【正文】 體計算攪拌功率。② 壁效應：與顆粒的直徑dp相比，當容器的直徑D并非很大時，容器的壁面也會對顆粒的沉降產生一定影響，使得后者的沉降流動阻力有所增大。2. 離心沉降原理及公式，典型離心分離設備的類型、原理及要求 ★A. 離心沉降（1）原理當流體圍繞某中心軸作圓周運動時，便形成了慣性離心力場。該分離器具有結構簡單、制造方便和分離效率高等優(yōu)點。式中，dc —臨界粒徑，m； ui—含塵氣體的進口氣速(切向速度)，m/s；B—旋風分離器的進氣口寬度，m；μ—氣體的粘度，ρs一固體顆粒的密度，rn3/s Ne —氣流在旋風分離器內向下運行的圈數(shù)，對于標準型旋風分離器，可取Ne=5。期間，在慣性離心力的作用下，懸浮液中的固體顆粒將離心沉降至器壁，且隨外旋流逐漸下降至錐底的出口，稱為粘稠的懸浮液而排出，稱為底流；澄清液體在器內形成向上的內旋流，并經上方的中心溢流管排出，稱為溢流。（2）過濾方式：① 餅層過濾：當懸浮液中顆粒的直徑小于過濾介質中的微細孔徑時，隨著過濾的繼續(xù)進行細小顆粒會在通道中迅速發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，使小于過濾介質孔徑的細小顆粒也能被截留。缺點是間歇操作，勞動強度大，生產能力低。4. 膜過濾原理與膜組件，典型膜過濾的類型和技術要求 ■（1）基本原理：膜可以看作是一個具有選擇透過性的屏障，它允許一些物質透過而阻止另一些物質透過，從而起到分離作用。④ 反滲透：所用的膜為半透膜，該膜是一種只能透過水而不能透過溶質的膜。過濾除塵多孔材料截留、使用靈活方便，可以處理不同類型顆粒污染物，～20um細粉捕集效果好；，不適于高溫、濕、強腐蝕性廢氣處理。溶解度和溫度存在一一對應的函數(shù)關系，即溶解度曲線。介穩(wěn)區(qū)中又分分為第一介穩(wěn)區(qū)和第二介穩(wěn)區(qū)，前者極不易自發(fā)結晶，在該區(qū)域內添加晶種，溶質只會在晶種表面生長，餓不會產生新的晶核；若在第二介穩(wěn)區(qū)添加晶種，則溶質不僅會在晶種表面生長，而且還將誘發(fā)產生新的晶核。結晶動力學就是研究結晶過程中的晶核形成和晶體生長的規(guī)律，包括成核動力學和生長動力學兩部分內容。因此，除超細粒子制造業(yè)外，一般工業(yè)結晶過程均要盡量避免初級成核現(xiàn)象的發(fā)生，以獲得粒度較為均勻的晶體。① 由結晶動力學可知，成核和生長速率均與溶液的過飽和度有關，且兩者的速率大小將決定晶體產品的粒度及其分布，故過飽和度是結晶過程應控制的一個重要參數(shù)。在間歇結晶操作中，也要對體系的成核速率加以控制。（1）物料衡算對右圖所示的連續(xù)式結晶器，進行總物料衡算式中 F—原料液的質量流量，kg則 實際應用中，原料液和母液中的溶質含量常以單位質量溶劑中所溶解的溶質質量來表示，此時 式中 CF——以單位質量溶劑中所溶解的溶質質量來表示的原料液濃度，kgkg1；IM——母液的燴，焓，kJkg1。常用奧斯陸式結晶器由結晶室、蒸發(fā)室和加熱室構成，可自動分級晶體粒度，易于得到粒度大而均勻的晶體產品，但結構比較復雜，投資制造費用較高。因此，該法常用于物料去濕的預處理。（2）按操作方式不同，分為連續(xù)式和間歇式干燥。設備的加熱面是載熱體，空氣是載濕體。特點是屬于低溫操作，可以保存被干燥物料的原有結構和特性，但設備的投入和操作費用均較高。