【正文】 介質(zhì)的孔道堵塞，造成較大的阻力； 而在恒速過濾操作的后期，過濾壓力增大到較大值，這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的泄露或動(dòng)力設(shè)備超負(fù)荷。 濾液量與過濾時(shí)間 (1)過濾操作方式 在過濾計(jì)算中， 將前一種操作方式稱為恒壓過濾，后一種操作方式稱為恒速過濾。 ? 絮凝劑 ： 使分散的細(xì)顆粒凝聚成團(tuán)從而更容易過濾。 ??)(39。 ① 材料： 硅藻土、珍珠巖 ② 使用方法： 預(yù)涂在過濾介質(zhì)上 加入懸浮液中同時(shí)過濾 1. 濾液通過餅層的流動(dòng) —— 簡化流動(dòng)模型： ① 層流直管中流動(dòng)阻力 —— 泊稷葉 Poiseulle公式 dulP232 ????? ? ? ?lPdu?????322即 ② 濾渣層中流動(dòng)特點(diǎn)： I 濾渣層中存在曲折流動(dòng)通道 （基本事實(shí) 1） II 通道很小、流速很低（基本事實(shí) 2） III 層流（基本假定） 過濾基本方程式 過濾基本方程式 過濾速率 過濾速度 單位時(shí)間獲得的濾液體積 單位過濾面積上的過濾速率 若過濾過程中其他因素維持不變，則由于濾餅厚度不斷增加過濾速度會(huì)逐漸變小。 ： 主要是對濾餅作支承作用。 ? ② 性能穩(wěn)定、耐熱耐腐。 多孔膜 用于膜過濾的各種有機(jī)分子膜和無機(jī)材料膜。 多孔固體介質(zhì) 具有很多微細(xì)孔道的固體材料，如多孔陶瓷、多孔金屬及多孔性塑料制成的管或板，能截留 13μ m的微小顆粒。 根據(jù)過濾推動(dòng)力的方式，又有加壓過濾、真空過濾和離心過濾 深床過濾 織物介質(zhì) 最常用的過濾介質(zhì)，工業(yè)上稱為濾布 (網(wǎng) )，由天然纖維、玻璃纖維、合成纖維或者金屬絲編織而成。深床過濾主要用于凈化含固量很少（ %）流體，如水凈化等。餅層過濾主要用于含固量較大（ 1%）的場合。 原理：使懸浮液在 外力 （壓力、重力、真空或離心力）作用下強(qiáng)制通過 多孔（毛細(xì)孔） 過濾介質(zhì) （濾布、濾餅），從而將其中懸浮顆粒 截留 。 CLZ—— 軸向進(jìn)口 CLK —— 擴(kuò)散旋風(fēng) Ⅱ 選型主要參數(shù)： 處理氣量；壓降；粘光性質(zhì)（密度、粒度、磨損腐蝕性等）； 總?cè)コ剩ɑ蚰骋环旨?jí)效率，在已知要去除的顆粒粒度要求時(shí)） ④ 旋風(fēng)器的選型： 過濾 ?過濾操作的基本概念 ?過濾基本方程式，過濾常數(shù)的測定 ?提高過濾生產(chǎn)能力的措施 ： 沉降時(shí)間長、脫除分離不徹底、固體物含水率高、設(shè)備龐大占地。上圖為標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器的 曲線，對于同一形式且尺寸及比例相同的旋風(fēng)分離器，無論大小，皆可通用同一條曲線。??2)/( cdd??總效率 ?O： 被分離出來的顆粒點(diǎn)全部顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 旋風(fēng)分離器的總效率 ηO，不僅取決于各種尺寸顆粒的分級(jí)效率，而且取決于氣流中所含塵粒的粒度分布。ddc的 入器時(shí)如其 B’B， 也可以被 (100%)分離 由前式，能被 (100%)分離顆粒的 d?B1/2 BBddc39。 