1、制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤概述概述混合物混合物均相混合物均相混合物非均相非均相混合物混合物溶液：溶液：混合气体：混合气体：精馏、萃取精馏、萃取吸收、吸附吸收、吸附气态非均相气态非均相液态非均相液态非均相含尘气体含尘气体含雾气体含雾气体悬浮液悬浮液乳浊液乳浊液气泡液气泡液1.1.混合物的分类混合物的分类制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤分散相分散相(分散物质分散物质)连续相连续相(分散介质分散介质)概述概述2.2.非均相物系的分离依据：非均相物系的分离依据：按运动方式按运动方式 的不同的不同沉降沉降过滤过滤分散相
2、运动分散相运动连续相静止连续相静止分散相静止分散相静止连续相运动连续相运动制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动1.1.球形颗粒的自由沉降：球形颗粒的自由沉降：第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤gdFsg 36 gdFb36 2)4(22udFd 重力：重力：浮力：浮力：阻力：阻力：s 颗颗粒粒密密度度 流流体体密密度度l受力分析受力分析制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章
3、第四章 沉降与过滤沉降与过滤maFFFdbg 刚开始沉降：刚开始沉降：0 ubgFF 不变不变0 dFa最大最大 开始沉降开始沉降 udFdbgFFF a 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤tuu dbgFFF a0 u增加至一定值时增加至一定值时 自由沉降速度自由沉降速度 匀速沉降匀速沉降 24161612233tsudgdgd smgdust/3)(4 自由沉降速度公式自由沉降速度公式 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动
4、流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤2.2.阻力系数阻力系数 的计算的计算),f(Re tsudRe 因次分析因次分析球形度球形度SSsp =与颗粒体积相等的圆球的表面积与颗粒体积相等的圆球的表面积颗粒的表面积颗粒的表面积1 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度
5、一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤球形颗粒：球形颗粒：2104 ReRe24 18)(2gdust l层流区层流区Stokes定律区定律区l过渡区过渡区5002 Re5.010Re 322225)(4stgduAllen定律区定律区制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤5102500 Re44.0 gdust)(74.1 l湍流区湍流区Newton定律区定律区3.3.的计算：的计算：tul试差法：试差法：假设假设流型流
6、型选择选择公式公式计算计算计算计算tRe验算验算tu制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降一、沉降速度一、沉降速度化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤例：求直径例：求直径40m球形颗粒在球形颗粒在30大气中的自由沉降大气中的自由沉降速度。已知速度。已知颗粒颗粒为为2600kg/m3,大气压为大气压为0.1MPa。解：解：设为层流，则：设为层流，则：查查30、0.1MPa空气：空气：3mkg165.1 sPa1086.15 18)(2gdust 校核：校核：sm12.0 23.0 tduRe(正确正确)526108
7、6.118)165.12600(81.9)1040(制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动1.1.用途：分离气流中的尘粒用途：分离气流中的尘粒第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤2.2.工作原理工作原理制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤沉降时间：沉降时间：ttuH 停留时间：停留时间：uL t tuHuL 分离条件：分离条件：制作者：黄德春化工原理化工原
8、理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第四章第四章 沉降与过滤沉降与过滤说明：说明：某一粒径的粒子，只要满足某一粒径的粒子，只要满足 ，则该粒径的粒子可以则该粒径的粒子可以100100被分离被分离t 某一粒径的粒子，如果不满足某一粒径的粒子，如果不满足 ，则该粒径的粒子不能被则该粒径的粒子不能被100100分离分离t 对于一降尘室对于一降尘室,存在一能存在一能100100被除去的最小粒子被除去的最小粒子,scd用用 表示；其沉降速度最小，用表示；其沉降速度最小，用tcu表示，表示，称为临界沉降速度。称为临界沉降速度。制