（2）壓力P：濕空氣的總壓P等于絕干空氣pg與水汽p的分壓之和，即當總壓一定時，濕空氣中水汽的分壓越大，水汽的含量就越大，即式中，nv—水蒸汽的千摩爾數(shù)，kmolng—絕干空氣的千摩爾數(shù)，kmol（3）濕度H：為濕空氣中所含的水蒸氣的質量與絕干空氣的質量之比。（5）濕空氣的比容υH：含lkg絕干空氣的濕空氣所具有的體積，單位為m3kg濕空氣/絕干空氣。對于空氣一水汽體系，干球溫度t、濕球溫度tw和露點td的關系為不飽和空氣：t tw td飽和空氣：t = tw = tdB. 濕度圖：常用焓濕圖（IH圖），以濕空氣的焓為縱坐標、濕度為橫坐標所構成的濕度圖即為IH圖，由4組線群和1條水蒸氣分壓線組成。① 干燥后的產品量 設為濕物料中絕千物料的量（kgs1； ——進人干燥器時熱空氣的濕度，kg水汽/kg絕干空氣； 一一離開干燥器時廢氣的濕度，kg水汽/kg絕干空氣。s1），預熱器的熱損失，則對預熱器進行熱量衡算得 式中 ——預熱器的加熱量，kW。c. 干燥器內的補充加熱量 一般情況下干燥器內不補充加熱，即。 b. 干燥速率曲線：恒定干燥條件下，干燥速率U與物料干基含水量X之間的關系。a. 圖中的C39。此階段所除去的水分為可除去的結合水，較難除去，因而干燥速率較小。在干燥過程中，采取降低物料層的厚度或對物料加強攪拌等措施，既能降低臨界含水量，又能增加干燥面積。h1。此外在床內的停留時間可根據需要進行調節(jié)，因而特別適用于難干燥或含水量較低的顆粒狀物料的干燥。適用于以非結合水為主的顆粒狀物料的干燥，但不適于對晶體形狀有一定要求的物料的干燥。在降速干燥階段，物料的溫度雖有所提高，但空氣的溫度因供給水分汽化所需的大量潛熱通常已降至77127℃，特別適用于熱敏性物料的干燥。（3）流化床干燥器：是一種典型的對流干燥器，結構簡單、緊湊、造價較低。s1或kg臨界點所對應的干燥速率仍等于恒速干燥階段的干燥速率，所對應的物料含水量，稱為臨界含水量Xc。此時物料表面變干，汽化面逐漸向物料內部移動。因此，要提高恒速干燥階段的干燥速度應從改善干燥介質的狀態(tài)入手，如提高干燥介質的溫度、降低干燥介質的濕度等。4. 干燥速率、干燥與干燥速率曲線、干燥時間的要求 ■（1）干燥速率U：單位時間內在單位干燥面積上所汽化的水分量，單位為kg/()。i）輸入熱量a. 熱空氣帶入的熱量 b. 濕物料帶入的熱量 其中，濕物料帶入的熱量為。① 預熱器的熱量衡算：可計算出預熱器的加熱量。③ 絕干空氣消耗量 在干燥過程中，絕干空氣的量保持不變。飽和空氣線將焓濕圖分成兩個區(qū)域，線上區(qū)域為不飽和區(qū)，該區(qū)域內的空氣可作為干燥介質使用；線下區(qū)域為過飽和區(qū)，該區(qū)域內的空氣呈霧狀，不能作為干燥介質使用。對于飽和空氣，濕球溫度與干球溫度相等；對于不飽和空氣，濕球溫度小于干球溫度。② 工業(yè)生產中常采用常壓或減壓干燥，但不采用加壓干燥：當溫度一定時，飽和蒸氣壓ps為定值。2. 濕空氣性質、濕度圖及應用的要求 ★A. 濕空氣的性質：濕空氣由絕干空氣和水汽所組成，在干燥過程中熱空氣中的水汽量不斷發(fā)生改變，但其中的絕干空氣僅作為濕和熱的載體，其質量保持不變。特點是內外同時加熱，傳熱與傳質方向一致，干燥速率快。常用的氣流干燥、流化干燥、噴霧干燥均屬此類。B. 干燥的分類和特點（1）按操作壓力范圍不同，分為常壓干燥和真空干燥。（1）機械去濕法：利用物質流動性、密度等物理性質的差異，借助物理力場或機械力，運用過濾、壓榨、抽吸和離心分離等設備出去物料中濕分的方法。優(yōu)點是制品的質量好、粒度大，特別適于含多結晶水的物質的結晶處理；缺點是傳熱速率小，且因間歇操作，生產能力低。