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过滤操作的基本概念课件

过滤操作的基本概念课件

3
应用过滤规则
将制定好的过滤规则运用到数据集合,筛选符合条件的数据。
4
检查和输出
检查输出结果,确认筛选出来的数据是否符合要求。
过滤操作的分类
按条件过滤
基于特定的条件进行筛选过滤。
按颜色过滤
基于图像的颜色进行过滤,如将特定色值的像 素筛选出来。
按位置过滤
基于数据的位置信息进行过滤,如前10个商品。
按文本过滤
过滤操作的基本概念
过滤操作是某些程序或应用设计中常用的处理数据的方法之一。此类操作可 以根据一定的条件对数据进行筛选,并将符合条件的数据组成一个新的数据 集。
过滤操作的定义
1 过滤定义
过滤就是根据一定的规则,将不合条件的事物或数据等筛选出去,只留下符合条件的。
过滤操作的作用
减小数据集
过滤操作可以通过去除不需要 的数据来减小数据集的大小。
过滤操作的注意事项
无论是基于条件、位置或颜色筛选过滤,都需要确认过滤规则是否符合实际需求,并检查筛选结果是否正 确。
1 避免过度筛选
过度的筛选可能会导致数据集过于单一,失 去了整体的视野。
2 避免过度压缩
过度压缩数据可能导致数据失真,降低数据 处理的精度。
基于文字进行过滤,如在文章中通过关键字找 到所有包含该关键字的段落。
过滤操作的实例说明
Excel的筛选功能
Excel的筛选功能可以让用户方便 地筛选出符合特定条件的数据。
Instagram的图像滤镜
Instagram的图像滤镜可以根据不 同的颜色调整对图像进艺术化 处理。
制药业的滤器筛选
药品制造过程中需要经过多次过 滤、筛选得到纯净的药品。
提高处理速度
减少数据处理的数据集大小可 以大幅提高处理速度,因为处 理的数据量更小了。

化工原理课件第三节过滤

化工原理课件第三节过滤

•设备革新
增大过滤面积
弹性压榨隔膜
第二章
29
第二章
30
dV A2p
dt rv(V Ve)
V
(VVe)dV
A2pt
dt
0
rv 0
恒压过滤方程
V2 2VeV2A2pt
rv
令 K 2p
rv
K——过滤常数,m2/s
V22VeV K2A t
第二章
13
二、恒压过滤方程
V22VeV K2A t
令 q=V/A qe=Ve/A
压滤是利用压缩空气
或液体输送设备在输
送料液时产生的压力 为推动力完成过滤。
第二章
18
板框压滤机
间歇操作 压滤设备
由机头(固定头)、滤框、滤板、头板、尾板、压紧装置等组成。
第二章
19
板框压滤机
框、板形状 :
材料:金属(铸铁、碳钢、不锈钢、铝)、塑料、木材等。 过滤面积:框——长×宽×2 板——两面
qe——过滤常数,m3/m2
q2 2qeqKt
——均为恒压过滤方程 * 当滤饼阻力远远大于过滤介质阻力时:
V2 KA2t & q2 Kt
第二章
14
三、过滤常数K、qe测定
恒压条件下,测得t1、t2时间获得的滤液体积V1、V2 :
V12 2VeV1 KA2t1
V22 2VeV2 KA2t2
每旋转一周的生产能力为 Q=60nV
优缺点:
适于处理量大而又容易过滤的料浆,对不易过滤的细、粘料浆可采 用助滤剂的方法也很方便(刮刀稍微离开转鼓表面一定距离)。附 属设备较多,投资费用高;滤饼含液量较高(约30%);料浆温度 不能过高。

第三节过滤

第三节过滤
式中:
u——按整个床层截面积计算的某瞬间时滤液平均流速,m/s;
△p——滤液通过滤饼层的压强降,Pa; L——滤饼层厚度,m; Θ——过滤时间; A——过滤面积; V——滤液量。