9、作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离tcuHuL )(HbVus 3.3.降尘室的生产能力降尘室的生产能力tcsuHVHbL tcsbLuV 说明：说明：sV一定时一定时,(),()tcuscd只只与沉降面积与沉降面积bL与与H无关无关当当有关，有关，b u t scd tcu L不不变变u制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非
10、均相物系的分离非均相物系的分离对设备而言，生产能力对设备而言，生产能力sV只与沉降面积只与沉降面积 和和tcu有关，与有关，与H无关。无关。最小颗粒的沉降速度最小颗粒的沉降速度bL所以设计降尘室时，应作成扁平形。所以设计降尘室时，应作成扁平形。气体在降尘室的流速气体在降尘室的流速u一般应保证处于层流区一般应保证处于层流区不宜过高，不宜过高，gudsctsc)(18 gbLs)(V 18s 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离2.2.多层降尘室：
11、多层降尘室：N层层单层单层sVNVVss HbVus uNbHNVus tuttuu 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离N层层单层单层uL uLttuH NuNHttt bLVusct NubLNVuctsct scdscctssctscdNNuggud1)(18)(18 NbLuVtcs NHh 多层降尘室：多层降尘室：制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离例例:降尘室高降尘室高2m,宽宽2m,
12、长长5m。气体流量为。气体流量为4m3/s,为为0.75kg/m3,为为0.026cp。(1)求除尘的求除尘的dc；(2)将降将降尘室隔成尘室隔成10层层,若若dc不变不变,则流量？若流量不变则流量？若流量不变,则则dc？已知已知尘粒尘粒为为3000kg/m3。(3)粒径为粒径为40um的颗粒的回的颗粒的回收百分率？收百分率？(4)如欲回收直径为如欲回收直径为15um的尘粒，降尘的尘粒，降尘室应隔成多少层？室应隔成多少层？解解:(1):(1)(bLVustc tcsbLuV sm4.0524 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、
13、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离gudstcc)(18 ctcudRe m1097.75 校核校核192.0 计算有效计算有效设为层流沉降：设为层流沉降：18)(2gdusctc 81.9)75.03000(4.010026.0183 制作者：黄德春第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离若流量不变若流量不变仍为层流沉降仍为层流沉降m1052.21011097.755 scdscscdNd1 或或gudsctsc)(18 m1052.25 blNVgss)(18
14、 (2)隔成隔成10层：层：若若dc不变不变utc不变不变Vs=10Vs NbluVtcs 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离(3)由以上计算知，粒径为由以上计算知，粒径为40um的颗粒必定在的颗粒必定在滞流区滞流区 18)(2gdust 32610026.01881.9)75.03000()1040(sm/1006.0 气体在降尘室的停留时间气体在降尘室的停留时间suHtc54.02制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流
15、动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离40um的颗粒在的颗粒在5s内的沉降高度内的沉降高度mH503.051006.0 回收率回收率252.02503.0 HH(4)如欲回收直径为如欲回收直径为15um的尘粒，的尘粒，18)(2gdustc 32610026.01881.9)75.03000()1015(sm/01415.0 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降二、降尘室二、降尘室化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物
16、系的分离tcsbLuVN 层层293.2801415.0104 NHh m069.0292 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第一节第一节 重力沉降重力沉降三、沉降槽三、沉降槽化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离 123456用途：分离悬浮液用途：分离悬浮液处理量大处理量大 大颗粒悬浮液大颗粒悬浮液制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.离心分离因数离心分离因数Kc uruTRudTs236
17、惯性离心力惯性离心力=RudT236 向心力向心力=2422rud 阻力阻力=RuduTsr23)(4 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离cTtrKgRuu 2)(u重重层流层流 RuduTsr2218)(gdust 18)(2制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动2.2.旋风分离器旋风分离器第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离气固分离气固分离除除5m20m尘粒尘粒缺点