℃1；——溶質在溫度為t2時的結晶熱，kJkg1；IG——晶體的焓，kJ對溶質進行物料衡算得 式中 WF——原料液中溶質的質量分率，無因次；WG——晶體中的溶質含量，無因次； WM——母液中溶質的質量分率，無因次。結晶生產中，通過再結晶可得到粒度大而均勻的晶體產品。沉降和溢流的粒度界限稱為細晶切割粒度。B. 結晶操作控制（1）連續(xù)結晶的控制 由于粒度不均的晶體易于結塊或形成晶簇，以至所包藏的母液不易除去，從而影響產品的純度，故晶體應具有適宜的粒度和較窄的粒度分布。非均相成核時，由于外界因素的干擾作用降低了體系的成核壁壘，因而成核所需的過飽和度要低于均相成核所需的過飽和度，這對于部分體系的結晶分離是有利的。晶核形成是指在過飽和溶液中生成一定數(shù)量的結晶微粒。這兩根曲線將濃度溫度圖分割為三個區(qū)城：在AB 曲線以下是穩(wěn)定區(qū)，在此區(qū)中溶液尚未達到飽和，即不會發(fā)生結晶現(xiàn)象。因此溶解度又稱為飽和濃度或平衡濃度，對應狀態(tài)下的溶液稱為飽和溶液。5. 典型除塵方法的類型、原理和技術要求，潔凈空氣凈化流程及專用過濾器的要求 ■（1）除塵方法除塵方法原理技術要求機械除塵① 重力：密度不同② 慣性力：慣性力不同③ 離心力：離心力、易于制造、阻力小、運轉費用低；，可采用多級串聯(lián)形式以提高分離效率。由于超濾過程無相變、不需加熱、不會引起產品變性或失活，常用于生物制品的分級分離和脫鹽濃縮。④ 三足過濾式離心機：分離因數(shù)一般為500～1000，～5mm的懸浮液。濾液體積和過濾時間的關系如下圖所示。② 碟式離心機：可用于乳濁液和含少量細粒的混懸液的分離，分離時間較短，整個生產過程可在密閉的管道和容器內進行，可避免重力沉降過程中的熱氣散失，并防止細菌污染，從而可降低過程能耗，改善環(huán)境衛(wèi)生，提高藥品質量。旋風分離器的壓強降一般為0. 5～2kPa,（2）旋液分離器：結構和原理與旋風分離器類似，也是利用離心力的作用，使得懸浮液增稠或使得顆粒分級的操作設備。旋風分離器內壓強的大小是不同的，器壁附近壓強最大，愈靠近中心軸，壓強愈低，中心軸處為負壓氣芯。其中，氣固非均相物系的離心沉降是在旋風分離器中進行，液固懸浮物系的離心沉降是在旋液分離器或離心機中進行。分為間歇式和連續(xù)式兩大類，其中連續(xù)式沉降槽適用于處理量較大且固含量較低的大穎粒懸浮液料漿，常用于污水處理及藥材浸取過程的后處理等過程，所得沉渣中一般還含有50%左右的液體。此時，顆粒受到重力Fg、浮力Fb和阻力Fd三個力的作用，當顆粒直徑為d時，F(xiàn)g －Fb－Fd =ma式中，ut一顆粒與流體間的相對運動速度；d一顆粒直徑；ρs一顆粒密度；ρ一流體密度；ξ一阻力系數(shù)；① 104Re2（層流區(qū)，或Stocks定律區(qū)）ξ=24/Ret ② 2Re103（過渡區(qū)，或Allen定律區(qū)）ξ=10/ ③ 103Re2105（湍流區(qū)，或牛頓定律區(qū)）ξ= （2）影響沉降速度的因素對于特定沉降物系，當阻力系數(shù)和密度已知時，則顆粒的沉降速度僅與顆粒直徑有關。① 在層流區(qū)(Re10)：不同型式攪拌器的功率曲線均為直線，直線的斜率均為1，且同一型式幾何相似的攪拌器，不論是否裝有擋板，功率曲線均相同，即擋板對攪拌功率沒有影響。（2）打旋現(xiàn)象及消除若攪拌器安裝于釜的中心，且釜內壁光滑并無其他構件，則旋轉的葉輪可使派出的液體具有一定的切向分速度，從而產生圓周運動。