第三章机械分离
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第三章分离机械与设备
第三章分离机械与设备
第一节 压榨机
一、概念 ➢ 压榨：通过机械压力将液相从液固两相混合物中分
离的操作称为压榨。
1. 压榨操作的特点 • 压榨是通过机械压缩力将液相从液固两相混合物中分 离出来的一种单元操作，在压榨过程中液相流出而固相截留 在压榨面之间。与过滤不同的是，压榨的压力是由于压榨面 的移动而不是由于物料泵送到一个固定的空间而施加的。
分离的方法
✓ 吸附（根据吸附势的差别）； ✓ 离子交换（用离子交换树脂）； ✓ 等电位聚焦（根据等电位pH的差别）； ✓ 气体交换、热扩散、渗析、超滤、反渗透等（根据扩散
速率差）
第三章分离机械与设备
分离的方法
2.机械分离方法
过滤、压榨（根据截流性或流动性）； 沉降（根据密度或粒度差）。沉降分离可分为重力沉降和
长度方向（从进料口向出料口方向）随着螺杆内径增大 而螺距减小。 l 螺杆的这种结构特点，使得螺旋槽容积逐渐缩小，其缩 小程度用压缩比来表示。压缩比是指进料端第一个螺旋 槽的容积与最后一个螺旋槽容积之比 。如国产GT6GS螺 旋连续榨汁机的压缩比为1:20。
第三章分离机械与设备
•② 螺距
• 改变螺杆的螺距大小对一定直径的螺旋来说就是改变 螺旋升角大小。螺距小则物料受到的轴向分力增加，径向分 力减小，有利于物料的推进。 •（2）圆筒筛 • 一般由不锈钢板钻孔后卷成，为了便于清洗及维修， 通常做成上、下两半，用螺钉连接安装在机壳上。圆筛孔径 一般为0.3~0.8 mm，开孔率既要考虑榨汁的要求，又要考 虑筛体强度。螺杆挤压产生的压力可达1.2 MPa以上，筛筒 的强度应能承受这个压力。
它由四根直立钢柱做成坚固的压榨
支架，上有顶板下有底板，中间夹
有 10~16 块 压 榨 板 ， 距 离 75~25
第一节 压榨机
一、概念 ➢ 压榨：通过机械压力将液相从液固两相混合物中分
离的操作称为压榨。
1. 压榨操作的特点 • 压榨是通过机械压缩力将液相从液固两相混合物中分 离出来的一种单元操作，在压榨过程中液相流出而固相截留 在压榨面之间。与过滤不同的是，压榨的压力是由于压榨面 的移动而不是由于物料泵送到一个固定的空间而施加的。
分离的方法
✓ 吸附（根据吸附势的差别）； ✓ 离子交换（用离子交换树脂）； ✓ 等电位聚焦（根据等电位pH的差别）； ✓ 气体交换、热扩散、渗析、超滤、反渗透等（根据扩散
速率差）
第三章分离机械与设备
分离的方法
2.机械分离方法
过滤、压榨（根据截流性或流动性）； 沉降（根据密度或粒度差）。沉降分离可分为重力沉降和
长度方向（从进料口向出料口方向）随着螺杆内径增大 而螺距减小。 l 螺杆的这种结构特点，使得螺旋槽容积逐渐缩小，其缩 小程度用压缩比来表示。压缩比是指进料端第一个螺旋 槽的容积与最后一个螺旋槽容积之比 。如国产GT6GS螺 旋连续榨汁机的压缩比为1:20。
第三章分离机械与设备
•② 螺距
• 改变螺杆的螺距大小对一定直径的螺旋来说就是改变 螺旋升角大小。螺距小则物料受到的轴向分力增加，径向分 力减小，有利于物料的推进。 •（2）圆筒筛 • 一般由不锈钢板钻孔后卷成，为了便于清洗及维修， 通常做成上、下两半，用螺钉连接安装在机壳上。圆筛孔径 一般为0.3~0.8 mm，开孔率既要考虑榨汁的要求，又要考 虑筛体强度。螺杆挤压产生的压力可达1.2 MPa以上，筛筒 的强度应能承受这个压力。
它由四根直立钢柱做成坚固的压榨
支架，上有顶板下有底板，中间夹
有 10~16 块 压 榨 板 ， 距 离 75~25