18、：不适于分离缺点：不适于分离粘性，高湿性、粘性，高湿性、腐蚀性粉尘腐蚀性粉尘制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动3.3.旋风分离器的性能指标旋风分离器的性能指标第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离isescuNBd 9 细而长细而长(1)(1)临界粒径临界粒径(2)(2)分离效率分离效率l总效率总效率%1001210 CCC%100121 iiipiCCC l粒级效率粒级效率l分割粒径分割粒径)(27.050 siuDd制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节
19、 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离p50dd(3)(3)压强降压强降22iup 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离某气流干燥器送出的含尘空气量为某气流干燥器送出的含尘空气量为10000m3h-1，空气温度为空气温度为80oC。直径为。直径为1m的标准型旋风分离器的标准型旋风分离器收集粉尘，粉尘密度收集粉尘，粉尘密度1500kgm-3，(1)分割粒径；分割粒径；(2)直径为直径为15 m的颗粒的粒级效率；的颗粒
20、的粒级效率；(3)压强降。压强降。解：解：查查803mkg0.1 sPa1011.25 (1)(1)8242DDDBH BHVusi 1222.22136001000088 smDVS进口横截面积进口横截面积进口气速进口气速制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离)(27.050 siuDdm65108.6)0.11500(2.2211011.227.0 2.2108.610156650 dd(2)(2)由图查得由图查得 p=0.83=83%Paupi197122.2
21、218222 (3)(3)制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第二节第二节 离心沉降离心沉降化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离4.4.存在问题及改进存在问题及改进l上部易形成涡流上部易形成涡流l尘粒易带走尘粒易带走倾斜式、倾斜式、旁路旁路扩散式扩散式制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤一、基本概念一、基本概念化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l滤浆滤浆(料
22、浆料浆)悬浮液悬浮液l滤液滤液l滤饼滤饼(滤渣滤渣)l过滤介质过滤介质操作推动力操作推动力压强差压强差制作者：黄德春第三节第三节 过滤过滤一、基本概念一、基本概念化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.过滤方式过滤方式l滤饼过滤滤饼过滤 l深床过滤深床过滤 架桥现象架桥现象 深床过滤深床过滤d粒粒d孔孔 滤饼滤饼:过滤作用过滤作用过滤介质过滤介质:支承作用支承作用 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动2.2.过滤介质：过滤介质：第三节第三节 过滤过滤一、基本概念一、基本概念化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分
23、离非均相物系的分离l特性：特性：多孔多孔流阻小流阻小机械强度高机械强度高耐热、耐腐蚀耐热、耐腐蚀l分类：分类：织物介质织物介质(滤布滤布)多孔固体介质多孔固体介质堆积介质堆积介质5-65um 1-3um 超滤膜超滤膜制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤一、基本概念一、基本概念化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离3.3.滤饼种类：滤饼种类：l不可压缩滤饼：不可压缩滤饼：当当p p时时,流阻流阻/滤饼厚度滤饼厚度constconstl可压缩滤饼：可压缩滤饼：当当p p时时,流阻流阻/滤饼厚度滤饼厚度4.4.助滤
24、剂助滤剂 防堵、减阻防堵、减阻制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤二、床层特性参数二、床层特性参数化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离滞流运动滞流运动滤饼是均匀的，滤饼是均匀的，孔隙率始终不变孔隙率始终不变垂直的通道，垂直的通道，其当量直径为其当量直径为de简化：简化：制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤二、床层特性参数二、床层特性参数化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离无无因因次次床床层层体体积积空空隙隙体体积积,1.
