机械分离法
机械分离过程
分离工程
絮凝过程及机理 高 分 絮 凝
子
架 桥 作 用
过
程 模 型
分离工程
絮凝剂的种类和性质
絮凝剂为有一定线性长度的高分子有机聚合物。 种类很多，按来源可分为天然的和人工合成的两大 类。 天然高分子絮凝剂主要有：淀粉、丹宁、纤维
素、动物胶和白明胶等，可经过化学改性适应不同
的需要。 一般说来，天然高分子絮凝剂价格低廉但分子 量较低和不稳定，用量大，使用时效果不佳。 大多数工业应用中，使用人工合成的高分子絮
分离工程 非均相混合物中颗粒的实际沉降过程
沉降实验
分离工程
影响沉降分离的因素 重力沉降分离的依据是分散相和连续相之 间的密度差，其分离效果与分离相颗粒的大小、 形状、浓度、连续相的粘度、凝聚剂和絮凝剂 种类及用量、沉降面积以及物料在沉降槽中的 停留时间等因素有关。
分离工程
分离工程
重力沉降设备 重力沉降设备称为沉降槽、浓缩机、澄清 器、隔油池等。分为间歇式和连续式两大类。 1905年道尔公司发明了第一台耙式浓缩机， 此后，重力沉降设备发展迅速。目前的发展方
分离工程
3.2絮凝
絮凝是通过高分子聚合物（即絮凝剂－通常为含有极性
官能团的聚合物）在分子上吸附多个微粒的架桥作用而使多 个微粒形成絮团。 絮凝剂在水溶液中具有伸展性、可挠性。伸展性是指具 有一定的伸展长度，可以在颗粒间架桥，将微粒桥联起来，
故最有效的絮凝剂为水溶性的高分子量聚合物；可挠性是指
絮凝具有一定的强度能经受一定程度的剪功而不破碎。 相对凝聚而言，絮凝产生的聚集物要大的多（有时凝聚 的絮团也能被絮凝）。絮凝体的特点是粒度粗、疏松、强度 较大，但破碎后一般不成团，即絮凝过程不可逆。
很多含碳物质及金属细粉与空气形成爆炸物，必须除去这 些物质以消除爆炸的隐患。
机械分离
机械分离通常用等体积当量直径作为颗粒的当量直径体积相同的各种形状的颗粒，球形颗粒的表面积（比表面积）最小，与球形差别愈大，颗粒的表面积愈大。
因此，可用球形度的大小来表示颗粒的形状，对于球体，球形度为1；颗粒与球体的差别愈大，球形度愈小。
形状不规则颗粒可通过颗粒的当量直径和颗粒形状系数来表征。
安息角：将粉尘自然地堆放在水平面上，堆积成圆锥体的锥底角称为粉尘安息角。
安息角也称休止角、堆积角，PTA一般为35°-55°。
将粉尘置于光滑的平板上，使此平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度，为粉尘滑动角，一般为30°-40°（PTA 为30°~ 35°）。
粉尘安息角和滑动角是评价粉尘流动特性的一个重要指标。
它们与粉尘粒径、含水率、尘粒形状、尘粒表面光滑程度、粉尘粘附性等因素有关，是设计除尘器灰斗或料仓锥度、除尘管道或输灰管道斜度的主要依据。
各向同性的床层有一个重要特点：床层横截面上可供流体通过的空隙面积（即自由截面）与床层截面之比在数字上等于空隙率。
粉尘密度有堆积密度和真密度之分。
自然堆积状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘堆积密度(或称容积密度)。
密实状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘真密度(或称尘粒密度)。
堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量。
物料的堆积密度可分为松散堆积密度和振实堆积密度。
其中，松散堆积密度包括颗粒内外孔隙及颗粒间空隙的松散颗粒堆积体的平均密度，用处于自然堆积状态的未经振实的颗粒物料的总质量除以堆积物料的总体积求得。
振实堆积密度不包括颗粒内外孔及颗粒间空隙，它是经振实后的颗粒堆积体的平均密度。
堆积密度的单位为：g/cm3 或kg/m3，可见，堆积密度越大的物质颗粒是越大的。