3第三章机械分离剖析
重力沉降 沉降分离 离心沉降 重力过滤 加压过滤 过滤分离 真空过滤 离心过滤
工业上分离混合物的目的是： ①作为生产的主要阶段。如从淀粉液制取淀粉，从牛奶制取奶油和脱脂奶，将 晶体与母液分离制取纯净晶体食品等。 ②提高制品纯度。如牛奶的除杂净化和啤酒的过滤净化除去微粒固体等。 ③回收有价值物质。如从含微粒固体的气溶胶中分离出奶粉。
100≤ Reb ≤ 420, 湍流, 形体阻力占绝对主导, 等式右边第一项可忽略; 【例题3-1】颗粒及床层特性公式应用；床层压降计算。
§3 机械分离及固体流态化
§ 3.3 沉降过程
3.3.1 重力沉降
阻力Fd
浮力Fb
一. 沉降速度
A. 球形颗粒的自由沉降 颗粒在流体中的受力
重力 Fg 浮力 Fb
§3.2.3 固定床流动阻力
3.2.3 固定床流动阻力——康采尼模型
固定床层颗粒间形成的可供流体通过的通道细小、曲折且相互交联, 非常 复杂, 流体流过这些通道的流动阻力(压降)很难计算, 必须作适当的假设, 并在此基础上建立数学模型——康采尼模型就是其中较成功的一个模型。
1. 平行细管模型 将床层内的复杂通道假设成为长度为L(床层 高度)、当量直径为deb 的平行细管，并且假定： 流体 L deb
1) 细管的全部流动空间等于床层的空隙体积； 2) 细管的侧表面积等于床层的表面积。
设床层体积为Vb，
细管的体积 床层的空隙体积 Vb
细管的侧表面积 床层的表面积 Vbab Vb (1 )a
细管的当量直径 d eb d eb 4细管截面积 4细管截面积 L 4细管体积 4 细管湿周长 细管湿周长 L 细管侧表面积 (1 )a
化工原理 第三章 机械分离与固体流态化
第三章 机械分离与固体流态化
• 3.1 过 滤
• 3.2 沉
降
• 3.3 固体流态化
3.1 过
• • • • •
滤
3.1.1 概述 3.1.2 过滤基本方程 3.1.3 过滤常数的测定 3.1.4 滤饼洗涤 3.1.5 过滤设备及过滤计算
3.1.1 概 述
• 滤饼过滤其基本原理是在外力（重力、压力、离心 力）作用下，使悬浮液中的液体通过多孔性介质，而 固体颗粒被截留，从而使液、固两相得以分离，如图 3-1所示。
3.1.5 过滤设备及过滤计算
• 对叶滤机，洗涤速率则为：
2 LA d V d V d V KA w d L A d d V V w w e w e e 2
综合板框压滤机、叶滤机，洗涤速率可统一写成：
而过滤时间
V 2 2VV e
2 KA
将、w表达式代入式3-6得：
2 KA V Q 2 2 2 V 2 VV b V VV KA e e D
将上式对V求导数，得：
2 2 2 2 KA KA V bV d Q D 2 2 2 2 d VV 2 VV b V VV KA e e D
常用的助滤剂有：硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉等。
3.1.2 过滤基本方程
L u1 u u le
图3-3
流 体 在 滤 饼 中 流 动 的 简 化 模 型
• 将孔道视为长度均为le的一组平行细管，流体 在细管中的平均流速u1，同时考虑到滤饼较薄， 广义压力降可近似用压力降代替，则：
p1 2 u1 de 32le
• 3.1 过 滤
• 3.2 沉
降
• 3.3 固体流态化
3.1 过
• • • • •
滤
3.1.1 概述 3.1.2 过滤基本方程 3.1.3 过滤常数的测定 3.1.4 滤饼洗涤 3.1.5 过滤设备及过滤计算
3.1.1 概 述