25、1.空隙率空隙率:讨论：讨论：l 1-：床层中固体颗粒所占的体积：床层中固体颗粒所占的体积l 操作时，操作时，也为滤饼中的液体分率也为滤饼中的液体分率l d越大，越大，越大；越大；d越小，越小，越小越小制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤二、床层特性参数二、床层特性参数化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离2.2.比表面积比表面积:m1，颗颗粒粒体体积积颗颗粒粒表表面面积积 a3.3.当量直径当量直径:润润湿湿周周边边长长流流通通截截面面积积 4edade)1(流流道道表表面面积积流流道道容容积积 流流道道长
26、长度度流流道道长长度度 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤三、过滤速度和过滤速率三、过滤速度和过滤速率化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.过滤速度过滤速度(u)：单位时间通过单位过滤面积的滤液体积单位时间通过单位过滤面积的滤液体积,m,m3 3/(m/(m2 2s)s)AddVu 1uu 2fd32Plu ade)1(la c223P)1(u lu c2e1Pd 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤三、过滤速度和过滤速率三、过滤速度和过滤速率化
27、工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离 LpaKuc 223)1(1 Lpac 223)1(5层流层流2.2.过滤速率过滤速率()()：LpaAVuc 223)1(5dd ddV单位时间获取的滤液体积单位时间获取的滤液体积,m,m3 3/s/s LpAaVc 223)1(5dd过滤速率过滤速率制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流流体流第三节第三节 过滤过滤三、过滤速度和过滤速率三、过滤速度和过滤速率化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离3.3.滤饼阻力滤饼阻力 LpaAVuc 223)1(5dd322)1(5
28、ar令令滤饼比阻滤饼比阻(单位厚度滤饼的阻力单位厚度滤饼的阻力,1/m,1/m2 2)rLpAVuc ddrLR Rpc 滤饼阻力滤饼阻力,1/m1/m制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤三、过滤速度和过滤速率三、过滤速度和过滤速率化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离4.4.过滤介质阻力：过滤介质阻力：mmRpAV dd过滤过滤速度速度滤饼处：滤饼处：RpAVc dd过滤介质处：过滤介质处：总速度：总速度：)()(ddmmmcRRpRRppAV )(eLLrp meRrL 令令虚拟滤饼厚度虚拟滤饼厚度过滤压
29、强差过滤压强差(当量当量)制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离第三节第三节 过滤过滤三、过滤速度和过滤速率三、过滤速度和过滤速率说明：说明：当操作条件和过滤介质一定时，当操作条件和过滤介质一定时，eL为常数；为常数；同一介质在不同的过滤操作中同一介质在不同的过滤操作中eL并不相同并不相同 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四、过滤基本方程式四、过滤基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.不可
30、压缩滤饼过滤基本方程式不可压缩滤饼过滤基本方程式VLA 33mm，滤滤液液体体积积滤滤饼饼体体积积 虚拟虚拟(当量当量)滤液体积滤液体积AVL 同理：同理：AVLee )(ddeLLrpAV )(ddeVVrpAAV (过滤速度过滤速度)(dd2eVVrpAV (过滤速率过滤速率)制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四、基本方程式四、基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离)(ddeVVrpAAVu滤饼面积滤饼面积 A p：u 、r：料浆的物性：料浆的物性讨论：讨论：A p u制作者：黄德春化工原理化
31、工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四、基本方程式四、基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离sprr)(0 单位压强差下的比阻单位压强差下的比阻压缩性指数压缩性指数(s=0(s=01)1)(dd012esVVrpAV过滤基本方程过滤基本方程适用适用可压缩滤饼可压缩滤饼 不可压缩滤饼不可压缩滤饼(s=0)(s=0)2.2.可压缩滤饼过滤基本方程式可压缩滤饼过滤基本方程式制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四、基本方程式四、基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非
32、均相物系的分离非均相物系的分离例：已知某悬浮液中固相的质量分率为例：已知某悬浮液中固相的质量分率为0.139，固相，固相密度为密度为2200kg/m3，液相为水，每，液相为水，每1m3滤饼中含滤饼中含500kg水，其余全为固相。求滤饼体积与滤液体积水，其余全为固相。求滤饼体积与滤液体积之比之比 。(1)以以1m3滤饼为基准。滤饼为基准。解：解：1m3滤饼中滤饼中 水：水：500kg 固体：固体：体积体积0.5m3需要滤浆的质量为需要滤浆的质量为 kg7.7913139.01100 质量质量1100kg，制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四