空隙率(ε)：单位体积中所含空隙体积公式：Vb：整体体积 Vp ：单一颗粒的体积Pp：物料单体一个颗粒的密度 Pb：物料堆积密度E = 空隙体积/整体体积范例：砂的粒子密度为2.6×10３Kg/m３，但2.6×10３Kg的砂堆积后的体积为2.0 m３，求空隙度？解：粉尘湿润性：粉尘粒子被水(或其它液体)湿润的难易程度称为粉尘湿润性。
机械分离的操作方法有几种
机械分离的操作方法有几种机械分离是指通过机械力的作用将混合物中的不同组分分离开来，广泛应用于各个领域，如化工、制药、食品等。
机械分离的操作方法主要有离心分离、过滤、沉淀、蒸发、脱水、干燥等。
离心分离是机械分离中常用的方法之一。
离心分离利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。
该方法适用于具有不同密度的组分，如固体颗粒与液体的分离、液体与液体之间的分离等。
离心分离通过将混合物置于高速旋转的离心机中，利用离心力将固体颗粒或液体从混合物中分离出来。
在离心过程中，固体颗粒和液体会按照密度的不同，在离心机的离心管中分层，达到分离的目的。
过滤是机械分离中常用的方法之一。
过滤利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来，使液体通过而过滤介质则将固体留在过滤介质上。
过滤通常用于分离固液混合物，如悬浊液、浆料等。
过滤器是过滤操作中常用的设备，过滤器可以根据不同的过滤介质和操作条件进行选择。
常见的过滤器有压力过滤器、真空过滤器、筛分过滤器等。
过滤操作可以用于固液分离、固气分离、液体之间的分离等。
沉淀是机械分离中常用的方法之一。
沉淀是指将固体颗粒或浮游物沉降到液体底部形成沉淀物的过程。
沉淀方法通常适用于混合物中的悬浮液或悬浮颗粒的分离。
常见的沉淀方法有自然沉淀、浓缩沉淀、沉淀剂法等。
自然沉淀是指将混合物静置一段时间，使固体颗粒在重力的作用下沉降到液体底部。
浓缩沉淀是通过加入沉淀剂，使混合物中的固体颗粒与沉淀剂结合，从而加速沉淀速度。
沉淀剂常用的有氢氧化钙、硫酸铝、硫化氢等。
蒸发是机械分离中常用的方法之一。
蒸发是指将液体沸腾转化为气体，达到分离目的的过程。
蒸发适用于分离混合物中不同的液态组分。
操作时，将混合物加热至其中某个组分的沸点以上，使其蒸发为气体，然后通过冷凝器将气体转化为液体。
常见的蒸发方式有自发蒸发、真空蒸发、蒸发结晶等。
自发蒸发是指将混合液料放置在通风良好的容器中，通过自然蒸发实现分离。
真空蒸发是指在低压条件下进行蒸发操作，可以降低液体的沸点，提高蒸发速率。
机器单采血小板的原理
机器单采血小板的原理
机器单采血小板的原理主要有两种方式：机械分离法和光学分离法。
1. 机械分离法：
机械分离法是通过离心作用将血液中的红细胞、血小板和血浆等不同成分分离。
这种方法利用机器中的离心器将全血分离成不同层次的组分。
短暂的高速旋转使得比重不同的成分分层，然后通过分层剂将血小板分离出来。
由于血小板的比重较高，它们会沉积在更重的凝血层中，然后通过一个吸引装置将血小板吸出。
2. 光学分离法：
光学分离法利用机器中的光学分析仪，通过光学信号的强度和颜色来判断血液中的不同成分。
这种方法依靠血液中不同成分对光的吸收和散射的差异来区分它们。
通过设定合适的光源和光探测器，机器可以将血小板和其他成分分开。
光学分离法具有非接触式、快速、高效的特点，对血液中的成分分离准确度较高。
无论采用哪种原理，机器单采血小板能够在短时间内将血液中的血小板有效分离出来，从而满足一些特定的临床需求，如输注血小板、病毒筛查和血小板功能检测等。
第三章-机械分离(习题课)
解： （1）过滤时间：
过滤面积：A = 38×2×0.812 = 49.86 m2
框内全部充满滤渣，滤饼体积：
?