c. 氣流與顆粒之間的相對運(yùn)動(dòng)為層流。 假設(shè)： a. 氣流入口速度 u入 基本上等于氣流的切線速度 uτ且不變。 壓 力 分 布：（ 4080mmH2O） 從筒壁往中心逐漸降壓到達(dá)氣芯處可降至負(fù)壓。 (335) ? ? ? ?nDDgDnrgnrrgut 22222212???????層流時(shí) n = 1/2 過渡流 n1（ ） 湍流時(shí) n = 1 u離 /u重 = kn ① 氣體離心設(shè)備 —— 旋風(fēng)分離器 ② 液體離心設(shè)備 —— 離心沉降 離心過濾 —— 過濾章節(jié)內(nèi)容 2. 離心分離設(shè)備： Kc 離心沉降設(shè)備 重力沉降的不足與離心沉降的優(yōu)勢 設(shè)備體積小而分離效率高 1． 旋風(fēng)分離器 （ 1） 構(gòu)造與工作原理 圓筒、圓錐、矩形切線入口 氣流獲得旋轉(zhuǎn) 向下 ?錐口 向上 ，氣芯 ?頂部中央排氣口 顆粒 ?器壁 ?滑落 3. 旋風(fēng)分離器的性能 結(jié) 構(gòu) 與 操 作： 氣體進(jìn)口速度 10~25 m/s 或 15~20 m/s， 最小分離粒徑約 5μm。 且方向不是向下而是沿 半徑向外 ； 再者，離心沉降速度 ur不是恒定值 ，隨顆粒在離心力場中的位置 (R)而變，而重力沉降速度 ut則是恒定的 . 離心沉降時(shí)，如果顆粒與流體的相對運(yùn)動(dòng)屬于滯流 , 阻力系數(shù) ξ 也可用式 3— 21表示，于是得到 (334) cTtrKgRuuu??2式 334與式 3— 24相比可知，同一顆粒在同種介質(zhì)中 的離心沉降速度與重力沉降速度的比值為 比值 Kc就是粒子所在位置上的慣性離心力場強(qiáng)度與重力場強(qiáng)度之比，稱為 離心分離因數(shù) 。上式對 ur求解得 比較式 333與式 320可以看出，顆粒的離心沉降 速度 ur與重力沉降速度 ut具有相似的關(guān)系式， 若將重力加速度 g改為離心加速度 則式 3— 20便變?yōu)槭?333。 ur代表顆粒與流體在徑向上的相對速度， m／ s。 Rud Ts236??Rud T 236 ??2422 rud ???慣性離心力 = 向心力 = 阻力 = 球形顆粒的直徑為 d、密度為 ρ s。向心力 (與重力場中的浮力相當(dāng)，其方向?yàn)檠匕霃街赶蛐D(zhuǎn)中心 ) 。 重力場強(qiáng)度 g(即重力加速度 )基本上可視作常數(shù)， 其方向指向地心。在與轉(zhuǎn)軸距離為 R、切向速度為 uT的位置上，慣性離心力場強(qiáng)度為 (即離心加速度 )。 ? 由于在高速旋轉(zhuǎn)的流體中，顆粒所受的 離心力比重力大得多 ，且可依需要調(diào)節(jié)，所以其 分離效果好于重力沉降 。 ? 通常 ， 氣固非均相物質(zhì)的離心沉降是在 旋風(fēng) 分離器中進(jìn)行 ， 液固懸浮物系的離心沉降可在 旋液 分離器或離心機(jī)中進(jìn)行 。 ? : ? 風(fēng)車分離稻谷（豐實(shí)谷粒、半豐粒、癟殼、稻草葉、茸毛葉） ： ? 依靠 慣性離心力 作用下實(shí)現(xiàn)的沉降過程稱為離心沉降 。 ? 向懸浮液中添加少量電解質(zhì)或表面活性劑 ， 使顆粒發(fā)生 “ 凝聚 ” 或 “ 絮凝 ” ； ? 