第三章沉降与过滤PPT课件

合集下载

化工原理第三章沉降与过滤PPT

真空过滤
利用真空泵降低过滤介质两侧的压力差进行过滤，适用于易产生泡沫或悬浮液中含有大量
气体的场合。
过滤设备与操作
板框压滤机
由滤板和滤框组成，适用于各种颗粒分离，但
操作较繁琐。
转筒真空过滤机
叶滤机
袋式过滤器
结构简单，操作方便，但只适用于颗粒较大的
分离。
适用于精细颗粒的分离，但设备成本较高。
过滤原理
利用颗粒大小、形状、密度等物理性质的差异，使不同颗粒在过滤介质两侧形成不同的速度或动量，从而实现分离。
过滤操作的分类
恒压过滤
在恒定压力下进行过滤，适用于颗粒粒度较小、悬浮液粘度
较大的情况。
变压过滤
在改变压力下进行过滤，适用于颗粒粒度较大、悬浮液粘度较小的情况。
热过滤
在加热条件下进行过滤，适用于悬浮液中含有热敏性物质的情况。
设备
沉降槽、沉降池、离心机等。
操作
将悬浮液引入沉降设备中，在重力作用下使固体颗粒下沉，上清液从上部排出，底部沉积的固体经过排出装置排出。操作过程中需控制适当的温度、流量和停留时间等参数，以保证分离效果。
02
过滤
过滤的定义与原理
过滤定义
通过多孔介质使固体颗粒截留，从而使液体与固体分离的操作。
实验步骤 1. 准备实验装置，包括过滤器、压力计、流量计等。
2. 将过滤介质放入过滤器中。
过滤实验操作
3. 将待测流体引入过滤器，并施加一定的压力。 5. 收集过滤后的流体样本，测量其中颗粒的浓度。
4. 记录不同时刻的流量和压差数据。
注意事项：确保过滤器密封性好，避免流体泄漏；保持恒定的流体流量和压力，以获得准确的实验数据。

新编第三章沉降与过滤-精选文档PPT课件

2020/11/19
14
多层降尘室：
2020/11/19
若n个隔板，则
qV(n1)W Lut
缺点：清灰难；隔板间距小，
颗粒易被扬起。
15
3. 临界颗粒直径
临界颗粒直径dpC——降尘室理论上能100%除去的最小颗粒直径。
层流
ut
d2pc(p)g 18
ut
Hu qV L WL
dpc
18 (p)gut
ur
d
p2(p ) 18
u2 r
方向向下，大小不变径向向外，随r变化
ur ut
u2
gr
Fc Fg
KC
离心分离因数KC——同一颗粒在同种介质中所受离心力与重力之比。
2020/11/19
21
二、离心沉降设备（一）旋风分离器 1. 结构与工作原理
KC为5~2500，可分离气体中5~75m的颗粒。
18 qV (p)gW L
2020/11/19
16
（二）沉降槽（增稠器） 1. 悬浮液的沉聚过程
2020/11/19
17
2. 沉降槽（增稠器）
2020/11/19
18
第三节离心沉降
一、离心沉降速度（一）沉降过程
合
切向速度 u 径向速度 ur 合成u合
2020/11/19
19
离心力：FC
u2 m
2020/11/19
5
2020/11/19
6
2020/11/19
——球形圆盘形
7
（1）层流区 10－4< Re < 2 Stokes 区
24 Re
（2）过渡区 2< Re < 500