• 滤饼过滤其基本原理是在外力（重力、压力、离心 力）作用下，使悬浮液中的液体通过多孔性介质，而 固体颗粒被截留，从而使液、固两相得以分离，如图 3-1所示。
3.1.5 过滤设备及过滤计算
• 对叶滤机，洗涤速率则为：
2 LA d V d V d V KA w d L A d d V V w w e w e e 2
综合板框压滤机、叶滤机，洗涤速率可统一写成：
而过滤时间
V 2 2VV e
2 KA
将、w表达式代入式3-6得：
2 KA V Q 2 2 2 V 2 VV b V VV KA e e D
将上式对V求导数，得：
2 2 2 2 KA KA V bV d Q D 2 2 2 2 d VV 2 VV b V VV KA e e D
常用的助滤剂有：硅藻土、纤维粉末、活性炭、石棉等。
3.1.2 过滤基本方程
L u1 u u le
图3-3
流 体 在 滤 饼 中 流 动 的 简 化 模 型
• 将孔道视为长度均为le的一组平行细管，流体 在细管中的平均流速u1，同时考虑到滤饼较薄， 广义压力降可近似用压力降代替，则：
p1 2 u1 de 32le
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
第三章机械分离与固体流态化-44页PPT资料
(pc)
L
22
二、过滤速率
过滤速度 单位时间通过单位过滤面积的滤液体积，单位为m/s。
uA ddV5a2(13)2
(pc)
L
过滤速率 单位时间获得的滤液体积，单位为m3/s。
dV 3 (Apc) d 5a2(1)2 L
23
三、滤饼阻力
滤饼的比阻
r 5a2(1)2 3
42
指向中心 指向中心
6d3su R T2 6d3u R T2 4d2u 2 r20
ur
4d(s ) uT2 3 R
14
二、旋风分离器的操作原理
15
16
三、旋风分离器的性能
1、临界粒径 2、分离效率 3、压强降
0
C1 C2 C1
四、旋液分离器
17
一、过滤方式 饼层过滤
第三节 过滤
3-3-1 过滤操作基本概念
深床过滤
18
二、过滤介质 • 织物介质：棉、麻、丝、毛 • 堆积介质：砂、木炭、石棉、硅藻土 • 多孔固体介质；多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金属
三、滤饼的压缩性和助滤剂 不可压缩滤饼: CaCO3 可压缩滤饼: 胶体物质
助滤剂：渗透性，低流动阻力，化学稳定性，不可压缩性
prvR2urvRque
pab
30
3-3-5 过滤常数的测定
一、恒压下K、qe、Өe的测定
(qqe)2K(e)
2(qqe)dq Kd
d 2 2
dq
KqKqe
q
K2 qK2 qe
31
二、压缩性指数s的测定
先在若干不同的压强差下对指定物料进行实验，求得 若干过滤压强差下的K值，然后对K-Δp数据加以处理， 即可求得s值。
[理学]4第三章 机械分离-精品文档
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第三章机械分离总学时：5【学习要求】通过本章的学习能掌握流体与粒子相对运动的基本概念和原理，理解沉降和过滤单元操作的原理；掌握沉降和过滤过程及设备的计算。
举例：结晶的方法提纯产品，需要将晶体与母液分离；用溶剂萃取的方法从天然产物中提取生物活性物质，需要将溶液与固体杂质分离。
第一节 流体与粒子的相对运动【考核知识点和考核要求】了解：曳力和曳力系数；当量直径；形态系数；流体通过固定床的流动 理解：颗粒的自由沉降和沉降速度 掌握：沉降速度计算【本节课时分配】2节【具体讲授内容】 一、颗粒在流体中运动（一）曳力和曳力系数（了解）曳力：流体与分散于其中的固体颗粒之间有相对运动时，将产生相互作用的作用力，流体对颗粒表面施加的力称为曳力。
