《第五节 流量的测量与调节 化工原理.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五节 流量的测量与调节 化工原理.doc（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五节 流量的测量与调节 化工原理本文由zhd527贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 第四章 非均相物系的分离 第一节 均相混合物 均相物系） （均相物系） 混合物 柌相的 非均相混合物 物系内部 界面存在且界面柌 的 非均相物系） （非均相物系） 物料性质 不 的混 合物。 合物。 概述 物系内部各处物料性 质均匀而且不存在相 界面的混合物。 界面的混合物。 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 惉 枮 惉 的 惉 的 枲 枲 惉 的 的恏 惉 分散相（分散物质） 分散
2、相（分散物质） 分散状态的物质 连续相（连续介质） 连续状态存在， 连续相（连续介质） 连续状态存在，包围 在 分散物质周围。 分散物质周围。 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 一、非均相物系的分离在工业生产中的应用 1、回收有用的分散相 2、净化连续相 3、环境保护和安全生产 、非均相物系的分离 和 分离 丁 春 燕 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 第二节 过 一、过滤的基本概念 1、过滤及过滤推动力 滤 滤浆 滤饼 过滤介质 过滤： 利用能让液体通过而 过滤 ： 栃 过滤 液 的 ：过滤 滤 滤 滤液 体 的 恏 液 滤液 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室
3、丁 春 燕 ? 过滤推动力：过滤介质两侧的压力差。 过滤推动力：过滤介质两侧的压力差。 2、过滤方式 （1）饼层过滤 ：固 体沉积物在介质表面 堆积、架桥而形成滤 堆积、 饼层。 饼层。滤饼层 过滤层 。 ： 固体 的 恏惉。 恏惉。 栃的固体 的固体 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 深层过滤： （2）深层过滤：过滤介 质是较厚的粒状介质的 床层, 床层,过滤时悬浮液中 的颗粒沉积在床层内部 的 滤 ： 的 悬浮颗粒粒 状 , 是 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 3、过滤介质 过滤介质：多孔性介质， 过滤介质：多孔性介质， 其作用：支撑滤饼或截留颗粒，使
4、滤液通过。 其作用：支撑滤饼或截留颗粒，使滤液通过。 过滤介质应具有下列条件： 过滤介质应具有下列条件： a ） 多孔性 ， 孔道适当的小 ， 对流体的阻力小 ， 又 多孔性， 孔道适当的小， 对流体的阻力小， 截 悹 的 惚。 惚。 的颗粒。 的颗粒。 ， ，使用 ， 恘 。 。 恘性质 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 过滤介质种类：织物介质、多孔性固体介质、 过滤介质种类：织物介质、多孔性固体介质、颗粒 状介质和微孔滤膜等。 状介质和微孔滤膜等。 滤布(织物、 截留的粒径5m 织物介质 滤布(织物、网)，截留的粒径5m 以上， 以上，工业应用广泛 多孔固体介质具有微细孔
5、道的固体 具有微细孔道的固体， 多孔固体介质 具有微细孔道的固体，截留粒径 3m的微细粒子 13m的微细粒子 颗粒状介质固体颗粒 颗粒状介质 固体颗粒 过滤 微孔滤膜： 微孔滤膜： 用 滤 等 ， 用 子 的 膜状多孔介质 。 m的 恏微粒。 1 m的 恏微粒。 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 滤饼 的滤 压缩滤饼 饼 压 滤饼 的 的 丁 春 燕 压缩滤饼 4、滤饼的压缩性和助滤剂 （1）滤饼的压缩性 枲 惊 的 的滤饼 的压 性 愁 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 助滤剂 在滤 一 滤 加入 用助滤剂配成悬浮液， 用助滤剂配成悬浮液，在正式 预涂 滤， 滤 用
6、滤， 在 滤 成一 助滤剂 成 的滤饼。 的滤饼。 （2）助滤剂 助滤剂具有一定刚性的颗粒或纤维状的固体。 助滤剂具有一定刚性的颗粒或纤维状的固体。 加入助滤剂可减少可压缩滤饼的流动阻力 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 6、过滤速率及影响因素 过滤速率 过滤速率 悹影响因素 过滤 。 的滤液 、恏 液的 。 质、 质、 5、滤饼的洗涤 用洗涤液（通常为清水）进行滤饼洗涤， 用洗涤液（通常为清水）进行滤饼洗涤，以 回收滤饼中残存的滤液或除去其杂质。 回收滤饼中残存的滤液或除去其杂质。 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 二、过滤设备 1、过滤设备的生产能力 过
7、滤机的生产能力通常用单位时间内所得到的 滤液体积来表示，有时也可用单位时间内单位 滤液体积来表示， 过滤面积上积聚的滤渣量表示。 过滤面积上积聚的滤渣量表示。 、过滤机的 可 过滤 过滤机 间 过滤机 过滤机 可 过滤机 滤机、 滤机、 力产生的 化 工 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 （一）板框过滤机 系 （1）结构与工作原理 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 滤 : 滤板（ 滤板（洗涤板 和过滤板 ） 滤 主要工作部件: 主要工作部件: 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 工作原理： 工作原理：