[高中教育]第3章沉降与过滤ppt

15.11.2020
16
3.3重力沉降
沉降在某种力场中利用分散相和连续相之间的密度差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
重力作用力
重力沉降
(分离较大的颗粒）
惯性离心力
离心沉降
3.3.1重力沉降
(分离尺寸小的颗粒）
3.3.1.1球形颗粒的自由沉降
自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉降过程中互不碰撞、互不影响。
的表面积最小，因此对非球形颗粒，总有S 1 ，颗粒的形状越接近球形， S 越接近1，对于球形颗粒 S 1。
②颗粒的当量直径
颗粒的当量直径表示非球形颗粒的大小，通常有两种表示
方法： a)等体积当量直径
de
3
6
VP
V P－颗粒体积m3
15.11.2020
7
b)等比表面积当量直径
即与非球形颗粒比表面积相等的球形颗粒的直径为该颗粒的
连续相与分散相分离
不同的物理性质
机械分离
分散相和连续相发生相对运动的方式
15.11.2020
沉降过滤
3
3.1.2非均相物系分离的目的
（1）收集分散物质
例如从气流干燥器或喷雾干燥器排出的气体中回收固体产品。
（2）净化分散介质
例如：生产硫酸，二氧化硫炉气含杂质，净化。
（3）环境保护
空气中的粉尘、废水、废气治理。
。 (VG/S)/V
一般，乱堆床层ε＝0.4～0.7；均匀球体：松排列ε＝ 0.4，紧密排列ε＝0.26。
（2）床层的自由截面积
床层截面上未被颗粒占据的流体可以自由通过的面积，称为床层的自由截面积。
15.11.2020
10
☆床层的各向同性：小颗粒乱堆床层可以认为是各向同性的。各向同性床层的重要特性之一是其自由截面积与床层截面积之比在数值上与床层的空隙率相等。同床层空隙率一样，由于壁面效应的影响，壁面附近的自由截面积大。

《沉降与过滤》PPT课件

—与真空管相连
15 不工作区 16-17吹松区、卸料区 18 不工作区
—h槽 —压缩空气
第4节膜过滤一、膜过滤原理与膜组件〔一〕膜过滤原理
原料液
小分子的 A物质
大分子的 B物质
溢流
膜
A物质
渗透液
?化工原理?课件——第3章沉降与过滤
第4节膜过滤
一、膜过滤原理与膜组件
〔二〕膜组件
渗透液
?化工原理?课件——第3章沉降与过滤
第1节重力沉降
一、重力沉降速度
球形颗粒： ——Stokes定律
层流区 1 4 0 R e 2区
24
Re
d2()g
ut
s
18
过渡区 2R e50—0—Allen定律区
10
Re0.5
ut d
4g2()2 s 225
?化工原理?课件——第3章沉降与过滤
40um的颗粒的回收百分率？(4)如欲回收直径为
15um的尘粒，降尘室应各成多少层？
解:(1) VbLu
s
tc
4
utcV s (b)L250.4ms
?化工原理?课件——第3章沉降与过滤
第1节重力沉降
二、降尘室
设为层流沉降： utcdc2(1s8)g
dc
18utc (s )g
18 0.0261 030.4 (300 00.7)59.81
(L L e ) W 2 (L L e ) E
〔二〕转筒真空过滤机
转筒及分配头：
?化工原理?课件——第3章沉降与过滤
第3节过滤
二、过滤设备
工作原
1-7 过滤区 8-10 吸干区11 不工作区

四第三章沉降与过滤

f (Re)
Re d p ut
、——流体特性
dp、ut——颗粒特性
2019/6/3
5
2019/6/3
6
2019/6/3
——球形圆盘形
7
（1）层流区 10－4< Re < 2 Stokes 区

24 Re
（2）过渡区 2< Re < 500
Allen 区
10
Re （3）湍流区 500< Re < 2105 Newton区
3. 壁效应使沉降速度下降。
2019/6/3
11
二、重力沉降设备（一）降尘室
2019/6/3
12
1. 沉降分离条件
停留时间： L
u
沉降时间：
t

H ut
W
分离条件： t
即
LH
u ut
或
L u H ut
2019/6/3
13
2. 生产能力 qV——降尘室所处理含尘气体的体积流量
9
试差计算法： • 假设沉降处于某一区域； • 计算ut； • 计算Re，校验区域； • 若符合，则正确，否则重新假设区域。
2019/6/3
10
（四）影响沉降速度的其它因素
1.干扰沉降
u干扰 u自由
2. 颗粒形状
球形度

