環(huán)境工程原理第07章過濾-資料下載頁
2024-12-08 10:56本頁面
【正文】 ?：形狀系數(shù) （三）流體在顆粒床層中的流動 流動速度 根據(jù)上述簡化模型，流體在顆粒床層中流動可以看成是在小孔道管束中流動，而流體在孔道內(nèi)的流動可以看成是層流。 流動速度可以用 哈根一泊肅葉 定律來描述。 ul—— 流體在床層空隙中的實際流速 ， m/s； deb—— 顆粒床層的當量直徑 ， m。 ?p—— 流體通過顆粒床層的壓力差 ， Pa； ?—— 流體黏度 ， Pa s； l’—— 孔通道的平均長度， m。 顆粒床層的空床流速 u： dV—— dt時間內(nèi)通過床層的濾液量 ， m3； A—— 垂直于流向的顆粒床層截面積 ， m2。 床層空隙中實際流速 ul與空床流速 u 間關(guān)系如下： 在計算顆粒床各參數(shù)關(guān)系式中，所涉及的流速都是流體的空床流速（表觀流速），即用流體體積流速除以反應器截面積求得。但許多流體力學行為與實際流速即空隙速度有關(guān)，實際流速由體積流速除以實際通過的截面積求得。實際流通截面就是反應器截面積減去顆粒所占面積得出的空隙面積。 按簡化模型，孔通道長度 l’與顆粒床層厚度 L成正比， KozenyCarmam方程 Kl 為 Kozeny系數(shù)，與下列因素有關(guān)： 床層顆粒粒徑、形狀 床層空隙率等 在床層空隙率 ?＝ ～ ， Kl＝ 5。 顆粒床層的阻力 顆粒床層比阻 則： 流體在顆粒床層中流動速度的影響因素？ 一是促使流體流動的推動力 ?p； 二是阻礙流體流動的因素 ?rL： (1)流體黏度 ?； (2)床層阻力：床層性質(zhì)（比阻 r）及厚度 L。 與顆粒床顆粒大小和孔隙率有關(guān) 通過試驗求得 遷移行為： 顆粒進入濾料內(nèi)部后，主要包括以下幾個行為： 二、深層過濾過程中懸浮顆粒的運動 顆粒偏離流線運動到濾料內(nèi)部空隙表面推動力包括： a. 擴散作用 (布朗運動 )， 對 1?m 的顆粒起作用； b. 重力沉降 ， 當顆粒較大時 ， 重力沉降起主要作用； c. 流體運動作用力 (慣性力 )， 如慣性離心力 ， 使顆粒 偏離流線而運動到濾料表面 。 附著行為： 脫落行為： 影響附著的作用力 影響附著顆粒脫落主要因素 流體對附著顆粒的剪切作用 運動顆粒對附著顆粒的碰撞作用。 靜電作用力 (靜電斥力或靜電引力 ) 范德華引力 清潔濾料床層 過濾初期，濾料層孔隙尚無堵塞，孔隙大小與孔隙率沒有變化。 三、深層過濾的水力學 過濾水力學是指過濾過程中流體通過濾料層時流速和水頭損失的變化 流速計算： 阻力損失： 式中： L—— 濾料層厚度， m； ?—— 運動黏滯系數(shù)， m/s2 對于 非均勻濾料 的實際濾層，計算阻力損失時： ? 可以按篩分曲線分成若干 微小濾料層 ，取相鄰兩層的篩孔孔徑的平均值作為各層的計算粒徑。 ? 假設粒徑為 dpi的濾料質(zhì)量占全部濾料質(zhì)量之比為 pi，則清潔濾料層的 總阻力損失為 ： 阻力損失的影響因素 ？ 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 運行過程中濾料床層 ? 隨著過濾時間的延長，濾層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層空隙率逐漸減少。 ? 如空隙率減少，在阻力損失不變條件下濾速將降低。 反之，如果濾速保持不變，阻力損失將增加。 等速過濾：任意過濾時間 t 時的濾料層的總阻力損失 式中： Kt —— 實驗系數(shù)； ρ0—— 過濾原液的固體濃度。 減少或消除濾料表層堵塞的措施： p261 過濾水頭損失的時間變化 o 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 (1) 混合顆粒和顆粒床層有哪些主要的幾何特性？ (2) 混合顆粒的平均粒徑和顆粒床層的當量直徑如何定義？ (3) 流體通過顆粒床層的實際流速與哪些因素有關(guān)，與空床 流速是什么關(guān)系？ (4) 深層過濾的過濾速度與推動力和阻力的關(guān)系如何表示？ 本節(jié)思考題 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 (5) 懸浮顆粒在床層中的運動包括哪些主要行為？ (6) 流體在深層過濾中的水頭損失如何變化，主要存在哪 些變化情況？ (7) 如何防止濾料表層的堵塞，為什么？
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