意思是( ) (A)颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计 (B)颗粒开始的降落速度为零,没有附加一个初始速度 (C)颗粒在降落的方向上只受重力作用,没有离心力等的作用 (D)颗粒
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 颗粒 沉降
链接地址:https://www.31doc.com/p-2886641.html