8、过滤： 过滤： 滤浆由总管入框框内形成滤饼滤液穿过饼 滤浆由总管入框框内形成滤饼 和布经每板上旋塞排出(明流) 和布经每板上旋塞排出(明流) 或从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流) 从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流) ： 液由总管入板滤布滤饼滤布 液由总管入板滤布滤饼滤布 板 板排出 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 优点： 结构简单， 制造容易， 设备紧凑， 优点 ： 结构简单 ， 制造容易 ， 设备紧凑 ， 过滤面 积大而占地小， 操作压强高， 滤饼含水少， 积大而占地小 ， 操作压强高 ， 滤饼含水少 ， 对 愓 缺点： 缺点： 强 大， 强 大， 操作， 操作，
9、松 （2）主要优缺点 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 转鼓（ 二、转鼓（筒）真空过滤机 （1）结构与工作原理 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 工作过程 当浸入滤浆中时，对应滤布对应管 对应管转动 当浸入滤浆中时，对应滤布 对应管 转动 盘孔凹槽 凹槽2 滤液真空管 滤液通道 盘孔 凹槽2 滤液真空管 滤液通道 滤液通道 过滤 当位于水喷头下，对应滤饼、滤布对应 当位于水喷头下，对应滤饼、滤布 对应 转动盘孔凹槽 管转动盘孔 凹槽1 洗水真空管 洗 转动盘孔 凹槽1 洗水真空管 洗 水通道洗 水通道 洗
10、管凹槽 转动盘孔 管 凹槽 转动盘孔 对应管 滤 转动盘孔 对应管滤 通道 布滤饼 滤饼 空 通道 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 优点： 能连续自动操作， 省人力， 优点 ： 能连续自动操作 ， 省人力 ， 生产能力 大，适用于处理易含过滤颗粒的浓悬浮液。 适用于处理易含过滤颗粒的浓悬浮液。 缺点： 缺点： 大。 大。过滤 液。 动力 ， ， 用 易过滤 ，过滤 的悬浮 主要优缺点： （2）主要优缺点： 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 第三节 沉降： 沉降： 沉 降 在外力作用下使颗粒相对于流体 运动而实现分离的过程。 运动而实现分离的过程。 重力沉降
11、： 沉降操作的外力是重力。 重力沉降： 沉降操作的外力是重力。 重力沉降 适用于分离较大的固体颗粒。 适用于分离较大的固体颗粒。 ?离心沉降： 沉降操作的外力是惯性离心力。 离心沉降： 沉降操作的外力是惯性离心力。 离心沉降 适于分离两相密度差较小， 适于分离两相密度差较小，颗粒粒度较细的 非均相物系。 非均相物系。 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 一、重力沉降 重力沉降 1自由沉降和沉降速度 (1)球形颗粒的自由沉降速度 (1)球形颗粒的自由沉降速度 ? 自由沉降：颗粒不受其他颗粒的干扰及器壁的 自由沉降： 影响，在静止的流体中的沉降过程。 影响，在静止的流体中的沉降过程
12、。 ?在自由沉降沉降过程中， 在自由沉降沉降过程中， 在自由沉降沉降过程中 颗粒受到三个力的作用： 颗粒受到三个力的作用： 重力F 浮力F 重力Fg 、浮力Fb 阻力F 阻力Fd 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 重力F 浮力F 和阻力F 分别为: 重力Fg、浮力Fb和阻力Fd分别为: Fg = 6 ds s g 3 Fb = 6 ds g 3 Fd = A u 2 2 重力、浮力的大小一定； u，阻力 ，加速度 重力、浮力的大小一定； 阻力 重力 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 ?此时颗粒做匀速沉降，其速度也是最大沉降速度 此时颗粒做匀速沉降， 此时颗粒
13、做匀速沉降 Fg ? Fb ? Fd = ma 重力、浮力、阻力三者达到平衡， 重力、浮力、阻力三者达到平衡，加速度为零 Fg ? Fb ? Fd = 0 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 ?湍流区： 湍流区： 湍流区 沉降速度u 为 沉降速度 t:为 4ds g(s ? ) ut = 3 阻力系数一般由实验测定 ： 24 , ?层流区 ： = 层流区 Ret 过渡区： 过渡区： 过渡区 10 4 Ret 1 3 = 18.5 Ret , 0.6 1 Ret 10 3 = 0.44 10 Ret 210 5 化 工 系 化 工 原 理 丁 春 燕 阻力系数与Re 阻力系数与
14、t 关系图 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 整理可得各区域的沉降速度公式为： 整理可得各区域的沉降速度公式为： 各区域的沉降速度公式为 层流区 ： ds (s ? ) ut = 18 2 过渡区： 过渡区： ut = 0.27 ds (s ? )g Ret 0.6 湍流区： 湍流区： ut = 1.74 ds (s ? )g 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁 春 燕 球形或近球形颗粒的沉降速度大于同体积非球 形颗粒的沉降速度。 形颗粒的沉降速度。 颗粒在沉降方向的投影面积A越大， 颗粒在沉降方向的投影面积A越大，沉降阻力 越大，沉降速度越慢。 越大，沉降速度越慢。 （2）非球形颗粒的自由沉降速度 ） 化 工 系 化 工 原 理 教 研 室 丁