范宁摩擦因子f 将流体流经管壁面时所受到的壁面剪应力s τ与流体的动量通量2u ρ直接关联。
22u fs ρτ=（单位体积）流体与分散于其中的固体颗粒之间的相对运动也可参照上述公式。
考虑到颗粒表面的复杂性，不用剪应力s τ而用颗粒总曳力d F 代替，将p A 定义为颗粒在流体流动方向上的投影面积，用曳力系数D C 代替范宁摩擦因子f 。
u ——流体与颗粒的相对速度，m/s ）上式曳力系数D C 是颗粒雷诺数p Re 的函数，p Re 的定义为：p Re =μρu d p （p d ——颗粒直径）曳力系数D C 是颗粒雷诺数p Re 见下图。
（其中1代表球形颗粒，1=A ϕ）该曲线分为四个区域，每个区域可用相应的公式表示。
（1）1Re 104＜＜p -，为层流区：pD C Re 24=（2）1000Re 1＜＜p ，为过渡区：6.0Re 5.18pD C =（3）5102Re 1000⨯＜＜p ，为湍流区：44.0≈D C（4）5102Re ⨯＞p ，为湍流边界层区。
曳力系数下降呈不规则的变化，D C 大约保持在0.1。
（二）颗粒的自由沉降与沉降速度（理解，掌握）球形颗粒在流体中的受力有： 向下的重力：63gd g V F p p p g ρπρ==（p d 颗粒直径；p ρ颗粒密度）向上的浮力：63gd g V F p b ρπρ==（ρ流体的密度）向上的曳力：2422u d C F pDD ρπ=分析：颗粒所受的重力和浮力均与流速无关，但曳力与流速有关。
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
第三章机械分离
解：降尘室能完全除去的最小颗粒的沉降速度为：
生产能力 :Vs ut • A底
ut
Vs bl
25000 / 3600 25
0.694m s 1
假定沉降在层流区:
ut
d 2(s )g 18
d 18 3105 0.694＝9.21105 m 4500 9.81
校核:
Ret
d
ut
9.21105 0.694 3 10 5
粒级效率：每一种颗粒被分离出来的百分率。
P158 图3-9可 d p dc的颗粒，粒级效率均为100%；
查粒级效率
dp
d
的颗粒，粒级效率均
c
100%
压降：小好，一般在 5002000Pa 左右
p ui2
2
8
第三章 流体输送机械
3.3、影响沉降的因素
❖ 干扰沉降
由于干扰作用，实际沉降速度 小于自由沉降速度。
颗粒在降尘室中的运动
降尘室生产能力:
V u • (B H ) ut • (L B) ut • A
能够满足 100%除去某粒度颗粒时的气体处理量-----生产能力
可见：降尘室生产能力与底面积、沉降速度有关， 而与降尘室高度无关
第三章 流体输送机械
生产能力:Vs ut • A底
思考：如何提高生产能力？
水平 挡板
耙
稠浆 连续式沉降槽
清液溢流 清液
第三章 流体输送机械
3.2、离心沉降
3.2.1 离心沉降速度
重力Fc=mg 浮力 Fb 阻力 FD
离心力Fc ma c
向心力 Fb 阻力 FD
区别：
▪ 重力加速度(g)为常数
▪ 离心加速度
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△p1 △p2
即过滤速度
u 表观速度
第三章 流体输送机械
设每获得单位体积滤液时，
被截留在过滤介质上的滤饼体积
为υ（m3滤饼/m3滤液），则
LA
V
p
u rL Le
L V
A
Le
Ve
A
代入过滤速度表达式中： dV pA