第三节 过滤
(3)滤饼的阻力:
p dV dq 3 u 2 Ad d 5a 1 2 L
p2 推动力 u Rm 阻力
(3-22)
p1 p2 dV p dq Ad R Rm R Rm d
(3-23)
式中:⊿p——滤饼与滤布两侧的总压强降,称为过滤压强差。 由于
R=rL
(3-20) (3-24)

dV A2 p1 s d r V Ve

第三节 过滤
(2)助滤剂:
为了克服可压缩滤饼被压缩后难于进行过滤,可在其中加入 一种质地坚硬的固体颗粒或预涂于过滤介质上,以形成稀松的饼 层,以改变滤饼结构,提高刚性,减少阻力。这种预涂或预混的 粒状物质称为助滤剂。
对助滤剂的要求: 应是能形成多孔饼层的刚性颗粒 具有化学稳定性和不溶于液相中 过滤操作的压强差范围内,具有不可压缩性
式(3-22)写成: dq
p d r L Le
第三节 过滤
dq p (3-24) d r L Le
Le——过滤介质的当量滤饼厚度,或称虚拟滤饼厚度,m。
说明: 在一定操作条件下,以一定介质过滤一定悬浮液时,Le 为定值,但同一介质在不同的过滤操作中,Le值不同。
第三节 过滤 V (3-14a) L= 1 A
V 令 q A 则滤饼厚度:
(3-15)
L=
1
q
(3-16)

化工原理 第三章 过滤

化工原理 第三章 过滤

1、恒压过滤方程式
dV
A 2 p


d rv(V Ve )
条件:恒压 Δ p=const 设备一定 A=const
过滤介质一定 Ve=const 悬浮液一定 r、μ 、v =const

K 2p
rv
——过滤常数

dV
KA2

d 2(V Ve )
2(V Ve )dV KA2 d
2019/8/3
2019/8/3
5、助滤剂 (1)滤饼的种类
不可压缩滤饼:颗粒有一定的刚性,所形成的滤饼并
滤饼
不因所受的压力差而变形 ;
可压缩滤饼:颗粒比较软,所形成的滤饼在压差的作
用下变形,使滤饼中的流动通道变小,
阻力增大。
助滤剂一般用于可压缩滤饼。
2019/8/3
(2)助滤剂的作用 对于可压缩滤饼,过滤阻力在过滤压力提高时明显增大,
几点说明:
①其中多孔介质称为过滤介质;所处理的悬浮液称为滤浆; 滤浆中被过滤介质截留的固体颗粒称为称为滤饼或滤渣;通 过过滤介质后的液体称为滤液;
②驱使液体通过过滤介质的推动力可以有重力、压力(或压 差)和离心力,工业过程中经常采用的是压力;
③过滤操作的目的可能是为了获得清净的液体产品,也可能 是为了得到固体产品;
2019/8/3
V+V V e
V+V e
V
B
V e0


2019/8/3
0' e
e
e
恒压过滤的滤液体积与过滤时间关系曲线.swf
(5)由比阻r的定义可以看出,其值与滤饼的空隙率ε 及比
例系数有关。如果滤饼不可压缩,则这两个量便与压力无关

过滤理论

过滤理论

过滤操作的基本概念第一节过滤基本方程式一、滤液通过饼层的流动滤液通过饼层(包括滤饼和过滤介质)的流动与在普通管内的流动相仿。

但是,由于构成饼层的颗粒尺寸通常很小,饼层中滤液通道不但细小曲折,而且互相交联,形成不规则的网状结构。

此外,细小而密集的颗粒对滤液的流动阻力很大。

为了能用数学方程式对滤液流,动加以描述,常将复杂的实际流动过程加以简化。

对于颗粒层中不规则的通道,可简化成长度为l的一组平行细管。

而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的比表面积来计算。

单位体积床层中的空隙体积称为空隙率,以ε表示,即:ε=空隙体积/床层体积。

单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面,以α表示,即:α=颗粒表面积/颗粒体积。

依照第一章中非圆形管的当量直径定义,当量直径为:d c=4×水力半径=4×管道截面积/润湿周边长故对颗粒床层的当量直径应可写出:d c∝(流通截面积×流道长度)/(润湿周边长×流道长度)则d c∝流道容积/流道表面积取面积为1m2、厚度为1m的滤饼考虑:床层体积=1×1=1m3假设细管的全部流动空间等于床层的空隙体积,故:流道容积=1×ε=εm3若忽略床层中因颗粒相互接触而彼此复盖的表面积,则:流道表面积=颗粒体积×颗粒表面积=1(1-ε)αm2所以床层的当量直径为:(3-29)由于滤液通过饼层的流动常属于滞流流型,因此,可以仿照第一章中圆管内滞流流动的泊谡叶公式来描述滤液通过滤饼的流动。

滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为:(3-30)阻力与压强降成比例,故可认为式3-30表达了过滤操作中滤液流速与阻力的关系。

在与过滤介质层相垂直的方向上,床层空隙中的滤液流速ul与按整个床层截面积计算的滤液平均流速。

之间的关系为:u1=u/ε(3-31)将式3-29,3-31代入式3-30,并写成等式,得:(3-32)式3-32中的比例常数K′与滤饼的空隙率、粒子形状、排列及粒度范围诸因素有关。

过滤的基本概念

过滤的基本概念

滤饼阻力Rc
Rc
单位过滤面积上干滤饼的质量
过滤基本方程式
(4)基本过滤方程
由达西定律有
dV Ap
dt
由于
p pc pm
得出常用的过滤基本方程
p
c
A2
V
dV dt
A
Rm
dV dt
滤饼过滤方程式的几种形式
(1)恒压过滤 Δp一定, 过滤阻力↑, u↓
对过滤方程积分,其边界条件为: T=0,V=0;T=t,v=V
悬浮液
过滤介质
滤液
深层过滤
过滤基本方程式
(1) 达西定律
p dV
L kA dt
式中 dV为时间微元dt内的滤液体积, 即dV/dt=q
P为压差;
L为颗粒床层的厚度;
为流体粘度
A为颗粒床层的截面积
过滤基本方程式
(2)滤饼的比阻(m/kg)
1 k C s
k为渗透率(m2) C为滤饼固体颗粒体积分数
过滤推动力 : 重力、离心力、压力差。
化工生产上常用压差作推动力, 压差有可调性。
(2) 过滤介质 要求: 具有多孔性,足够的机械强度。 ① 丝织物品: 棉、麻、合纤、金属网(滤布、滤纸); ② 多孔性固体介质: 多孔塑料; ③ 堆积介质: 砂、木炭、石棉粉等。
过滤的基本概念
(3) 滤饼的压缩性 不可压缩滤饼: 推动力↑时,滤饼的孔隙率ε不变;阻力 随厚度↑; 可压缩滤饼: 推动力↑时,ε↓,阻力急剧↑ 。
(4) 过滤过程特点 ▲ 服从流体经过固定床的流动规律 ▲ 随过滤进行, 床层厚度↑, 过滤阻力↑
过滤的基本概念
(5) 滤饼的洗涤 目的: 回收滤饼中残留的滤液,或除去滤饼中可溶性杂 ;

化工原理课件第4章:过滤

化工原理课件第4章:过滤
单位体积颗粒床层中空隙的体积为床层的空隙率ε ,即:
ε反映了床层中颗粒堆集的紧密程度,其大小与颗粒的形状、粒度分 布、装填方法、床层直径、所处的位置等有关。 球形:0.26~0.48 乱堆:0.47~0.7
壁效应
化工原理——流体通过颗粒层的流动
ε的测量方法:
充水法: 称量法:
V水
V
V G
p
V
不适于多孔性颗粒
K 2P1s
r0
化工原理——流体通过颗粒层的流动
4.5.2 间歇过滤的滤液量与过滤时间的关系 1. 恒速过滤方程
若Ve=0,则? K虽为变量,但应为τ时刻的过滤常数值。
化工原理——流体通过颗粒层的流动
2. 恒压过滤方程
若Ve=0,则?
若V=Ve ? qe2 K e
q qe 2 K e
求Ve,τe
(1
- 3
)a
ρu 2
P' L
'
(1- )a 3
u2
单位床层高度的压降, Pa
模型参数
化工原理——流体通过颗粒层的流动
4.3.3 模型的检验和模型参数的估计
1. 康采尼(Kozeny)方程
在流速较低, Re'<2时(层流),
'
K' Re'
其中:
Re'
deu1
u a(1 )
实验测得
K ' 5.0
p
p (1)
化工原理——流体通过颗粒层的流动
流入的量=流出的量+累积量
总量衡算: V悬=V LA
固体量衡算: V悬 LA(1 ) 由上两式可得: L q
1
一般,<<, L q 1