33、、基本方程式四、基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离生成的滤液质量为生成的滤液质量为 7913.7-500-11006313.7kg 158.03137.61 (2)(2)以以1kg悬浮液为基准悬浮液为基准 1kg悬浮液中悬浮液中 水：水：0.861kg 固体：固体：0.139kg颗粒体积：颗粒体积：351032.62200139.0m 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四、基本方程式四、基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离每每1m3滤饼中含滤饼中含5
34、00kg水，即固相体积分率为水，即固相体积分率为0.5。滤饼体积：滤饼体积：34510264.121032.6m 滤饼中含水：滤饼中含水：kg0632.010500264.14 则则1kg悬浮液生成的滤液质量为悬浮液生成的滤液质量为158.010798.010264.134 0.861-0.06320.798kg制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤四、基本方程式四、基本方程式化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离(3)(3)设得到设得到1m3滤液可得到滤液可得到x m3滤饼滤饼 22005.0 x139.02
35、2005.0 x10005.0 x1000 解得：解得：158.0 x制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离特点：特点：p p不变不变 ddV)(dd012esVVrpAV)(1ork1.1.恒压过滤方程式恒压过滤方程式 dd)(12sepkAVVVl以以)(eVV 作为变量作为变量)d()d()(12eseepkAVVVV )(dd12esVVpkAV 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤五、恒
36、压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离eV0过滤时间过滤时间滤液体积滤液体积边界条件：边界条件：eeesVeedpkAVVdVV0120)()()()()(2112200esepkAVVeeVspkK12eeKAV 22 e 0制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l以以V作为变量作为变量 dd)(12sepkAVVV过滤时间过滤时间滤液体积滤液体积边界条件：边界条件：0120d)(dpkAVVVsV
37、esepkAVVVVV12221000 222KAVVVe V0 0制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离eeKAV 22 222KAVVVe AVqAeVeq)()(22eeKAVV eeKq 2 Kqqqe 22)()(2eeKqq eeKAV 22)(K)(22eeAVV若介质阻力可忽略，即若介质阻力可忽略，即 00 eeqV，Kq 2 22KAV 222KAVVVe制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三
38、节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流流体流第三节第三节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离2.2.过滤常数过滤常数spkK12AeVeq Kqee2 K物料特性及过滤压强差决定，物料特性及过滤压强差决定，sm2过滤常数过滤常数同一滤浆：同一滤浆：sppKK 1)(eeq、反映了过滤介质阻力大小反映了过滤介质阻力大小介质常数介质常数23mmeqse 制作者：黄德春第三节第三节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒
39、压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离 变化变化p 可压缩可压缩:不可压缩：不可压缩：eeqK,均变化均变化 eK,eq不变不变 变化变化 过滤介质阻力不变，即过滤介质阻力不变，即 emrLR 恒恒定定，0r常常数数 esqp常数常数 esqpr0制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤五、恒压过滤五、恒压过滤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离例例1：已知，：已知，p=9.81 l03Pa，水，水 =1.0 10-3Pa s，滤饼不可压缩，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略
40、。求过滤介质阻力可忽略。求(1)q=1.5m3/m2时的时的；(2)=2 时，可再得多少滤液时，可再得多少滤液?，33/mm333.0 2101/m 10333.1 r解：解：(1)(1)rr 0,0 sspkK 12Kq2 (2)(2)Kq qq 新新滤滤液液量量sm1042.4223 rps509 23/mm12.22 K23/mm62.05.112.2 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离例例2：在过滤压强差为：在过滤压强差为0.3MPa条件下，利用板框压滤条件下，利用板框压滤机对某药物悬浮液进行恒压过滤，过滤面积机对某药物悬浮液进行恒压过
41、滤，过滤面积21m2,得得到不可压缩滤饼，且滤饼体积与滤液体积之比为到不可压缩滤饼，且滤饼体积与滤液体积之比为0.018。已知当过滤压强差为。已知当过滤压强差为0.1 MPa而其它操作条件而其它操作条件相同时，该压滤机的过滤常数相同时，该压滤机的过滤常数qe=0.0217 m3/m2，e=2.81 s。试求当所得滤饼体积为。试求当所得滤饼体积为0.26m3时，所获得时，所获得的滤液体积及所需的过滤时间。的滤液体积及所需的过滤时间。解：解：3sm 44.14018.026.0 VV滤液体积滤液体积 23m/m 69.02144.14 AVq制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均
