4、5小结

5．颗粒的沉降和流态化
二、 静止流体中颗粒的自由沉降 1、 沉降的加速阶段 ：


du/dτ= ((ρp－ ρ)/ρp)g－(3ζ/4dpρp)ρu2 2、沉降的等速阶段 ((ρp－ ρ)/ρp) g = (3ζ/4dpρp)ρu2 3、颗粒的沉降速度 （对球形颗粒） ut = √｛4（ρp－ ρ）gdp｝/（3ρζ） 当处于斯托克斯定律区时 ut = gdp2（ρp－ ρ）｝/18μ
5．颗粒的沉降和流态化
3）旋风分离器的压降


△ψ =（ ½） ζ ρu2 4） 临界粒径 dc dc = √9μB/ πNuiρs 式中: B－进口宽度; ui－进口气速; N－气体在筒内旋转的圈 数, N≈5 ∴ 缩小旋风分离器的直径、采用较大的进口气速、延长锥 体部分的高度，均可降低临界粒径 dc, 提高分离效率。
V = (π/6 ) dp3
；表面积
4．流体通过颗粒层的流动
四、 粒度分布的筛分分
析 筛分分析 — 采用一套标 准筛进行测量。 标准筛泰勒筛 — 每英寸 边长上的孔数为筛号或称 目数。且相邻两号筛的边 长成√2倍关系. 五、分布函数曲线： ① 对应dpi 的Fi值：表示直 径小于dpi 的颗粒占全部 试样的质量分率。 ② dpi =dp.max处， Fi
2、过滤介质 ：织物介质 、多孔性固体介质 、堆积介


质 3、滤饼的压缩性：不可压缩滤饼、可压缩滤饼 4、过滤速率：u = dV / (Adτ) = dq /dτ ；q = V/A （ m3 / m2 ） 十、过滤设备 1、叶滤机：洗涤液与滤液路径相同 2、二、板框压滤机：洗涤方式称为横穿洗法 3、回转真空过滤机：连续操作
4、流体通过颗粒层的流动
十四、过滤机的生产能力 1、间歇式过滤机的生产能力 总时间： Στ=τ+τw+τD 间歇过滤机的生产能力： Q = V /Στ 2、回转真空过滤机的生产能力 Q = n （√(V e 2＋KA2ф/ n)—V e） 若过滤介质阻力可略去不计，则上式可写成 Q = √(KA2ф n) 十五、加快过滤速率的三种途径： 改变滤饼结构 改变悬浮液中的颗粒聚集状态 限制滤饼厚度增长
4、流体通过颗粒层的流动
十一、 物料衡算 φ= பைடு நூலகம்w/ρp)/｛w/ρp + （1-w）/ρ｝;
L = φq/ (1-ε-φ)
十二、过滤速率

1、过滤速率的一般表达式：dq/dτ= △p /rφμq 2、过滤过程速率：dq/dτ= K /2(q + q e)； d V /dτ= KA2/2(V＋V e); K = 2△p /rφμq 3、恒速过率方程 q2 + q q e = (K /2)τ V2 + VV e = (K /2)A2τ 4、恒压过滤方程 q2 + 2q q e = K τ V2 + 2VV e = KA2τ 5、过滤常数K、qe的测定 在恒压条件下进行实验： 得： τ/q = (1/K) q + (2/K)q e 斜率 = 1/K、，截距 = (2/K)q e。
4、流体通过颗粒层的流动
七、 床层的空隙率 ε= ( 床层体积-颗粒所占的体积 )/ 床层体积 八、床层的比表面 aB
aB = a (1－ε) aB：单位床层体积具有的颗粒表面积 a：颗粒的比表面积
4、流体通过颗粒层的流动
九、过滤原理
1 、过滤方式：滤饼过滤 、深层过滤、膜过滤
4．流体通过颗粒层的流动
六、频率函数曲线
fi = xi / (di—1 — di ) 设 xi ——某号筛的筛余量占 全部试样的质量百分率 ① 在一定粒度范围内的颗 粒占全部颗粒的质量分率等 于该粒度范围内频率函数曲 线下的面积. 即： xi = fi *(di—1 — di ) ② 频率函数曲线下的全部 面积等于1.
5．颗粒的沉降和流态化
2、离心沉降设备——旋风分离器 1）离心沉降速度 当处于斯托克斯定律区时 以 rω2 代 g
得: 离心沉降速度

ur = ｛dp2（ρp－ ρ）rω2｝/18μ ur/ ut = a = rω2 / g = u2 / rg a——离心分离因数 2）旋风分离器的分离效率 总效率： η0 = ( C进— C出 )/ C进 粒级效率 ： ηi = ( Ci进— Ci出 )/ Ci进 总效率与粒级效率的关系为： η0 = ∑ηixi
4、流体通过颗粒层的流动
十三、洗涤速滤与洗涤时间 1、叶滤机的洗涤速率 － 置换洗涤 ∴ （ dq/dτ）F终 = （dq/dτ）w （ dq/dτ）终= K /2(q + q e) F 终 则：τw = 2 q w (q + q e) F 终/ K 2、板框压滤机的洗涤速率－横穿洗涤 即: (dV /dτ) w = 1/4 (dV /dτ)F 终 ； (dV /dτ) w = KA2/8(V＋V e) F 终 τw = 8(V＋V e) F 终V w / KA2 或 1/2（ dq/dτ）F终 = （dq/dτ）w （dq/dτ）w = K /4(q + q e) F 终 τw = 4 q w (q + q e) F 终/ K 注：Aw = (1/2)A
4、5小结
4．流体通过颗粒层的流动
一、球形颗粒
体积 ：

S =πdp2 二、球形颗粒比表面积 a = S/V ； a = S/V = 6/dp 三、非球形颗粒 体积当量直径： dev = 3√6V/π 面积当量直径： des = √S/π 比表面积当量直径： dea = 6/a =6/(S/V) 形状系数φ ： ∴任何非球形颗粒： φ<1。 对非球形颗粒 ： a = 6 /φde 对球型颗粒: φ= 1
5．颗粒的沉降和流态化
三、沉降分离设备 1.




降尘室 颗粒沉降的条件: τr ≧τt 即: A H / qV ≧ H / ut 或 L/u ≧ H / ut有: qV = A ut 结论: 1） 对一定物系，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积， 而与高度无关。 2） ∵ ut =qV / A的颗粒能完全沉降， 对于斯托克斯定律区： ut = gdmin2（ρp－ ρ）/18μ 即： gdmin2（ρp－ ρ）/18μ=qV /A 式中dmin——降尘室能100％除下的最小颗粒直径 (临界粒径) 。 dmin =√｛18μut/g（ρp－ ρ）｝ =√｛18μqV /g（ρp－ ρ）A｝ 3）降尘室分隔成n层 qV’ = qV / n, dmin’ = dmin/√n 4） dmin不变, 每一层处理量qV , n层共处理qV’ = n qV
5．颗粒的沉降和流态化
一、 颗粒的沉降运动 1、拽力－阻力：形体拽力、摩擦拽力




FD = （1/2）ζApρu2 Ap——颗粒在运动方向上的 投影面积 2、拽力系数 ζ= φ(R ep)； R ep = dp uρ/μ 3、球形颗粒在不同取内的ζ值 ReP<2 为斯托克斯定律区 ζ= 24/R ep 2<ReP＜500为阿仑（Allen）区 ζ= 18.5/R ep0.5 500＜ReP＜2×106为牛顿定律区 ζ= 0.44 在斯托克斯定律区得 FD = 3πμdpu