Vc A 0.025 49.86 0.025 1.2465(m2 )
Vc 0.812 0.025 38 0.6233(m3)
q Vc 0.1563(m3 / m2 ) vA
Ve 0.625(m3)
V 2 2V Ve KA2
1.52
21.5 0.625 5103 12
825(s)
525(s)
2020/7/11
7、一小型板框压滤机有框10块，长宽各为0.2 m，在2at（表 压）下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160 l，每次洗 涤与装卸时间为1 hr，若介质阻力可忽略不计。求：
则过滤速率为原来的
1/2
。
28、对恒压过滤，当过滤面积增大一倍时，如滤饼不可压缩
，则过滤速率增大为原来的 4
倍。对恒压过滤，当过
滤面积增大一倍时，如滤饼可压缩，则过滤速率增大为原来
的 4 倍。
29、转鼓沉浸度是
与
的比值。
转鼓浸沉的表面积 转鼓的总表面积
2020/7/11
30、按Ф＝Ap/A定义的球形度（此处下标p代表球形粒子），最 大值为 1。 Ф越小则颗粒形状与球形相差越 。大
24、一个过滤操作周期中，过滤时间有一个 最适宜值。
25、一个过滤操作周期中，最适宜的过滤时间指的是此时过
滤机生产能力 最大
。
2020/7/11
26、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的
1 次方，对
可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的 1－s 次方。
27、对恒压过滤，介质阻力可以忽略时，过滤量增大一倍，
化工原理机械分离习题答案
化工原理机械分离习题答案化工原理机械分离习题答案在化工工程中，机械分离是一种常用的方法，用于将物料中的不同组分分离出来。
这种分离方法广泛应用于石油化工、化学工程、生物工程等领域。
本文将针对一些常见的机械分离习题进行解答，帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。
1. 问题：一台离心机的转速为1500 rpm，离心机的半径为0.3 m。
求离心加速度是多少？解答：离心加速度的计算公式为a = ω^2 * r，其中 a 表示离心加速度，ω 表示角速度，r 表示半径。
将已知数据代入公式中，得到 a = (1500 rpm)^2 * 0.3 m = 1.41 * 10^5 m/s^2。
2. 问题：一台离心机的离心加速度为1.2 * 10^5 m/s^2，离心机的半径为0.25 m。
求离心机的转速是多少？解答：离心加速度的计算公式为a = ω^2 * r，将已知数据代入公式中，得到1.2 * 10^5 = ω^2 * 0.25，解得ω = 245.1 rpm。
3. 问题：一台离心机的分离因子为1000，离心机的半径为0.4 m。
求离心机的转速是多少？解答：分离因子的计算公式为R = ω^2 * r / g，其中 R 表示分离因子，ω 表示角速度，r 表示半径，g 表示重力加速度。
将已知数据代入公式中，得到 1000 = ω^2 * 0.4 / 9.8，解得ω = 14.14 rad/s。
将角速度转换为转速，得到 14.14 * 60 / (2π) = 135.4 rpm。
4. 问题：一台离心机的转速为1200 rpm，离心机的半径为0.35 m。
求离心机的分离因子是多少？解答：分离因子的计算公式为R = ω^2 * r / g，将已知数据代入公式中，得到R = (1200 rpm)^2 * 0.35 / 9.8 = 1.71 * 10^4。
除了以上习题的解答，我们还可以进一步探讨机械分离的应用。
机械分离在化工工程中有着广泛的应用，其中一个重要的应用领域是固液分离。
化工原理上册 第3章 流体相对颗粒(床层)的流动及机械分离
τm
AP
(a)
(b)
(c)