42、相物系的分离非均相物系的分离P0.1 MPa时时eeqK 2 s/m1068.181.20217.0242 sppKK 1)(sK/m1004.5)1.03.0(1068.1244 Kqqqe 22P0.3 MPa时时不不变变eq 421004.50217.069.0269.0 min7.1606.1004 s 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤六、恒压过滤常数的测定六、恒压过滤常数的测定化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.恒压下恒压下 的测定：的测定：eeqK,)()(2eeKqq dd)(2K
43、qqqe eqKqKq22dd eqKqKq22 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤六、恒压过滤常数的测定六、恒压过滤常数的测定化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离eqKqKq22 K2斜斜率率KeqK2截截距距eqKqee2 e q q制作者：黄德春第三节第三节 过滤过滤六、恒压过滤常数的测定六、恒压过滤常数的测定化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离 )(s q)(lV q /q 1 2 3 1V2V3V1q2q3q1 2 3 1q 2q 3q 11/q 22/q 33
44、/q 000制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤六、恒压过滤常数的测定六、恒压过滤常数的测定化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离q q制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤六、恒压过滤常数的测定六、恒压过滤常数的测定化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离2.2.的测定：的测定：ks和和spkK 12)2lg()lg()1(lgkpsK sk和和画图画图constrk 01const 0r制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件
45、第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.板框压滤机板框压滤机 间歇式间歇式制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l 板板框框结结构构制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化
46、工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l过滤阶段过滤阶段制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l洗涤阶段洗涤阶段制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l排列方式排列方式第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备l滤液排出方式滤液排出方式 管管一一起起排排出出各各板板流流出出滤滤液液汇汇集集于于总总暗暗流流液液用用滤滤板板底底部部侧侧管管均均排排滤滤明明流流:l洗涤：横穿洗涤法洗涤
47、：横穿洗涤法AA21W EW)(2)(eeLLLL 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l型号：型号：B M S 20/635-25板框压滤机板框压滤机明流式明流式(A暗流式暗流式)手动压紧手动压紧(Y液压压紧液压压紧)框厚框厚25mm框内每边长框内每边长635mm过滤面积过滤面积20m2制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系
48、的分离非均相物系的分离2.2.叶滤机叶滤机加压滤浆l洗涤：置换洗涤法洗涤：置换洗涤法AA WEW)()(eeLLLL 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离3.3.转筒真空过滤机转筒真空过滤机 连续式连续式l 结结构构制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离转筒及分配头：转筒及分配头：制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤七、过滤设备七、过滤设备化工原理化
49、工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离l 工工作作原原理理1-71-7过滤区过滤区8-10 8-10 吸干区吸干区f f槽槽 滤液通路滤液通路11 11 不工作区不工作区 不与任何凹槽相连不与任何凹槽相连12-1312-13 洗涤区洗涤区14 14 吸干区吸干区g g槽槽 洗液通路洗液通路15 15 不工作区不工作区16-1716-17吹松区、卸料区吹松区、卸料区 h h槽槽 压缩空气压缩空气18 18 不工作区不工作区与真空与真空管相连管相连制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤八、滤饼的洗涤八、滤饼的洗涤化工原理化工
50、原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离1.1.洗涤速率：洗涤速率：)()dd(01esELLrpAV 洗涤时：洗涤时：单位时间消耗的洗水容积，单位时间消耗的洗水容积，m m3 3/s/sW)dd(V过滤终了时：过滤终了时：W若若恒定恒定p 恒定恒定eLL W)dd(V定值定值EW)dd()dd(VVEW)(pp 制作者：黄德春化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动第三节第三节 过滤过滤八、滤饼的洗涤八、滤饼的洗涤化工原理化工原理课件课件第三章第三章 非均相物系的分离非均相物系的分离 dKAdVVVe2E)(2 )()(22eEeKAVV E2)(2)(eEV
