【文章內(nèi)容簡介】 為沉聚區(qū)（ D）。 ? 隨著沉降過程的進(jìn)行， B、 C逐漸縮小并消失， C區(qū)剛剛消失這一時刻稱為 “臨界沉降點 ”(critical sedimentation point)，此時清液區(qū)與沉聚區(qū)有一清晰的界面。 a b c dBADABCDACD自此以后，便是沉聚區(qū)的壓緊過程，沉聚區(qū)中液體含量逐漸降低，壓緊過程一般很慢，經(jīng)常占沉聚過程的大部分時間。 ? 沉降槽中由于懸浮液中固體顆粒的含量較高，沉降過程多屬于干擾沉降，顆粒的沉降受到其它顆粒的影響，如顆粒下降引起的液體向上運動等，由于這因素的影響，試驗觀察到的沉降速度要小于顆粒的自由沉降速度，我們把這種沉降速度稱為表觀沉降速度 (apparent sedimentation velocity)，這是沉降槽設(shè)計的一個重要參數(shù)。 ? 工業(yè)上連續(xù)沉降槽的設(shè)計必須保證得到工藝過程所需的澄清液和一定濃度的增稠液 。? 因此要求：(1)、槽的直徑要保證在槽的任何截面上顆粒的沉降速率大于液體向上的流動速度。(2)、沉降槽進(jìn)料口以下高度必須保證稠液有足夠的停留時間使沉渣壓緊到要求的濃度。因此 ，沉降槽設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)為沉降槽的面積及高度。 167。23離心沉降 (centrifugal settling)? 對于一些直徑小的顆粒，由于質(zhì)量較小，受到的重力較小，單靠重力沉降的沉降速度較小，因此，分離這些小顆粒的非均相混合物的重力沉降設(shè)備往往比較大，而且對于一些更小的顆粒不能分離。? 例如 20 ℃ 水中 d=50?m， ?=2023kg/m3 ut=為了提高分離效率，提高顆粒的沉降速度，可利用離心力場的作用。 一、離心沉降速度? 我們來分析一球形顆粒與流體一起在離心力作用下旋轉(zhuǎn)的情況：當(dāng)顆粒與流體一起以角速度 ω 旋轉(zhuǎn)，則切向速度為 uT, uT = rω則顆粒受到的慣性離心力為，方向向外 Fc= aRFcFbFduTur?同時，顆粒在流體中受到向心力的作用（向心力與重力場的浮力相當(dāng)），方向向圓心。 Fb= b設(shè)顆粒的密度大于流體密度，則 Fc—F b＞ 0? 顆粒受到一個向外的凈力，從而產(chǎn)生加速度，這時，顆粒與流體產(chǎn)生相對運動。因此，顆粒又受到流體對顆粒的阻力 Fd ? FD= c? 此時顆粒受到的凈力為 F=Fc—F b—F d = m(du/dθ) d? 與重力沉降一樣，當(dāng)凈力 =0時， du/dθ 可視為 0。根據(jù) (a)(b)(c)(d)式，可得：? ur= （ 214）? 從上式可以看出， ur 與 uT2 成正比， uT 與 ω 成正比，因此可通過改變轉(zhuǎn)速來提高沉降速度，使小顆粒得到分離。同時我們還知，顆粒的 ur 與 uT （重力）具有相類似的關(guān)系式 但是，與重力沉降過程不同， uT2/R 為離心加速度， 離心沉降速度不是顆粒運動的絕對速度，而是絕對速度在徑向上的分布，方向是沿半徑向外。再者離心沉降速度不是定值，與 R有關(guān)，重力沉降速度為恒定的。 ? 對于離心沉降中的阻力系數(shù)，可與重力沉降時計算的方法一樣，如在層流區(qū) ξ=24/Ret ur = （ 215）我們把同一顆粒在同一種介質(zhì)中的離心沉降速度與重力沉降速度的比值稱為離心分離系數(shù) (centrifugul factor) ur/uT=ur2/(gR)=KC （ 216）? Kc值是離心分離設(shè)備的一個重要指標(biāo)， Kc 值越大，比較重力沉降速度就越好，如 Kc =102，即比重力沉降速度大 102倍 。二、離心沉降設(shè)備 （旋風(fēng)分離器） (cyclone) 氣 — 固非均相分離結(jié)構(gòu)及工作原理? 旋風(fēng)分離器在生產(chǎn)中的應(yīng)用已有近百年歷史，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，分離效率高，目前在化工、采礦、冶金等部門大量使用 旋風(fēng)分離器主要用于除去 5μm 以上的顆粒，其結(jié)構(gòu)為：主體為圓筒，上部為圓筒形，下部為圓錐形。 塵粒旋風(fēng)分離器中下行的螺旋 P156氣流稱為外旋流，上行的螺旋氣流稱為內(nèi)旋流（氣芯）性能參數(shù)A、 臨界粒徑 （ critical diameter）? 是指理論上在旋風(fēng)分離器中能被完全分離下來的最小顆粒直徑，用 dc 表示。它是判斷旋風(fēng)分離器分離效率高低的重要依據(jù)。 進(jìn)氣DBui臨界粒徑的計算： ? 假設(shè) 嚴(yán)格按螺旋形等速運動，其切向速度等于進(jìn)口氣速 ui穿過等于整個進(jìn)氣口的氣流層，方被分離。在湍流作自由沉降?！?ρ＜＜ ρs， ρ s—ρ=ρ s 　 旋轉(zhuǎn)半徑取平均半徑 Rm，則 ur=顆粒到達(dá)器壁所需時間為 θt=B/ur= 令氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器后，繞 Ne 圈轉(zhuǎn)入內(nèi)管流出， 則停留時間為 θ= ? 如果某種直徑為 dc 的顆粒其沉降時間等于停留時間，則是理論完全分離的最小顆粒直徑，（稱為臨界直徑） θ≥θt　　 θ=θt （ 217）一般旋風(fēng)分離器是以圓筒直徑 C為主要參數(shù)，其他尺寸都與 D成一定比例。? 由上式可知，臨界粒徑隨分離器的尺寸增大而增大，因此分離效率隨分離器的尺寸增大而減少。當(dāng)處理量很大時，常將若干小個尺寸旋風(fēng)分離器并聯(lián)使用，以維持較高的分離效率。B、分離效率旋風(fēng)分離器的分離效率有兩種表示方法? 總效率（ ?0） ：指進(jìn)入旋風(fēng)分離器的全部顆粒被分離下來的質(zhì)量分率。 ?0= （ 218）? 分效率 ?p （又稱為粒級效率） ηpi=（ C1i—C 2i） / C1i （ 219） C1i — 進(jìn)口氣體中第 i段粒度范圍內(nèi)的濃度 g/m3 C2i — 出口氣體中第 i段粒度范圍內(nèi)的濃度 g/m3? 不同的旋風(fēng)分離器分效率是不一樣的。? ηpi 與 di 的對應(yīng)關(guān)系稱為粒級效率曲線（實測獲得），以 dc 為清晰分割，見 P158? 為了方便，通常把粒級效率為 50%的顆粒直徑稱為分割粒徑 d50 ，對于標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器， d50估算式 d50= （ 220）? 一般來講，顆粒粒徑起越大，效率越高。