03沉降与过滤.ppt
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1、1,制药化工过程及设备,第03章,沉降与过滤,2,1.掌握重力沉降速度以及降尘室临界粒径和颗粒回收率的计算。 2.掌握离心沉降原理,熟悉常用的离心分离设备。 3.掌握过滤操作的基本概念,熟悉常用的过滤设备。 4.掌握膜过滤原理,熟悉常用的膜过滤操作。 5.熟悉常用的气体净化方法,掌握洁净空气净化专用过滤器的主要性能。,学习目标,沉降与过滤,3,化工原理课件第3章 沉降与过滤,概述,混合物,均相混合物,非均相 混合物,溶液:,混合气体:,精馏、萃取,吸收、吸附,气态非均相,液态非均相,含尘气体,含雾气体,悬浮液,乳浊液,气泡液,1.混合物的分类,沉降与过滤,4,化工原理课件第3章 沉降与过滤,分
2、散相(分散物质),连续相(分散介质),2.非均相物系的分离依据:,按运动方式 的不同,沉降,过滤,分散相运动,连续相静止,分散相静止,连续相运动,概述,沉降与过滤,5,(一)球形颗粒的自由沉降:,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,重力:,浮力:,阻力:,颗 粒 密 度,流体 密 度,受力分析,沉降与过滤,6,刚开始沉降:,不变,a最大,开始沉降,a,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,7,化工原理课件第3章 沉降与过滤,a0,u增加至一定值时,自由沉降速度,匀速沉降,自由沉降速度公式,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,8,化工原理课件第3章 沉降与过滤,(二)阻力系
3、数,因次分析,球形度,=,与颗粒体积相等的圆球的表面积,颗粒的表面积,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,9,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,10,化工原理课件第3章 沉降与过滤,球形颗粒:,层流区,Stokes定律区,过渡区,Allen定律区,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,11,化工原理课件第3章 沉降与过滤,湍流区,Newton定律区,(三)沉降速度的计算:,试差法:,假设 流型,选择公式,计算,计算,验算,第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,12,化工原理课件第3章 沉降与过滤,例:求直径40m球形
4、颗粒在30大气中的自由沉降速度。已知颗粒为2600kg/m3,大气压为0.1MPa。,解:,设为层流,则:,查30、0.1MPa空气:,校核:,(正确),第1节 重力沉降 一、重力沉降速度,沉降与过滤,13,1.用途:分离气流中的尘粒,第1节 重力沉降 二、降尘室,2.工作原理,沉降与过滤,14,化工原理课件第3章 沉降与过滤,沉降时间:,停留时间:,分离条件:,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,15,化工原理课件第3章 沉降与过滤,说明:,某一粒径的粒子,只要满足 ,,则该粒径的粒子可以100被分离,某一粒径的粒子,如果不满足 ,,则该粒径的粒子不能被100分离,对于一降尘室,存在一
5、能100被除去的最小粒子,用 表示;其沉降速度最小,用,表示,,称为临界沉降速度。,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,16,3.降尘室的生产能力,说明:,一定时, ( ),只与沉降面积,与H无关,当,有关,,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,17,对设备而言,生产能力,只与沉降面积 和,有关,与H无关。,最小颗粒的沉降速度,所以设计降尘室时,应作成扁平形。,气体在降尘室的流速u,一般应保证处于层流区,不宜过高,,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,18,2.多层降尘室:,N层,单层,化工原理课件第3章 沉降与
6、过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,19,N层,单层,多层降尘室:,沉降与过滤,20,例:降尘室高2m,宽2m,长5m。气体流量为4m3/s, 为0.75kg/m3,为0.026cp。(1)求除尘的dc;(2)将降尘室隔成10层,若dc不变,则流量?若流量不变,则dc?已知尘粒为3000kg/m3。(3)粒径为40um的颗粒的回收百分率?(4)如欲回收直径为15um的尘粒,降尘室应各成多少层?,解:(1),化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,21,校核,计算有效,设为层流沉降:,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降
7、与过滤,22,若流量不变,仍为层流沉降,或,(2)隔成10层:,若dc不变,utc不变,Vs=10Vs,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,23,(3)由以上计算知,粒径为40um的颗粒必定在 滞流区,气体在降尘室的停留时间,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,24,40um的颗粒在5s内的沉降高度,回收率,(4)如欲回收直径为15um的尘粒,,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,25,化工原理课件第3章 沉降与过滤,第1节 重力沉降 二、降尘室,沉降与过滤,26,第1节 重力沉降 三、沉降槽,用途:分离悬浮液,
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- 03 沉降 过滤
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