改變一些 物理?xiàng)l件 （ 如加熱 、 冷凍或震動(dòng) ） ， 使顆粒的粒度或相界面積發(fā)生變化 ， 都有利于提高沉降速度； ? 沉降槽中的 裝置攪拌耙 ， 除能把沉渣導(dǎo)向排出口外 ，還能減低非牛頓型懸浮物物系的表觀粘度 ， 并能促使沉淀物的壓緊 ， 從而加速沉聚過程 。 ? 在沉降槽的增濃段中，大都發(fā)生顆粒的干擾沉降，所進(jìn)行的過程稱為 沉聚過程 。 ? 為了把沉渣增濃到指定的稠度，要求顆粒在槽中有足夠的停留時(shí)間。 ? 沉降槽有 澄清液體和增濃懸浮液 的雙重功能。 2) 沉降槽 ? 連續(xù)沉降槽的直徑，小者為數(shù)米，大者可達(dá)數(shù)百米； ? 連續(xù)沉降槽 適合于處理量大，濃度不高，顆粒不太細(xì)的懸浮液，常見的污水處理就是一例。 ? 懸浮液經(jīng)中央進(jìn)料口送到液面以下 － ， 在盡可能減小擾動(dòng)的情況下 ， 迅速分散到整個(gè)橫截面上 ，液體向上流動(dòng) ， 清夜經(jīng)由槽頂端四周的溢流堰連續(xù)流出 ， 稱為 溢流 ； ? 固體顆粒下沉至底部 ， 槽底有徐徐旋轉(zhuǎn)的耙將沉渣緩慢地聚攏到底部中央的排渣口連續(xù)排出 。 需要處理的懸浮液在槽內(nèi)靜置 足夠時(shí)間后 ， 增濃的沉渣由槽底排出 ， 清液則由槽上部排出管抽出 。沉降槽可間歇操作也可連續(xù)操作 。 （ 1） 求 Vs 2) 沉降槽 ? 沉降槽是利用重力沉降來提高懸浮液濃度并同時(shí)得到澄清液體的設(shè)備 。 已知煙氣處理量為 12500標(biāo)準(zhǔn) m3/h， 煙氣的溫度為150℃ ， 密度為 ,粘度為 10。 ? 有一降塵室 ， 長 、 寬 、 高分別為 11 6 4m，沿沉降室高度的中間加一層隔板 。 526210**18*30 00*)10*10(18)(????? ?? gd s**10 31 3 ???? ?tsb l uV(3)需設(shè)置的水平隔板層數(shù) 多層降塵室中需設(shè)置的水平隔板層數(shù)用式 322a計(jì)算 。 2)40μm顆粒的回收百分率 假設(shè)顆粒在爐氣中的分布是均勻的，則在氣體的停留時(shí)內(nèi)顆粒的沉降高度與降塵室高度之比即為該尺寸顆粒被分離下來的分率。 解： (1)理論上能完全捕集下來的最小顆粒直徑 由式 322可知，在降塵室中能夠完全被分離出來 的最小顆粒的沉降速度為 blVu st ?由于粒徑為待求參數(shù)，沉降雷諾準(zhǔn)數(shù) Ret和判斷因子 K都無法計(jì)算故需 采用試差法 。氣體體積流量為 3m3/s。降塵室底面積為 10㎡ ，高寬均為 2m。 降塵室結(jié)構(gòu)簡單、阻力小，但體積龐大、分離效率低，只適合于分離直徑在 75μm以上的粗粒， 一般作預(yù)除塵用。 注意： ? b. 氣體速度的選擇 ： ? 降塵室中的氣體流速不能過高，應(yīng)保證氣體流動(dòng)的雷諾數(shù)處于 層流區(qū) ，防止將已沉降下來的顆粒重新卷起。 a. 設(shè)計(jì)時(shí)顆粒直徑的選擇：以上分析是基于顆粒在降塵室頂端能被分離的條件，顯然，在此條件下，處于其他位置的同直徑顆粒也都能被除去。隔板的間距應(yīng)考慮出灰的方便。所以降塵室一般采用扁平的幾何形狀，也可在室內(nèi)加多層隔板，形成多層降塵室。隨氣體運(yùn)動(dòng) 沉降運(yùn)動(dòng)時(shí)間 氣體停留時(shí)間 ?