（7）結晶：此類過程的控制因素包括循環(huán)流量、剪切作用和轉速。（2）高粘度均相液體的混合：此類過程的主要控制因素為總體流動，因而常用大尺寸低轉速攪拌器，具體形式取決于被攪拌液體的粘度。攪拌時液體可沿螺帶的螺旋面上升或下降，從而產生軸向循環(huán)流動，故軸向混合效果比錨式或框式的好。但其所產生的軸向流動范圍較小，因此當物料液位較高時，應采用斜槳式攪拌器或與推進式攪拌器配合適用。工作時，渦輪式攪拌器如同一臺無外殼的離心泵，高速旋轉的葉輪使釜內液體產生切向和徑向運動。A. 攪拌器的分類、特點及適用對象根據攪拌器的旋轉直徑和轉速，常用攪拌器可分為兩類，即小直徑高轉速攪拌器和大直徑低轉速攪拌器。占地面積小、并有良好的密封性，可減少灰塵污染。③ 噴射泵：利用流體流動時動能與靜壓能之間的相互轉換來吸入和排除流體。由于壓縮比不大，氣體壓縮過程中產生熱量較少，不需冷卻裝置。d. 雜質泵（P型）：用于輸送含固體顆粒的懸浮液及粘度較大的漿液。用改變閥門開度的方法來調節(jié)流量多用在流量調節(jié)幅度不大、而經常需要調節(jié)的場合。① 氣蝕余量△h：為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口附近的液體靜壓頭（p1/ρg）與動壓頭（u12/2g）之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸汽壓頭（pv/ρg）的某一最小值，即Δh = p1/ρg + u12/2g pυ/ρg② 安裝高度Hg： Hg = p0/ρg pυ/ρg△hHf,01為安全起見，以免產生汽蝕現(xiàn)象。在一定轉速下，離心泵有一最高效率點，此點稱為設計點。b. 有效功率Ne：是指所排送的液體從葉輪所獲得的凈功率，是離心泵對液體所作的凈功率，即Ne=HgQρ=QHρ/102 N=Ne/η= HQρ/102η式中，Q—泵的流量，m3/s；H—泵的壓頭或揚程，m；ρ—被輸送液體的密度，kg/ m3；g—重力加速度，m/s2。從而，貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內液體壓入泵內，即離心泵無自吸能力，使離心泵不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”。液體經底閥6和吸入管進入泵內。文丘里流量計具有漸縮段和漸擴段，其內的流體流速較為平緩，產生的渦流較少，因而能量損失較小。一般情況下，測量點前的直管長度應大于管道內徑的50倍，而測量點后的直管長度應不小于（812）管道內徑；ⅱ）外徑不應超過管道內徑的1/50；ⅲ）前端管口截面必須與流體流動方向相垂直，任何偏離都將導致負偏差；ⅳ）對流體產生的阻力較小，常用于測量大直徑管道中清潔氣體的流速，但不適用于含塵氣體的測量。即 u= ② 湍流時：此時速度分布不再呈拋物線形狀；靠近管壁處速度梯度較大，管中心附近速度分布均勻。b. 當Re＞4000時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)。（3）流動類型與雷諾準數(shù)雷諾實驗揭示出管道中流體流動有兩種截然不同的類型：層流(或滯流)和湍流(或紊流)。3. 牛頓黏性定律與流體黏度，流體在管道速度分布的要求，流體類型，層流內層 ★（1）牛頓黏性定律水在管內流動時，管內任一截面上各點的速度并不相同，中心處的速度最大，愈靠近管壁速度愈小，在管壁處水的質點附于管壁上，其速度為零。重力場中在垂直方向上對液柱進行受力