图3-5 物体的不同形状和位向对曳力的影响 （a）-平板平行于流向；（b）-平板垂直于流向；（c）-流线型物体
水平方向，颗粒所受曳力：
颗粒微元： dFD p cosdA w sindA
总曳力：FD p cosdA w sindA
A
A
Pcosa dA PdA
τwdA
aB
A VB
V
A a(1 ) (1 )
aB a
3.3 流体和颗粒的相对运动
流体和颗粒相对运动的情况：
① 颗粒静止，流体绕过颗粒流动； ② 流体静止，颗粒流动； ③ 颗粒和流体都运动，维持一定相对速度。
3.3.1 流体绕过颗粒的流动
(1) 曳力 阻力：颗粒对流体的作用力 曳力：流体对颗粒的作用力
② 非球形颗粒的曳力系数 计算方法： ◇ 近似用球形颗粒公式，ds→da 或 dv ◇ 实测ξ-Rep 关系（书P168 图3.3.2）
3.3.2 颗粒在流体中的流动
(1) 颗粒在力场中的受力分析
Fb
① 质量力 Fe mae Vs sae
②
浮力
Fb
m
s
ae
Vs ae
③
曳力
FD
AP
1 2
u 2
1
)3
( 6dV2 / a )1/3 ( 6dV2 )1/3
a
因此， dV
6
a
2）等比表面积当量直径 da 指：与非球形颗粒比表面积相等的球形颗粒的直径
a
as
d
2 s
6
d
3 s
6/ ds
da
因此，da 6 / a
第三章 非均相物系的机械分离
右管通道
左管通道
链接动画
3、横穿洗涤过程(板框过滤机)： 洗涤液由总管入板 滤布 滤饼 滤布 非洗涤板 排出 洗涤面=(1/2)过滤面积 洗涤速率= ¼最终过滤速率
4、置换洗涤过程（叶滤机）： 洗涤液行程与滤液相同。洗涤面=过滤面
说明 间歇操作——过滤、洗涤、卸渣、整理、装合
（各过程在同一地点、不同时间进行）
第三章 非均相物系的机械分离
重点：过滤和沉降的基本理论、基本方程 难点：过滤基本方程的应用、过滤设备
第1节 第2节 第3节 第4节
概述 过滤 沉降 离心
第1节 概述
自然界的混合物分为两大类：
➢均相物系(honogeneous system): 均相混合物。物系内部各
处均匀且无相界面。如溶液和混合气体都是均相物系。
➢连续相： 分散介质。包围着分散物质而处于连续状 态的流体。
➢非均相物系的分离原理： 根据两相物理性质(如密度等)的不同而进行的分离。
➢非均相物系分离的理论基础： 要实现分离，必须使分散相和连续相之间发生相对
运动。因此，非均相物系的分离操作遵循流体力学的 基本规律。
➢非均相物系的分离方法：
由于非均相物的两相间的密度、颗粒直径等物理特 性差异较大，因此常采用机械方法进行分离。按两相 运动方式的不同，机械分离大致分为过滤、沉降、离 心、压榨几种操作。
②当位于水喷头下，对应滤饼、滤布—对应管—转动盘 孔—凹槽1 —洗水真空管 —洗水通道—洗涤
③吹气管—凹槽3—转动盘孔— 对应管—滤布—滤饼 —压 缩空气通道—吹松④ 遇到 Nhomakorabea刀 —卸渣
⑤两凹槽之间的空白处：没有通道 ——停工—两区不 致串通
说明 连续操作——过滤、洗涤、卸渣同时进行
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
结合水分；
再用加热干燥法除去残留的部分水分(包
括非结合水分和结合水分)。
二、干燥方法分类：
传导干燥
对流干燥 辐射干燥 介电加热干燥
化工生产中最常用的是对流干燥
传导干燥
热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿 分蒸气被气相（又称干燥介质）带走，或用真空泵 排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。
干燥方法分类：
传导干燥
对流干燥 辐射干燥 介电加热干燥
化工生产中最常用的是对流干燥
对流干燥
热能以对流方式加入物料，产生的蒸气被干燥介质所带走。
干燥方法分类：
传导干燥
对流干燥 辐射干燥 介电加热干燥