与颗粒体积相等的球表面积非球形颗粒的表面积

d
2 e
A
越小，阻力越大，Re相同时沉降速度越小。
8
10
5
11
4
1 12
2 3
1
过滤区： 1－4 吸干洗涤区：

三章沉降与过滤ppt课件

ut
4de(s )g 3s
Фs：代表球形度，也叫形状系数，表征颗粒形状与球形颗粒的差
异度。
s
S SP
SP—真实颗粒表面积 S—与SP真实颗粒体积相等的球型颗粒表面积 de：代表当量直径，即与真实颗粒SP体积相等的圆球直径，即
VP
1 6
d
3 e
VP：任意形状的颗粒体积，不同Фs下的ξ—Re，曲线不同。
说明：①适用于光滑的球形颗粒的自由沉降，称为自由沉降速度公式。
②所计算速度为匀速速度（a=0） ③ξ为阻力沉降系数
2、阻力沉降系数ξ计算对于球形颗粒，将不同Re范围的阻力系数ξ计算式代入上式得：
层流区 (104 Re2)
ut
d2(s )g 18
斯托克斯公式
过渡区 (2Re500)
ut
3
4g2(s )2 d 225
4、影响沉降速度的其它因素
• 以上的沉降过程为在重力作用下球形颗粒的自由沉降： ① 颗粒为球形； ② 颗粒沉降时彼此相距较远，互不干扰； ③ 容器壁对沉降的阻滞作用可以忽略； ④ 颗粒直径不能小到受流体分子运动的影响。在实际情况中还需考虑以下因素的影响： • （1）、颗粒形状颗粒形状偏离球形越大，其阻力系数就越大。 • （2）、壁效应当颗粒靠近器壁的位置沉降时，由于器壁的影
响，沉降速度比自由沉降速度小，这种影响称为壁效应。 • （3）干扰沉降当非均相物系中颗粒较多，颗粒之间相互距离
较近时，颗粒沉降会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为干扰沉降，干扰沉降速度比自由沉降速度小。
二、降尘室
重力沉降是一种最原始的分离方法。一般作为预分离之用，分
离粒径较大的尘粒。本节介绍典型的水平流动型降尘室。（书图3-3

《沉降与过滤》课件

形状、表面性质等
工生产等领域
过滤原理介绍
过滤原理：通过物理或化学方法，将液体或气体中的杂质分离出来
过滤方法：包括重力过滤、压力过滤、离心过滤、膜过滤等
过滤材料：包括滤纸、滤布、滤芯、滤膜等
过滤应用：广泛应用于水处理、食品加工、制药、化工等领域
沉降与过滤在生产生活中的应用案例
视频压缩：使用视频压缩软件，如 HandBrake，对视频进行压缩，以便于网络传输和播放。
06
课件评估与反馈
评估标准与方法
课件内容：是否全面、准确、
易懂
课件设计：是否美观、清晰、
易于操作
教学效果：是否提高学生的学习兴趣和效
果
反馈收集：通过问卷调查、访谈等方式收集反馈，了解学生对课件的
单击此处添加副标题
沉降与过滤PPT课件大纲
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题课件简介课件内容课件结构
课件制作技巧课件评估与反馈
01
添加目录项标题
02
课件简介
课件背景
沉降与过滤是化学实验中的重要操作
课件旨在帮助学生理解沉降与过滤的原理和应用
课件内容涵盖了沉降与过滤的基本概念、实验操作、注意事项等
对沉降与过滤感盖沉降与过滤的基本原理、实验操作、数据处理等
互动性强：设置问答、讨论等环节，提高学生参与度
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
生动形象：采用动画、图片、视频等多种形式，增强学习效果
实用性强：结合实际案例，帮助学生理解并掌握沉降与过滤的应用
03
音视频编辑技巧