Ad (V V ) e
r 5a2 1 2
3
令 : K 2p
r
qV A
2V Ve
令 : K 2p1s
r '
第三章 流体输送机械
过滤常数
dV KA2
d 2 V Ve -----过滤基本方程
dq
d
K
2q qe
qV A
qe
Ve A
K 2p1s
r'
滤饼不可压缩时 s=0
K 2p
r
第三章 流体输送机械
2、恒压过滤方程式 p170-171
dV
d
KA2
2V Ve
留在过滤介质上的滤饼体积为。
比阻r: r (a, )
r 5a2 1 2
3
r r ' (p)s
S:可压缩指数
S=0~1 滤饼不可压缩: S=0
ε：孔隙率 α: 比表面积m2/m3
(3-44) P167
悬浮液
△p
L
滤液(V)
第三章 流体输送机械
过滤基本方程式:
p166-170
过滤速率： dV
空隙结构易变形的滤饼为可压缩滤饼。
滤浆
➢ 助滤剂：
滤饼
质地坚硬，能形成疏松饼层的 过滤介质 固体颗粒。（如硅藻土、碳酸钙等） 滤液
滤饼过滤
第三章 流体输送机械
二、过滤基本方程式 p166-170 过滤过程流动的特点：
层流
❖ 流体在过滤时同一截面上的流速分布很不均匀且流速较小
❖ 过程不稳定
悬浮液
V —θ关系 △p
dV
KA2
d 2V V
e
dq
d
K
2q
q
e
第三章 流体输送机械
影响K的因素：
K
2p1s
r '
滤饼性质（、a）
滤浆性质（ν、）
推动力（p）
r (a, )
△p
影响qe或Ve 的因素：
过滤介质的性质（孔的结构、、r、厚度）
u 表观速度
第三章 流体输送机械
LA
V
υ：每获得单位体积滤液时，被截
粒级效率：每一种颗粒被分离出来的百分率。
P158 图3-9可 d p dc的颗粒，粒级效率均为100%；
查粒级效率
dp
d
的颗粒，粒级效率均
c
100%
压降：小好，一般在 5002000Pa 左右
p ui2
2
8
第三章 流体输送机械
3.3、影响沉降的因素
❖ 干扰沉降
由于干扰作用，实际沉降速度 小于自由沉降速度。
3
P145 图3-2 ζ-Ret的关系
如何求？
Re t
dsut
1或2
滞流区/斯托克斯区 24
Re t
ut
d
2 s
s
18
g
(3-24)
过渡区、湍流区ut 的计算参见教材 p146
第三章 流体输送机械
2) 沉降速度的计算 试差法
ut
4ds s g
3
试差过程：
① 设沉降处于滞流区 /斯托克斯区
旋风分离器：
❖构造 图3-7标准旋风分离器尺寸
p156
B
含尘 气体
A
❖操作原理 切向进入速度
10~25m/s，外旋、内旋。
净化气体 D
尘粒
标准型旋风分离器
第三章 流体输送机械
• 评价旋风分离器性能的两个主要指标：
分离性能： 用临界粒径和分离效率来表示 分割直径d50
dc
9B N e sui
总效率：被分离出来的颗粒占全部颗粒的质量分率
dq
d
K
2q qe
2p1s K
r '
K为常数
积分得：
V 2 2VVe KA2
(3-57) p171
—恒压过滤方程式
或
q2 2qqe K
(3-57a) p171
若过滤介质阻力可忽略不 计
V 2 KA2
q2 K
—恒压过滤方程式
注意：V/q、θ均为累计量。
第三章 流体输送机械
过滤过程的特点 是什么？
➢ 过滤介质：
滤浆
要求：多孔性介质、耐腐蚀、耐热并 滤饼 具有足够的机械强度。
过滤介质
工业中常用过滤介质主要有：
滤液
织物介质: 如棉、麻、丝、毛、 合成纤维、金属丝等编织成的滤布。
滤饼过滤
多孔性固体介质: 如素瓷板或管、 烧结金属等。
滤饼层起到了主要的过滤介质的 作用。
第三章 流体输送机械