化工生产中最常用的是对流干燥
辐射干燥
由辐射器产生的辐射能以电磁波形 式达到物料表面，为物料所吸收而重新 变为热能，从而使湿分汽化。例如用红 外线干燥法将自行车表面油漆干燥。
传热过程
传质过程
干燥过程推动力：
传质过程
传质推动力：物料表面水分压P表水 > 热空气中的水分压P空水 传热推动力：热空气的温度t空气 >物料表面的温度t物表
1、干燥介质： 用来传递热量（载热体）和湿分（载湿 体）的物料。
2、条件： 物料表面的湿份分压pi高于气流主体，湿份蒸汽 在此分压差的作用下由物料表面向气流主体扩散， 并被气流带走 。
常见的(除湿)干燥方法:
机械分离法
吸附脱水法 干燥法
吸附脱水法：
是利用吸湿剂除去气体、液体和固体物
料中少量的水分。
由于吸湿剂的除湿能力有限，仅用于除
去物料中的微量水分，
在生产中应用较少。
常见的(除湿)干燥方法:
机械分离法
吸附脱水法 干燥法
干燥法－－常用的干燥方法：
借助热能加热物料、气化物料中的水分。 物料经过加热干燥，能够除去物料中的结
合水分
达到工艺上所要求的含水量
[洗衣粉干燥生产案例] 热风炉提供280-430摄氏度热空 气通过管路进入喷雾干燥塔的底 部，由各热风口均匀进入喷雾干 燥塔内。洗衣粉浆料由高压泵从 料浆槽送至塔顶盆腔环路，经喷 雾枪喷嘴进入喷雾干燥器。
工业生产中：
对固体物料的干燥，一般是： 先用机械除湿法，除去物料中大量的非
在线测试题
5、家庭用的微波炉属于（ ）干燥设备。 A、传导 B、介电加热 C、辐射 D、对流 6、去湿的方法有： (1) (2) (3) 7、干燥的特点及干燥条件分别是： 干燥特点： 干燥过程进行的条件是：
再
见
干燥方法分类：
传导干燥
对流干燥 辐射干燥 介电加热干燥
化工生产中最常用的是对流干燥
介电加热干燥
将需要干燥的电解质物料置于高频电场 中，电能在潮湿的电介质中转变为热能，例如 微波干燥食品。
化工生产中最常用的是对流干燥
废气 预热器 空气 干燥器 干燥产品
湿物料
对流干燥流程示意图（并流、连续）
讨论
小结
1、列举干燥类型； 2、推断对流干燥过程的必要条件，论述对流 干燥的原理。
作业
一、书面作业 A类作业：结合生产生活实例，说明干燥的原 理； B类作业：结合生产生活实例，推断对流干燥 过程的必要条件，论述对流干燥的原理。
在线测试题
1、干燥过程既是传热过程又是传质过程。（ ） 2、干燥过程的推动力：物料表面的水蒸气大于 空气中的水汽分压。（ ） 3、干燥的目的是将湿物料中的水分降至规定的 指标以上。（ ） 4、洗衣机脱水属于（ ）。 A、化学除湿法 B、热能除湿法 C、机械去湿法 D、干燥
食品包装袋中的干燥剂； 太阳底下晒衣服； 用手拧干洗脸毛巾。
常见的(除湿)干燥方法:
机械分离法
吸附脱水法 干燥法
机械分离法:
用压榨机对湿物料加压，将其中一部分水
分挤出。
除去的水分量主要决定于施加压力的大小;
一般为5％ 一0％ 左右。离心机 、各种 类型的过滤机；
机械分离法只能除去物料中部分自由水分
为何产品在喷雾干燥器内能 除去湿分，达到要求含水量？
对流干燥过程原理
气体 ----- 固体物料传热，使湿 份汽化；
此过程与温度关系?
H
t
ti pi q
W
p
湿份由物料表面向气流主体扩 散，并被气流带走。
干燥是热、质同时传递的过程
对流干燥过程实质
干燥过程 热空 气流 过湿 物料 表面 热量 传递 到湿 物料 表面 湿物 料表 面水 分汽 化并 被带 走 表面 与内 部出 现水 分浓 度差 内部 水分 扩散 到表 面
项目七 干燥
------干燥概论
干燥目的 将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）——去湿。
固态产品\半成品 -----过多的水分\有机溶剂 -----需要除去
脱水蔬菜、颗粒饲料、味精、鸡精、椰蓉、有机颜料、 合成橡胶、丙稀纤维、药品、药材、小木制品、塑 料制品、电子元器件老化、固化等。
[生活实例]