(化工原理)第三节 过滤

(化工原理)第三节 过滤
Ve=0,θe=0
qe2 =Kθe q2+2qqe =Kθ (q+qe)2=K(θ+θe)
恒压过滤-6
K是由物料特性及过滤压强差所决定的常数, 称为滤饼常数,其单位为m2/s,
θe与qe是反映过滤介质阻力大小的常数,均称 为介质常数,其单位分别为s及m3/m2,三者总 称过滤常数。
又当介质阻力可以忽略时,qe=0, θe=0,
过滤介质的阻力
设想用Le厚度滤饼代替滤布,设想中 的滤饼就应当具有与滤布相同的阻力, 即: rLe =Rm
过滤基本方程式
五、过滤基本方程式 若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为υ3,
则在任一瞬间的滤饼厚度L与当时已经 获得滤液体积V之间的关系应为:
LA =υV
υ——滤饼体积与相应的滤液体积之比,无因次, 或m3/m3
把过滤介质的阻力视为常数, 写出滤液穿过 过滤介质层的速度关系式:
m
过滤介质的阻力
式中
Δpm —— 过滤介质上、下游两侧的压强差, N/m2
Rm——过滤介质阻力,1/m
过滤操作中总是把过滤介质与滤饼联合 起来考虑。
过滤阻力
滤饼与滤布的面积相同,所以两层中的 过滤速度应相等,则:
式中Δp=Δpc+Δpm ,代表滤饼与滤布两 侧的总压强降,称为过滤压强差。
则生产能力的计算式为
式中
V——一个操作循环内所获得的滤液体积,m3 Q——生产能力,m3/h。
过滤机的生产能力-3
二、连续过滤机的生产能力
过滤机的生产能力-4
恒压过滤方程式
(V+Ve)2=KA2(θ+θe)
可知转筒每转一周所得的滤液体积为
则每小时所得滤液体积,即生产能力为
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第二节 表面过滤的基本理论 带式脱水机
第二节 表面过滤的基本理论
一、过滤基本方程
主要特征:随着过滤过程的进行,流体中的固体颗粒被截 留在过滤介质表面并逐渐积累成滤饼层。
滤饼层厚度:随过滤时间的增长而增厚,其增加速率与过 滤所得的滤液的量成正比。
过滤速度:由于滤饼层厚度的增加,因此在过滤过程中是 变化的。
滤饼过滤
第二节 表面过滤的基本理论
表面过滤过程
被过滤的颗粒粒 径较小的情况
多孔性 介质
表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速 度较慢的情况。 给水处理:慢滤池 污泥脱水:使用的各类脱水机(如真空过滤机、板框式压 滤机等)
第二节转筒表真面空过过滤滤的机基本理论 回转真空过滤机工作过程示意
第一节 过滤操作的基本概念
本节思考题
(1)过滤过程在环境工程领域有哪些应用。 (2)环境工程领域中的过滤过程,使用的过滤介质
主要有哪些。 (3)过滤的主要类型有哪些。 (4)表面过滤和深层过滤的主要区别是什么。
第二节 表面过滤的基本理论
本节的主要内容
一、过滤基本方程 二、过滤过程的计算 三、过滤常数的测定 四、滤饼洗涤 五、过滤机生产能力的计算
u p
(Rm Rc)
(7.2.2)
Rm:过滤介质过滤阻力, 1/m Rc:滤饼层过滤阻力, 1/m
假设rm,r分别为过滤介质和滤饼层的过滤比阻, 1/m2 Rm= rmLm;Rc= rL
u p
(rmLm rL)
(7.2.4) Ruth 过滤方程
r:与过滤介质上形成的滤饼层的孔隙结构特性有关 L:与滤液量有关,在过滤过程中是变化的。
天然:石英砂、无烟煤、磁铁矿粒等。 人工:聚苯乙烯发泡塑料球等。 固体颗粒过滤介质在水处理中的各类滤池中应用广泛, 通常称为滤料。
第一节 过滤操作的基本概念
• 织物介质:又称滤布,如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金 属丝等编制成的滤布。 • 多孔固体介质:如素烧陶瓷板或管、烧结金属板或管等。 • 多孔膜:由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜,根据 分离孔径的大小,可分为微滤、超滤等。