第3章沉降与过滤-42页PPT资料

依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程叫作离心沉降。
密则如颗度果粒为颗在ρ粒径，呈向颗球上粒状受与，到中其的心密三轴度个的为作距ρ用离p力为分、R别，直为切径：向为速d度p ，为流u体r 的，
惯性离心力＝
6
dP3
P
ur 2 R
向心力＝
6
d
3 P
ur 2 R
阻力＝
4
dP2
ut 2
2
ut 径向离心速度
证明不在层流区。再假定在过渡区，得：
校验Re=1.14＞1，假设成立
dPc8.27105m
广州水厂全貌
图中兰色粗管是来自珠江的原料水，条形池子是絮凝池，左侧池是沉降池。
水厂沉降池
这是沉降池。图为絮凝之后的水，是从沉降池底部流入，到池子上部水已很清了。
二、离心沉降
1、离心沉降原理及离心分离因数惯性
颗粒的沉降速度。
解：先假定沉降在层流区进行，故
u0
d P2( P 18
)g
已知： d p 15 μm 15 10 6 m ,
P 1020 kg m 3 查出20 0 C 的
水的 998 .2 kg m 3 ,
1 .005 10 3 Pa s 代入上式得：
解：由公式可知，降尘室能完全除去的最小颗粒的沉降速度为：
u 0 cW q vL25 2 /5 3 06 0 0 0 0 .60 m 9s4 1
假定在层流区，得：
dP c 1 84 31 5 5 0 0 9 .8 0 0 .6 19 ＝ 94 .2 1 10 5m
u0c
dP2(P )g 18
R d e Pc u oc 9 .2 1 1 3 5 0 1 0 .5 6 0 9 0 .6 4 ＝ 1 .2 8 1

