【正文】 式中 為沉 降顆粒沿沉降方向的最大投形面積 ， 對(duì)于球形顆粒 ， ， m2； 為顆粒相對(duì)于流體的降落速度 ， m/s； 為沉降阻力系數(shù) 。 根據(jù)牛頓第二定律有： 當(dāng)顆粒開始沉降的瞬間 ， u為零 ,阻力也為零 ,加速度 a為其最大值；顆粒開始沉降后 ， 隨著 u逐漸增大 ， 阻力也隨著增大 ， 直到速度增大到一定值 后 ， 重力 、 浮力 、 阻力三者達(dá)到平衡 ， 加速度 a為零；此時(shí)顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)的速度即稱為沉降速度 ， 用 表示 ， 單位為m/s。對(duì)于微小顆粒，由于沉降的加速階段時(shí)間很短，可忽略，因此，整個(gè)沉降過(guò)程可以視為加速度為零的勻速沉降過(guò)程。 的確定較為復(fù)雜， 該值與雷諾數(shù) 有關(guān)，但二者間數(shù)學(xué)函數(shù)式目前理論上還難以確定，一般通過(guò)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定，見圖 32 。 顆粒向沉降方向的投影面積 A愈大 ， 沉降阻力愈大 ， 沉降速度愈慢 。 非球形顆粒幾何形狀與球形的差異程度 ， 用 球形度 表示 ，即一個(gè)任意幾何形體的球形度 ， 等于體積與之相同的一個(gè)球形顆粒的表面積與這個(gè)任意形狀顆粒的表面積之比 。 在計(jì)算沉降速率時(shí) ， 非球形顆粒的大小可用當(dāng)量直徑表示 ， 所謂當(dāng)量直徑即就是與顆粒等體積球形顆粒的直徑 。 含塵氣體進(jìn)入降塵室后 ， 流通截面積擴(kuò)大 ， 速度降低 ， 使氣體在降塵室內(nèi)有一定的停留時(shí)間 。 要保證塵粒從氣體中分離出來(lái) ， 則顆粒沉降至底部所用時(shí)間必須小于等于氣體通過(guò)沉降室的時(shí)間 。 該式表明： 降塵室生產(chǎn)能力只與降塵室的底面積及顆粒的沉降速度有關(guān) ， 而與降塵室高度 H無(wú)關(guān) 。 降塵室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 但設(shè)備龐大 、 效率低 ， 只適用于分離粗顆粒 （ 一般指直徑 75μ m以上的顆粒 ） ， 或作為預(yù)分離設(shè)備 。 在化工生產(chǎn)中常用連續(xù)操作的沉降槽如圖 35所示，它是一個(gè)帶錐形底的圓池，懸浮液由位于中央的進(jìn)料口加至液面以下，經(jīng)一水平擋板折流后沿徑向擴(kuò)展，隨著顆粒的沉降，液體緩慢向上流動(dòng)，經(jīng)溢流堰流出得到清液，顆粒則下沉至底部形成沉淀層，由緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的耙將沉渣移至中心，從底部出口排出。 沉降槽有澄清液體和增稠懸浮液的雙重作用功能 ,與降塵室類似，沉降槽的生產(chǎn)能力與高度無(wú)關(guān) ,只與底面積及顆粒的沉降速率有關(guān) ,故沉降槽一般均制造成大截面、低高度。它一般用于大流量、低濃度懸浮液的處理。 第二節(jié) 沉 降 二 、 離心沉降 在重力沉降中 ,當(dāng)顆粒小時(shí) ,沉降速率就小 ,需沉降設(shè)備就大 ,為了提高其生產(chǎn)能力 ,工業(yè)上可使用離心沉降 ,因?yàn)殡x心力比重力大得多 ，改用離心沉降則可大大提高沉降速度 ,設(shè)備尺寸也可縮小很多 。和顆粒在重力場(chǎng)中受到三個(gè)作用力相似 ， 慣性離心力場(chǎng)中顆粒在徑向上也受到三個(gè)力的作用 ,即慣性離心力 、 向心力 (相當(dāng)于重力場(chǎng)中的浮力 ,其方向?yàn)檠匕霃街赶蛐D(zhuǎn)中心 )和阻力 (與顆粒的運(yùn)動(dòng)方向相反 ,其方向?yàn)檠匕霃街赶蛑行?)。 工業(yè)上常將離心加速度與重力加速度之比稱為 離心分離因數(shù) ， 即 K是離心分離設(shè)備的重要性能指標(biāo) 。 離心分離因數(shù)的數(shù)值一般為幾百到幾萬(wàn) 。 ? 注意 ： 重力沉降速度基本上為定值；離心沉降速度為絕對(duì)速度在徑向上的分量，隨顆粒在離心力場(chǎng)中的位置 r而改變。 由于在離心場(chǎng)中顆粒可以獲得比重力大得多的離心力 ,因此 ,對(duì)兩相密度相差較小或顆粒粒度較細(xì)的非均相物系 ， 利用離心沉降分離要比重力沉降有效得多 。含塵氣體從側(cè)面的圓筒形進(jìn)氣管切向進(jìn)入器內(nèi) ,然后在圓筒內(nèi)作自上而下的圓周運(yùn)動(dòng)。由于操作時(shí)旋風(fēng)分離器底部處于密封狀態(tài) ,所以被凈化的氣體到達(dá)底部后折向上 ,沿中心軸旋轉(zhuǎn)著從頂部的中央排氣管排出。一般入口氣速為 10～ 25ms1 ,分離因數(shù)約為 5～ 2500,一般可分離氣體中 5～ 75μ m直徑的粒子。 ① 臨界粒徑 (dpc):即旋風(fēng)分離器能夠分離出最小顆粒的直徑 ， 其計(jì)算式為 (312) 式中： ui為含塵氣體的進(jìn)口氣速 ， m/s； B為旋風(fēng)分離器的進(jìn)口寬度 ,m；N為氣流的旋轉(zhuǎn)圈數(shù) ,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器 ,可取 N=5； 為顆粒的密度 ， kg/m3；μ 為流體的黏度 ， Pa ② 分離效率：通常有兩種表示方法 ， 即粒級(jí)效率和總效率 （ 313） 式中 為旋風(fēng)分離器進(jìn)出口氣體中含塵粒徑為 dp,i的顆粒的濃度 ，g/m3； Ci、 C0為旋風(fēng)分離器進(jìn)出口氣體中全部顆粒的濃度 , g/m3； 為含塵氣體在分離器入口處粒徑為 dp,i的顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。 001niiiiiCCC? ? ????? ?,iiiiCCC? ?? 進(jìn) 出進(jìn),ii進(jìn) 出C 、 Ci?第二節(jié) 沉 降 ③ 壓力降 旋風(fēng)分離器的壓力降是評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo) 。 氣體通過(guò)旋風(fēng)分離器的壓力降應(yīng)盡可能小 ， 該值的大小是決定分離過(guò)程能耗和合理選擇風(fēng)機(jī)的依據(jù) 。 ui愈小，壓降愈低，雖然輸送能耗降低，但分離效率也降低，從經(jīng)濟(jì)角度考慮可取ui=15~25m/s。 旋風(fēng)分離器一般可分離 5～ 75μ m的非纖維、非粘性干燥粉塵，對(duì) 5μ m以下的細(xì)微顆粒分離效率較低。 第二節(jié) 沉 降 又稱水力旋流器 ,是利用離心沉降原理分離 液－固混合物的設(shè)備 ,類似于旋風(fēng)分離器。懸浮液由入口管切向進(jìn)入