混合物中的流体在推动力(重力、压力、离心力)的 作用下通过过滤介质,固体粒子被截留,而流体通过 过滤介质,从而实现流体与颗粒物的分离。 液-固分离,气-固分离 如砂滤池、袋式除尘器、口罩…… • 过滤分离的对象? 粗大颗粒、细微离子、细菌、病毒和高分子物质等
第一节 过滤操作的基本概念
二、过滤介质
•固体颗粒:由一定形状的固体颗粒堆积而成,包括天 然的和人工合成的。
若过滤介质阻力可忽略不计,则简化为:
第一节 过滤操作的基本概念
三、过滤分类
1.按过滤机理分:有表面过滤和深层过滤
2.按促使流体流动的推动力分:
•重力过滤:在水位差的作用下被过滤的混合液通过过滤介 质进行过滤,如水处理中的快滤池。
•真空过滤:在真空下过滤,如水处理中的真空过滤机。
•压力差过滤:在加压条件下过滤,如水处理中的压滤滤池。
•离心过滤:使被分离的混合液旋转,在所产生的惯性离心 力的作用下,使流体通过周边的滤饼和过滤介质,从而实 现与颗粒物的分离。
第二节 表面过滤的基本理论
假设每过滤1m3滤液得滤饼f(m3)
fV LA
L fV A
V:滤液体积(m3)
(7.2.5)
另外,可把过滤介质的阻力转化成厚度为Le的滤饼层阻力
rmLm rLe (7.2.6)
Le
fV e A
(7.2.7)
则: udV Ap
Adt rf(VVe)
(7.2.8)
或: dV A2p
过滤速度是描述过滤过程的关键! 推动力 其它因素
第二节 表面过滤的基本理论
过滤过程的主要参数
处理量:处理的流体流量或 分离得到的纯流体量V(m3)
过滤推动力:由流体位差、压差或离心力场 造成的过滤压差p
过滤面积:表示过滤设备的大小A(m2) 过滤速度:单位时间通过单位面积的滤液量u
第二节 表面过滤的基本理论
dq K dt 2(q qe)
(7.2.12)(滤饼过滤基本方程)源自第二节 表面过滤的基本理论
K:过滤常数,如何测定?与下列因素有关:
•滤饼的颗粒性质 •悬浮液浓度 •滤液黏度 •滤饼的可压缩性 qe:过滤介质特性参数
第二节 表面过滤的基本理论
二、过滤过程的计算
确定滤液量与过滤时间和过滤压差等之间的关系。
p Lm
过滤 压差
相应的滤液量为V
某一过滤时间t时的过滤状态
过滤速度u定义为:
(表观) u dV Adt
(7.2.1)
dt——微分过滤时间, s dV——dt时间内通过过滤面的滤液量, m3 A——过滤面积, m2
第二节 表面过滤的基本理论
过滤速度与推动力之间的关系可用下式(Darcy 定律)表示:
对于可压缩滤饼,s=0.2~0.8,
对于不可压缩滤饼,s=0
第二节 表面过滤的基本理论
将比阻计算式代入式(7.2.8),得: dV Ap1s
Adt r0f (V Ve)
(7.2.10)
假设 K 2 p 1 s r0 f
则: dV KA Adt 2(V Ve )
(7.2.11)
令q=V/A,qe=Ve/A(qe称为过滤介质比当量滤液体积),则
(一)恒压过滤
在过滤过程中,过滤压差自始自终保持恒定。
对于指定的悬浮液,K为常数。
对式(7.2.11)或式(7.2.12)进行积分:
0V2(VVe)dV 0tK2A dt
q
t
0
2(qqe)d
q
Kdt
0
V22VV e K2At
(7.2.13a)
q2 2qqe Kt
(7.2.13b)
第二节 表面过滤的基本理论
第七章 过滤
第七章 过滤
本章主要内容
第一节 过滤操作的基本概念 第二节 表面过滤的基本理论 第三节 深层过滤的基本理论
第一节 过滤操作的基本概念
本节的主要内容
一、过滤过程 二、过滤介质 三、过滤分类
第一节 过滤操作的基本概念
一、过滤过程
• 混合物的分离:液体和气体混合物 • 什么现象属于过滤?
dt r f (V Ve)
……(7.2.8)
第二节 表面过滤的基本理论
滤饼层的比阻r有两种情况:
•不可压缩滤饼:滤饼层的颗粒结构稳定,在压
力的作用下不变形,r与p无关
•可压缩滤饼:在压力的作用下容易发生变形
经验式:
r r0ps
(7.2.9)
r0:单位压差下滤饼的比阻,m-2 Pa-1; s:滤饼的压缩指数,
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