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)。

2020/12/5
14
多层降尘室：
2020/12/5
若n个隔板，则
qV(n1)W Lut
缺点：清灰难；隔板间距小，
颗粒易被扬起。
15
3. 临界颗粒直径
临界颗粒直径dpC——降尘室理论上能100%除去的最小颗粒直径。
层流
ut
d2pc(p )g 18
ut
Hu qV L WL
dpc
18 (p)gut
10
（四）影响沉降速度的其它因素 1.干扰沉降
u干扰 u自由
2. 颗粒形状
球形度与非颗球粒形体颗积粒相的等面表的积面球 A de2积表
越小，阻力越大，Re相同时沉降速度越小。
3. 壁效应使沉降速度下降。
2020/12/5
11
二、重力沉降设备（一）降尘室
2020/12/5
2020/12/5
22
2. 临界颗粒直径
假设： • 切向速度ut=进口速度ui • 颗粒沉降的最大距离b • 层流
b ui
rm——平均旋转半径
2020/12/5
23
沉降速度：
ur
dp2(p ) 18
ui2 rm
沉降时间：r
b ur
dp21(8p brm)ui2
停留时间： 2 rm n n——旋转圈数
2020/12/5
32
（三）滤饼的可压缩性与助滤剂
不可压缩滤饼：空隙不随压力变化可压缩滤饼：空隙随压力增加而减小 ——加助滤剂
（四）过滤过程物料衡算（1）湿滤渣密度
C 1 C 1
C p C——kg湿渣/kg干渣
2020/12/5
33
（2）干渣质量与滤液体积之比
w
X
(1 CX) /
kg干渣/m3滤液
互不碰撞、互不影响。
浮力Fb
阻力Fd
p, 颗粒下沉
p
2020/12/5
重力Fg
2
重力： Fgmg6dp3pg
浮力Fb： 6dp3g
阻力 F dA ： p2 u2 4dp22 u2
FgFbFdma
6 d p 3p g 6 d p 3g 4 d p 2 2 u 2 6 d p 3p a
28
第四节过滤
一、悬浮液的过滤
滤浆滤饼过滤介质
滤液
推动力：压力差，离心力，重力阻力：滤饼、过滤介质阻力
2020/12/5
29
（一）两种过滤方式 1. 滤饼过滤
2020/12/5
30
2. 深层过滤
2020/12/5
31
（二）过滤介质
类别： • 织物介质 • 多孔性固体介质 • 堆积介质 • 多孔膜：高聚物膜、无机膜
6dp3p
u2 r
径向向外
（浮向力心力：）Fb
6
dp3
u2 r
指向中心
阻力： FdA2 ur24dp22 ur2 指向中心
受力平衡时，径向速度ur为该点的离心沉降速度。
ur
4dp(p ) ut2 3 r
2020/12/5
20
（二）离心分离因数
重力沉降速度ut
层流
ut
d
2 p
(
p
18
)g
离心沉降速度ur
12
1. 沉降分离条件
停留时间： L u
沉降时间：
t
H ut
W
分离条件： t
即 LH u ut
或 uH Lut
2020/12/5
13
2. 生产能力 qV——降尘室所处理含尘气体的体积流量
qV WHu
u qV WH
qV LWut
结论：降尘室的生产能力只与沉降面积WL及颗粒沉降速度ut有关，而与高度H无关。
5
2020/12/5
6
2020/12/5
——球形圆盘形
7
（1）层流区 10－4< Re < 2 Stokes 区
24 Re
（2）过渡区 2< Re < 500
Allen 区
10
Re （3）湍流区 500< Re < 2105 Newton区
0.44 （球形）
2020/12/5
8
（三）沉降速度的计算
第三章沉降与过滤
第一节概述
非均相物系分离：沉降（重力沉降、离心沉降）过滤
分散物质（分散相）：处于分散状态的物质分散介质（连续相）：处于连续状态的物质
分离的目的： 1. 回收分散物质; 2. 净化分散介质。
2020/12/5
1
第二节重力沉降
一、重力沉降速度（一）球形颗粒的自由沉降
自由沉降：颗粒浓度低，分散好，沉降过程中
由于:
进、排气与筒壁之间的摩擦损失；进入时突然扩大的局部阻力；旋转中动能损3~2 kPa
2020/12/5
26
(二) 旋液分离器
2020/12/5
27
(三) 沉降式离心机
1. 管式离心机 2. 碟式离心机 3. 螺旋式离心机
2020/12/5
2020/12/5
3
重力沉降速度: 颗粒受力平衡时，匀速阶段颗粒相对于流体的运动速度。
ut
4dp(p )g 3
2020/12/5
4
（二）流体中颗粒运动的阻力(曳力)
FdAp2 u24dp22 u2
——阻力系数（曳力系数）
f(Re)
Re dput
、——流体特性
dp、ut——颗粒特性
2020/12/5
层流区：
ut
d
2 p
(
p
18
)g
——Stokes(斯托克斯)式
过渡区：
ut
4g22(55p)2
1/3
dp
湍流区： ut
3.03dp(p )g
2020/12/5
9
试差计算法： • 假设沉降处于某一区域； • 计算ut； • 计算Re，校验区域； • 若符合，则正确，否则重新假设区域。
2020/12/5
18 qV (p)gW L
2020/12/5
16
（二）沉降槽（增稠器） 1. 悬浮液的沉聚过程
2020/12/5
17
2. 沉降槽（增稠器）
2020/12/5
18
第三节离心沉降
一、离心沉降速度（一）沉降过程
合
切向速度 u 径向速度 ur 合成u合
2020/12/5
19
离心力：FC
u2 m
r
ur
d
p2(p ) 18
u2 r
方向向下，大小不变径向向外，随r变化
ur ut
u2 gr
Fc Fg
KC
离心分离因数KC——同一颗粒在同种介质中所受离心力与重力之比。
2020/12/5
21
二、离心沉降设备（一）旋风分离器 1. 结构与工作原理
KC为5~2500，可分离气体中5~75m的颗粒。
ui
沉降分离条件： r
2020/12/5
24
b 临界颗粒直径：dpc 3 nui(p )
讨论：（1）b
dpc D 旋风分离器越大，分离效果越不好
所以生产能力较大时，一般采用多个小旋风分离器并联。
（2）ui
dc 分离效果好
流动阻力大
ui 12 ~2m 5/s
2020/12/5
25
3. 气体通过旋风分离器的压力降