➢ 滤饼的压缩性：
u真实速度
第三章 流体输送机械
le CL
de
4 流通截面积
润湿周边
4
a1
ε：孔隙率 α: 比表面积m2/m3
床层孔隙体积 床层体积
V孔隙 V床层
u u
3
u
p1
2Ca 2 1 2 L
u'
p1d
2 e
32le
u
u
L
le
de
u
流体在固定床内流动的简化模型
真实速度
第三章 流体输送机械
u
3
p1
均相混合物内部各点均匀且不存在相界面，如互溶液体及气 体混合物。
第三章 流体输送机械
3.2 沉降过程
沉降：颗粒相对于流体而运动的过程称为沉降。
实现沉降操作的作用力可以是重力，或惯性离心力。
故沉降过程有重力沉降和离心沉降两种。
自由沉降
第三章 流体输送机械
3.2.1 重力沉降
1力:
V u • (B H ) ut • (L B) ut • A
能够满足 100%除去某粒度颗粒时的气体处理量-----生产能力
可见：降尘室生产能力与底面积、沉降速度有关， 而与降尘室高度无关
第三章 流体输送机械
生产能力:Vs ut • A底
思考：如何提高生产能力？
ut
d
②
③
由滞流区计算式求ut ut
校核
Re t
dsut
＜1、2
d
2 s
s 18
g
第三章 流体输送机械
3) 重力沉降设备——降尘室
降尘室气固体系
沉降
重力沉降设备
沉降槽液固体系
设备 离心沉降设备
旋风分离器 气固体系 旋液分离器 液固体系
第三章 流体输送机械
降尘室
停留时间 L
气体
气体
u
恒压过滤方程为：
V 2 KA2
K 2p
r
第三章 流体输送机械
K
2 100 103
4.996 105 m2 s 1
0.8007 103 11014 0.05
V2
10 2
1251s 20.85 min
A
r1 O
r2
r
B ur C
u u
颗粒在旋转流场中的运动
第三章 流体输送机械
浮力 Fb
66dd3
3
ugT2
R
曳力 FD
d
2
(
u
2 r
)
42
质量力 Fc
mmagc
66
dd3
3s
suRgT2
颗粒在流体中沉降时受力
g
ac
uT2 R
ut
4ds s g
3
ur
4d s s ac
3
4d s s uT2
d 3 g
浮力 Fb 6 曳力 FD
加速段极短，通常可以忽略 等速段的颗粒运动速度称为沉降速度，
d 2 ( u 2 ) 42
用ut表示。
合外力 Fc Fb FD 0
质量力 Fc
mg
6
d
3s
g
ut
颗粒在流体中沉降时受力
6
d
3(s
)g
4
d
2(
u 2
2
)
0
第三章 流体输送机械
ut
4ds s g
3 R
第三章 流体输送机械
uT2
离心分离因素：
Kc
ac g
R g
当处理相同（气固）混合物且 沉降处于滞流区，同种颗粒：
uT2
ur ut
R g
Kc
一般 Kc=5~2500 P155 当R=0.4m, uT=20m/s时，Kc=102 离心沉降的效果远高于重力沉降的分离效果。
第三章 流体输送机械
3.2.2、离心沉降设备
值为0.05。过滤介质的阻力忽略不计，滤渣为不可压缩， 试求：(1)要获得10m3滤液需要多少过滤时间？(2)若仅 将过滤时间延长一倍，可以再获得多少滤液？(3)若仅将 过滤压差增加一倍，同样获得10m3滤液时需要多少过滤 时间？温度为30℃时，滤液粘度为0.8007cp .
解：（1）求过滤时间
过滤介质阻力可以忽略不计，滤渣为不可压缩的
知识目标：
❖ 掌握沉降分离和过滤操作的基本概念和原理 ❖ 掌握机械分离设备的类型、结构及相关计算
能力目标：
❖能根据生产工艺要求合理选择分离方法、设备类 型及尺寸 ❖ 掌握过滤操作的强化措施
第三章 机械分离