分離 說明 ① d?，容易除去 ② 氣量 V?， 容易除去 （ 2） 能 (100%)被除去的最小顆粒直徑 100%去除 —— 室頂?shù)绞业? 所需沉降時(shí)間 θ t=H/ut 氣體通過降塵室的時(shí)間 θ =l/u 分離滿足的條件 ： uluHt?分離所需最 低 沉降速度 0AVlbH bulHuu st ???最低沉降速度 ~能被分離的最小顆徑 ? ?02m i n18 AVgdu sst ??????? ? 0m i n18AVgd ss ?????說明 ① dmin~顆粒、氣體性質(zhì)，氣體處理量，底面積 ② 考慮 是 dmin ，一般認(rèn)為處在層流區(qū) （ 3） 最大處理量 ts uAV 0?說明 ①含塵氣體的最大處理量與某一粒徑對應(yīng)的，是指 這一粒徑及大于該粒徑的顆粒都能 100%被除去時(shí) 的最大氣體量； ② Vmax~ (100%去除 的 ) d, A0，與 H無關(guān) . 為什么降塵室多做成扁平狀？ ? 理論上 降塵室的生產(chǎn)能力只與降塵室的長度、寬度及沉降速度 ut有關(guān)，與降塵室高度無關(guān)。 這是一個(gè)大空箱，含塵氣體從一端進(jìn)入，以流速 u水平通過降塵室，塵埃以自由沉降速度ut 向室底沉降，只要能保證氣體在室內(nèi)停留時(shí)間足夠長，以便顆粒達(dá)到室底面，便能在出口得到凈化的氣體。 操作： 在氣體從降塵室入口流向出口的過程中，氣體中的顆粒隨氣體向出口流動(dòng)，同時(shí)向下沉降。 因此， K≤ 為 斯托克斯定律區(qū) ， K 艾侖定律區(qū) ， K 牛頓定律區(qū) 。 （ 1）試差法 由于在計(jì)算出 ut之前 Ret的大小未知，因此要通過試差確定應(yīng)該選取的計(jì)算公式。 ζ 根據(jù)阻力隨顆粒雷諾數(shù)變化的規(guī)律，可分為三個(gè)區(qū)域： 滯流區(qū)或斯托克斯定律區(qū) （ 104Ret1) 過渡區(qū)或艾侖定律區(qū)（ 1Ret103） 湍流區(qū)或牛頓定律區(qū) （ 103Ret2 105） tRe24??t????將阻力系數(shù)的計(jì)算式代入，得到不同顆粒雷諾數(shù)范圍內(nèi) ut的計(jì)算式： ???18)(2 gdu st??)(tstgdu??? ?????? gdu st)( ???湍流區(qū) 過渡區(qū) 滯流區(qū) 3）影響沉降速度的因素 （ 2）顆粒的體積濃度 當(dāng)顆粒體積較高時(shí) ,便發(fā)生干擾沉降 （ 3） 器壁效應(yīng) （ 4） 顆粒形狀的影響 當(dāng)容器尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顆粒尺寸時(shí)，器壁效應(yīng)可忽略，否則需加以考慮 同一種固體物質(zhì)，球形或近球形顆粒比同體積非球形顆粒的沉降快一些。 ? 發(fā)生的沉降過程分別稱為 重力沉降 和 離心沉降 。 ? 沉降運(yùn)動(dòng)發(fā)生的前提條件是固體顆粒與流體之間存在 密度差 ，同時(shí)有外力場存在。 ? 流－固之間的相對運(yùn)動(dòng)有三種情況，即： ? 流體靜止 ，固體顆粒作沉降運(yùn)動(dòng)； ? 固體靜止 ，流體對固體作繞流； ? 流體和固體都運(yùn)動(dòng) ，但二者保持一定的相對速度。 2．流